如何使用STM32 HAL库驱动TFT-LCD实现手画板功能

只看该作者 · 2023-11-21 00:04

我们知道，宏定义函数的好处就是速度快（直接嵌到被调用函数里面去了），坏处就是占空间大。在LCD_Init函数里面，有很多地方要写数据，如果全部用宏定义的LCD_WR_DATA函数，那么就会占用非常大的flash，所以我们这里另外实现一个函数：LCD_WR_DATAX，专门给LCD_Init函数调用，从而大大减少flash占用量。

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第三个是LCD_WR_REG函数:该函数是通过8080并口向LCD模块写入寄存器命令，因为该函数使用频率不是很高，我们不采用宏定义来做（宏定义占用FLASH较多），通过LCD_RS来标记是写入命令（LCD_RS=0）还是数据（LCD_RS=1）。该函数代码如下：

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既然有写寄存器命令函数，那就有读寄存器数据函数。

第四个是LCD_RD_DATA函数：该函数用来读取LCD控制器的寄存器数据（非GRAM数据），该函数代码如下：

只看该作者 · 2023-11-21 00:05

以上4个函数，用于实现LCD基本的读写操作。

接下来，我们介绍2个LCD寄存器操作的函数。

第五个是LCD_WriteReg和LCD_ReadReg函数，这两个函数代码如下：

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这两个函数函数十分简单，LCD_WriteReg用于向LCD指定寄存器写入指定数据，而LCD_ReadReg则用于读取指定寄存器的数据，这两个函数，都只带一个参数/返回值，所以，在有多个参数操作（读取/写入）的时候，就不适合用这两个函数了。

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第六个是坐标设置函数，该函数代码如下：

该函数实现将LCD的当前操作点设置到指定坐标(x,y)。因为不同LCD的设置方式不一定完全一样，所以代码里面有好几个判断，对不同的驱动IC进行不同的设置。

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第七个是画点函数。该函数实现代码如下：

该函数实现比较简单，就是先设置坐标，然后往坐标写颜色。其中POINT_COLOR是我们定义的一个全局变量，用于存放画笔颜色，顺带介绍一下另外一个全局变量：BACK_COLOR，该变量代表LCD的背景色。LCD_DrawPoint函数虽然简单，但是至关重要，其他几乎所有上层函数，都是通过调用这个函数实现的。

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第八个是读点函数，用于读取LCD的GRAM，这里说明一下，为什么OLED模块没做读GRAM的函数，而这里做了。因为OLED模块是单色的，所需要全部GRAM也就1K个字节，而TFTLCD模块为彩色的，点数也比OLED模块多很多，以16位色计算，一款320×240的液晶，需要320×240×2个字节来存储颜色值，也就是也需要150K字节，这对任何一款单片机来说，都不是一个小数目了。

只看该作者 · 2023-11-21 00:06

我们在图形叠加的时候，可以先读回原来的值，然后写入新的值，在完成叠加后，我们又恢复原来的值。这样在做一些简单菜单的时候，是很有用的。这里我们读取TFTLCD模块数据的函数为LCD_ReadPoint，该函数直接返回读到的GRAM值。该函数使用之前要先设置读取的GRAM地址，通过LCD_SetCursor函数来实现。LCD_ReadPoint的代码如下：

在LCD_ReadPoint函数中，因为我们的代码不止支持一种LCD驱动器，所以，根据不同的LCD驱动器（(lcddev.id）型号，执行不同的操作，以实现对各个驱动器兼容，提高函数的通用性。

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第9个是字符显示函数LCD_ShowChar，该函数同前面OLED模块的字符显示函数差不多，但是这里的字符显示函数多了一个功能，就是可以以叠加方式显示，或者以非叠加方式显示。叠加方式显示多用于在显示的图片上再显示字符。非叠加方式一般用于普通的显示。该函数实现代码如下：

在LCD_ShowChar函数里面，我们采用快速画点函数LCD_Fast_DrawPoint来画点显示字符，该函数同LCD_DrawPoint一样，只是带了颜色参数，且减少了函数调用的时间，详见本例程源码。该代码中我们用到了三个字符集点阵数据数组asc2_2412、asc2_1206和asc2_1608。

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第十个是TFTLCD模块的初始化函数LCD_Init，该函数先初始化STM32与TFTLCD连接的IO口，然后读取LCD控制器的型号，根据控制IC的型号执行不同的初始化代码，其简化代码如下：

只看该作者 · 2023-11-21 00:07

该函数先对STM32与LCD连接的相关IO进行初始化，之后读取LCD控制器型号(LCD ID)，根据读到的LCD ID，对不同的驱动器执行不同的初始化代码，其中else if(lcddev.id==0xXXXX)，是省略写法，实际上代码里面有十几个这种else if结构，从而可以支持十多款不同的驱动IC执行初始化操作，这样大大提高了整个程序的通用性。大家在以后的学习中应该多使用这样的方式，以提高程序的通用性、兼容性。

注意：本函数使用了printf来打印LCD ID，所以，如果你在主函数里面没有初始化串口，那么将导致程序死在printf里面！！如果不想用printf，那么请注释掉它。

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接下来，看看主函数代码：

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四、TFTLCD触摸屏实验
1.原理简介
我们将介绍如何使用STM32来驱动触摸屏，NUCLEO-L476RG开发板本身并没有触摸屏控制器，但是它支持触摸屏，可以通过外接带触摸屏的LCD模块（比如ALIENTEK TFTLCD模块），来实现触摸屏控制。

在本章中，我们将向大家介绍STM32控制ALIENTKE TFTLCD模块（包括电阻触摸与电容触摸），实现触摸屏驱动，最终实现一个手写板的功能。

只看该作者 · 2023-11-21 00:07

电阻式触摸屏利用压力感应进行触点检测控制，需要直接应力接触，通过检测电阻来定位触摸位置。
电容屏是利用人体感应进行触点检测控制，不需要直接接触或只需要轻微接触，通过检测感应电流来定位触摸坐标。

只看该作者 · 2023-11-21 00:07

电阻触摸屏的优点：精度高、价格便宜、抗干扰能力强、稳定性好。电阻触摸屏的缺点：容易被划伤、透光性不太好、不支持多点触摸。

只看该作者 · 2023-11-21 00:07

电容触摸屏的优点：手感好、无需校准、支持多点触摸、透光性好。电容触摸屏的缺点：成本高、精度不高、抗干扰能力差。

只看该作者 · 2023-11-21 00:08

注意：这里特别提醒大家电容触摸屏对工作环境的要求是比较高的，在潮湿、多尘、高低温环境下面，都是不适合使用电容屏的。

只看该作者 · 2023-11-21 00:08

XPT2046支持从1.5V到5.25V的低电压I/O接口。XPT2046能通过执行两次A/D转换查出被按的屏幕位置，除此之外，还可以测量加在触摸屏上的压力。内部自带2.5V参考电压可以作为辅助输入、温度测量和电池监测模式之用，电池监测的电压范围可以从0V到6V。XPT2046片内集成有一个温度传感器。在2.7V的典型工作状态下，关闭参考电压，功耗可小于0.75mW。XPT2046采用微小的封装形式：TSSOP-16,QFN-16(0.75mm厚度)和VFBGA－48。工作温度范围为-40℃～+85℃。该芯片完全是兼容ADS7843和ADS7846的，关于这个芯片的详细使用，可以参考这两个芯片的datasheet。

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2.功能简介
开机的时候先初始化LCD，读取LCD ID，随后，根据LCD ID判断是电阻触摸屏还是电容触摸屏，如果是电阻触摸屏，则先读取flash的数据判断触摸屏是否已经校准过，如果没有校准，则执行校准程序，校准过后再进入电阻触摸屏测试程序，如果已经校准了，就直接进入电阻触摸屏测试程序。

电阻触摸屏测试程序和电容触摸屏测试程序基本一样，只是电容触摸屏支持最多5点同时触摸，电阻触摸屏只支持一点触摸，其他一模一样。测试界面的右上角会有一个清空的操作区域（RST），点击这个地方就会将输入全部清除，恢复白板状态。