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[活动专区] 【AT-START-F405测评】SPI LCD 驱动移植

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 楼主| [鑫森淼焱垚] 发表于 2024-5-5 16:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
移植, AT32F405, spi, LCD
本帖最后由 [鑫森淼焱垚] 于 2024-5-5 16:26 编辑

SPI LCD 简介
此款显示屏是从某宝购买的，型号是 MSP3223，是一款3.2寸IPS彩色液晶显示模块，支持电容触摸。显示模块采用4线制SPI接口，只需要5个IO即可显示显示，240x320标清分辨率，可应用于各种需要屏显功能的产品。

1258866373df8eb782.png

液晶屏参数

4672366373e3563b31.png

引脚确定

开发板上J7接口有 SPI 管脚，查阅原理图 AT_START_F405_V1.0_SCH.pdf，确定其引脚标号。

这里只关注以下3个管脚，将在 AT32 WorkBench 中进行配置。


  • PB13, SCK
  • PC2, MISO
  • PC3, MOSI


6748466373e641e15c.png

对比 SPI LCD 的管脚，最终确定显示屏和开发板的连接关系如下表所示：

3159066373e9948d3c.png



WorkBench 创建工程
选择 MCU

双击 AT32_Work_Bench.exe 打开软件，开始一个新设计，按照下图设置 MCU 系列为 AT32F405，MCU 型号为 AT32F405RCT7-7。

6446266373f27128a3.png

SPI2 配置参数

选择 Pin布局和配置，依次点击 外设 --> SPI --> SPI2。

配置 SPI2 功能为 主机双线单向全双工模式，关闭硬件CS信号。

SPI 参数配置如下图所示，Motorola 模式，8bit模式，MSB优先传输；时钟分频系数为3，时钟极性为高电平，时钟相位为第二个边沿进行数据捕获；CRC校验关闭，CS信号类型为软件CS。


6866966373f7c0c1fd.png

SPI2 GPIO配置
按照下图配置 SPI2 的 GPIO，并且修改了用户标签。对应右侧的红框中的3个管脚。

  • LCD_SCK 为 PB13
  • LCD_MOSI 为 PC3
  • LCD_MISO 为 PC2



7623466373fa53afc2.png
SPI2 时钟配置
在时钟配置界面找到 apb1 展开即可看到 SPI2 挂在 APB1 上。当前把 apb1div 设置为4分频，即 SPI2 时钟源为 54MHz。
8021466373fde5c563.png

再回到 SPI2 模式和配置中，其时钟参数配置分频系数为3，即SCK时钟只有 54MHz/3=18MHz 对应上了。

7252366373ff947ddb.png

LCD的控制管脚

SPI LCD除了SPI收发数据，还需要额外的管脚控制时序，例如

  • LCD_CS，用一个管脚用作 SPI 片选 -- PC5 管脚；
  • LCD_RST，用一个管脚控制 LCD 复位 -- PB1 管脚；
  • LCD_RS，用一个管脚选择 data/cmd -- PB10 管脚；


这三个管脚的配置如下图所示。

987646637401ab80b1.png

USART1 配置参数

为了重定向 printf() 函数，查看打印日志，这里配置 USART1，配置为异步模式，关闭硬件流控。

串口常用配置选项为：926100, 8bit 数据，无奇偶校验，1个停止位。

690706637403820fe3.png

USART1 配置GPIO

67736637404297938.png

生成代码

配置完成后，选择菜单栏 生成代码，然后配置项目。

设置项目名称为 AT32F405-LCD。

项目位置，根据需要设置到合适的目录。

工具链，这里选择 MDK_V5.

勾选重新生成代码时保留用户代码。

5719866374071e1b4f.png

WorkBench 安装固件包
如果是第一次生成代码，可能固件包没有安装。点击右侧的固件包管理

33837663740a5f32b5.png

点击从本地安装，浏览固件库，直接选择 zip 文件即可。
49265663740e7e801a.png

25095663740f3c3a78.png

等待固件包安装成功，之后就可以愉快地使用 WorkBench 创建初始化代码。

14666663740dd872d9.png
关键代码

主流程
AT32 WorkBench 自动创建的初始化代码以 wk_ 开头，如下图中的 wk_usart1_init() , wk_spi2_init() 和 wk_gpio_config() 等函数。

这个先初始化了时钟，USART1 和 SPI2 外设，并配置了管脚，然后调用 LCD_Init() 初始化 LCD 显示屏。

由于我移植了AT32固件库中的 FreeRTOS，所以在 init_tasks() 中创建 LCD 应用程序。


808856637419baa29b.png

SPI2 初始化
此代码由 WorkBench 生成，配置了 SCK, MOSI, MISO 三个 GPIO 为复用模式，并配置 SPI2 参数。

复制
  1. /**
    

  2.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  init spi2 function
    

  3.   * @param  none
    

  4.   * @retval none
    

  5.   */
    

  6. void wk_spi2_init(void)
    

  7. {
    

  8.   /* add user code begin spi2_init 0 */
    


  9. 

  10.   /* add user code end spi2_init 0 */
    


  11. 

  12.   gpio_init_type gpio_init_struct;
    

  13.   spi_init_type spi_init_struct;
    


  14. 

  15.   gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    

  16.   spi_default_para_init(&spi_init_struct);
    


  17. 

  18.   /* add user code begin spi2_init 1 */
    


  19. 

  20.   /* add user code end spi2_init 1 */
    


  21. 

  22.   /* configure the SCK pin */
    

  23.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  24.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  25.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  26.   gpio_init_struct.gpio_pins = LCD_SCK_PIN;
    

  27.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
    

  28.   gpio_init(LCD_SCK_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
    


  29. 

  30.   gpio_pin_mux_config(LCD_SCK_GPIO_PORT, GPIO_PINS_SOURCE13, GPIO_MUX_5);
    


  31. 

  32.   /* configure the MISO pin */
    

  33.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  34.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  35.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  36.   gpio_init_struct.gpio_pins = LCD_MISO_PIN;
    

  37.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
    

  38.   gpio_init(LCD_MISO_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
    


  39. 

  40.   gpio_pin_mux_config(LCD_MISO_GPIO_PORT, GPIO_PINS_SOURCE2, GPIO_MUX_5);
    


  41. 

  42.   /* configure the MOSI pin */
    

  43.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  44.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  45.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  46.   gpio_init_struct.gpio_pins = LCD_MOSI_PIN;
    

  47.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
    

  48.   gpio_init(LCD_MOSI_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
    


  49. 

  50.   gpio_pin_mux_config(LCD_MOSI_GPIO_PORT, GPIO_PINS_SOURCE3, GPIO_MUX_5);
    


  51. 

  52.   /* configure param */
    

  53.   spi_init_struct.transmission_mode = SPI_TRANSMIT_FULL_DUPLEX;
    

  54.   spi_init_struct.master_slave_mode = SPI_MODE_MASTER;
    

  55.   spi_init_struct.frame_bit_num = SPI_FRAME_8BIT;
    

  56.   spi_init_struct.first_bit_transmission = SPI_FIRST_BIT_MSB;
    

  57.   spi_init_struct.mclk_freq_division = SPI_MCLK_DIV_3;
    

  58.   spi_init_struct.clock_polarity = SPI_CLOCK_POLARITY_HIGH;
    

  59.   spi_init_struct.clock_phase = SPI_CLOCK_PHASE_2EDGE;
    

  60.   spi_init_struct.cs_mode_selection = SPI_CS_SOFTWARE_MODE;
    

  61.   spi_init(SPI2, &spi_init_struct);
    


  62. 

  63.   spi_enable(SPI2, TRUE);
    


  64. 

  65.   /* add user code begin spi2_init 2 */
    


  66. 

  67.   /* add user code end spi2_init 2 */
    

  68. }



GPIO 初始化
由于 LCD 除了 SPI2 的 MOSI, MISO 和 SCK 管脚，还需要 LCD_CS, LCD_RST 和 LCD_RS 三个GPIO管脚用以控制命令时序。

这三个 GPIO 的初始化在 WorkBench 中单独配置，生成的代码见 wk_gpio_config()。


复制

  1. 

  2. /**
    

  3.   * @brief  init gpio_input/gpio_output/gpio_analog/eventout function.
    

  4.   * @param  none
    

  5.   * @retval none
    

  6.   */
    

  7. void wk_gpio_config(void)
    

  8. {
    

  9.   /* add user code begin gpio_config 0 */
    


  10. 

  11.   /* add user code end gpio_config 0 */
    


  12. 

  13.   gpio_init_type gpio_init_struct;
    

  14.   gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    


  15. 

  16.   /* add user code begin gpio_config 1 */
    


  17. 

  18.   /* add user code end gpio_config 1 */
    


  19. 

  20.   /* gpio output config */
    

  21.   gpio_bits_set(LCD_CS_GPIO_PORT, LCD_CS_PIN);
    

  22.   gpio_bits_reset(GPIOB, LCD_RST_PIN | LCD_RS_PIN);
    


  23. 

  24.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  25.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  26.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    

  27.   gpio_init_struct.gpio_pins = LCD_CS_PIN;
    

  28.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  29.   gpio_init(LCD_CS_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
    


  30. 

  31.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  32.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  33.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    

  34.   gpio_init_struct.gpio_pins = LCD_RST_PIN | LCD_RS_PIN;
    

  35.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  36.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    


  37. 

  38.   /* add user code begin gpio_config 2 */
    


  39. 

  40.   /* add user code end gpio_config 2 */
    

  41. }



LCD 初始化

调用函数 LCD_Init() 进行初始化。

这个函数有3个步骤：

  • 初始化 GPIO，即配置 LCD_CS, LCD_RST 和 LCD_RS 三个管脚初始化。由于已经在 wk_gpio_init() 中初始化了这三个管脚，这里实现为空；
  • 调用 LCD_RESET() 函数，操作 LCD_RST 管脚，拉高50毫秒，再拉低100毫秒，再拉高50毫秒，即可以复位 LCD；
  • 最后是下发 LCD 初始化参数，这些参数由屏幕产商提供。


966786637421c269a7.png

移植结果

  • 测试程序读取 LCD Driver IC 的 ID，成功读取数值为 0x9341。
  • 在屏幕上显示7种颜色，并读取某个点的颜色值并进行比对，比对成功。



22973663742852994a.png


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chenqianqian 发表于 2024-5-10 20:06 来自手机 | 显示全部楼层
现在TFT LCE屏幕真的是白菜价了
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trucyw 发表于 2024-6-10 18:01 | 显示全部楼层
不错
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gouguoccc 发表于 2024-6-10 22:38 来自手机 | 显示全部楼层
SPi的通信速率还是比串口高些，所以串口屏都是由厂家开发好。
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可怜的小弗朗士 发表于 2024-6-12 13:50 | 显示全部楼层
这个屏幕挺好的，开发简单
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