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第十八章 TFT LCD显示实验
实验13 TFT LCD显示实验.zip
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第十八章 TFTLCD显示实验-STM32F4开发指南-正点原子探索者STM32开发板.pdf.pdf
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1.硬件平台：正点原子探索者STM32F407开发板2.软件平台：MDK5.13.固件库版本：V1.4.0
上一章我们介绍了OLED模块及其显示，但是该模块只能显示单色/双色，不能显示彩色，而且尺寸也较小。本章我们将介绍ALIENTEK 2.8寸TFT LCD模块，该模块采用TFTLCD面板，可以显示16位色的真彩图片。在本章中，我们将使用探索者STM32F4开发板上的LCD接口，来点亮TFTLCD，并实现ASCII字符和彩色的显示等功能，并在串口打印LCD控制器ID，同时在LCD上面显示。本章分为如下几个部分： 18.1 TFTLCD & FSMC简介 18.2 硬件设计 18.3 软件设计 18.4 下载验证
 18.1 TFTLCD&FSMC简介本章我们将通过STM32F4的FSMC接口来控制TFTLCD的显示，所以本节分为两个部分，分别介绍TFTLCD和FSMC。 18.1.1 TFTLCD简介TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶显示器。 上一章介绍了OLED模块，本章，我们给大家介绍ALIENTEK TFTLCD模块，该模块有如下特点： 1，2.4’/2.8’/3.5’/4.3’/7’ 5种大小的屏幕可选。 2，320×240的分辨率（3.5’分辨率为:320*480，4.3’和7’分辨率为：800*480）。 3，16位真彩显示。 4，自带触摸屏，可以用来作为控制输入。 本章，我们以2.8寸（其他3.5寸/4.3寸等LCD方法类似，请参考2.8的即可）的ALIENTEK TFTLCD模块为例介绍，该模块支持65K色显示，显示分辨率为320×240，接口为16位的80并口，自带触摸屏。 该模块的外观图如图18.1.1.1所示： 
图18.1.1.1 ALIENTEK 2.8寸TFTLCD外观图 模块原理图如图18.1.1.2所示： 图18.1.1.2 ALIENTEK 2.8寸TFTLCD模块原理图 TFTLCD模块采用2*17的2.54公排针与外部连接，接口定义如图18.1.1.3所示：
图18.1.1.3 ALIENTEK 2.8寸TFTLCD模块接口图 从图18.1.1.3可以看出，ALIENTEK TFTLCD模块采用16位的并方式与外部连接，之所以不采用8位的方式，是因为彩屏的数据量比较大，尤其在显示图片的时候，如果用8位数据线，就会比16位方式慢一倍以上，我们当然希望速度越快越好，所以我们选择16位的接口。图18.1.1.3还列出了触摸屏芯片的接口，关于触摸屏本章我们不多介绍，后面的章节会有详细的介绍。该模块的80并口有如下一些信号线： CS：TFTLCD片选信号。 WR：向TFTLCD写入数据。 RD：从TFTLCD读取数据。 D[15：0]：16位双向数据线。 RST：硬复位TFTLCD。 RS：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。 80并口在上一节我们已经有详细的介绍了，这里我们就不再介绍，需要说明的是，TFTLCD模块的RST信号线是直接接到STM32F4的复位脚上，并不由软件控制，这样可以省下来一个IO口。另外我们还需要一个背光控制线来控制TFTLCD的背光。所以，我们总共需要的IO口数目为21个。这里还需要注意，我们标注的DB1~DB8，DB10~DB17，是相对于LCD控制IC标注的，实际上大家可以把他们就等同于D0~D15，这样理解起来就比较简单一点。 ALIENTEK提供的2.8寸TFTLCD模块，其驱动芯片有很多种类型，比如有：ILI9341/ILI9325/RM68042/RM68021/ILI9320/ILI9328/LGDP4531/LGDP4535/SPFD5408/SSD1289/1505/B505/C505/NT35310/NT35510等(具体的型号，大家可以通过下载本章实验代码，通过串口或者LCD显示查看)，这里我们仅以ILI9341控制器为例进行介绍，其他的控制基本都类似，我们就不详细阐述了。 ILI9341液晶控制器自带显存，其显存总大小为172800（240*320*18/8），即18位模式（26万色）下的显存量。在16位模式下，ILI9341采用RGB565格式存储颜色数据，此时ILI9341的18位数据线与MCU的16位数据线以及LCD GRAM的对应关系如图18.1.1.4所示： 图18.1.1.4 16位数据与显存对应关系图 从图中可以看出，ILI9341在16位模式下面，数据线有用的是：D17~D13和D11~D1，D0和D12没有用到，实际上在我们LCD模块里面，ILI9341的D0和D12压根就没有引出来，这样，ILI9341的D17~D13和D11~D1对应MCU的D15~D0。 这样MCU的16位数据，最低5位代表蓝色，中间6位为绿色，最高5位为红色。数值越大，表示该颜色越深。另外，特别注意ILI9341所有的指令都是8位的（高8位无效），且参数除了读写GRAM的时候是16位，其他操作参数，都是8位的，这个和ILI9320等驱动器不一样，必须加以注意。 接下来，我们介绍一下ILI9341的几个重要命令，因为ILI9341的命令很多，我们这里就不全部介绍了，有兴趣的大家可以找到ILI9341的datasheet看看。里面对这些命令有详细的介绍。我们将介绍：0XD3，0X36，0X2A，0X2B，0X2C，0X2E等6条指令。 首先来看指令：0XD3，这个是读ID4指令，用于读取LCD控制器的ID，该指令如表18.1.1.1所示： 顺序 | 控制 | 各位描述 | HEX | RS | RD | WR | D15~D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 指令 | 0 | 1 | ↑ | XX | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | D3H | 参数1 | 1 | ↑ | 1 | XX | X | X | X | X | X | X | X | X | X | 参数2 | 1 | ↑ | 1 | XX | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 00H | 参数3 | 1 | ↑ | 1 | XX | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 93H | 参数4 | 1 | ↑ | 1 | XX | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 41H |
表 18.1.1.1 0XD3指令描述 从上表可以看出，0XD3指令后面跟了4个参数，最后2个参数，读出来是0X93和0X41，刚好是我们控制器ILI9341的数字部分，从而，通过该指令，即可判别所用的LCD驱动器是什么型号，这样，我们的代码，就可以根据控制器的型号去执行对应驱动IC的初始化代码，从而兼容不同驱动IC的屏，使得一个代码支持多款LCD。 接下来看指令：0X36，这是存储访问控制指令，可以控制ILI9341存储器的读写方向，简单的说，就是在连续写GRAM的时候，可以控制GRAM指针的增长方向，从而控制显示方式（读GRAM也是一样）。该指令如表18.1.1.2所示： 顺序 | 控制 | 各位描述 | HEX | RS | RD | WR | D15~D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 指令 | 0 | 1 | ↑ | XX | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 36H | 参数 | 1 | 1 | ↑ | XX | MY | MX | MV | ML | BGR | MH | 0 | 0 | 0 |
表 18.1.1.2 0X36指令描述 从上表可以看出，0X36指令后面，紧跟一个参数，这里我们主要关注：MY、MX、MV这三个位，通过这三个位的设置，我们可以控制整个ILI9341的全部扫描方向，如表18.1.1.3所示： 控制位 | 效果
LCD扫描方向（GRAM自增方式） | MY | MX | MV | 0 | 0 | 0 | 从左到右,从上到下 | 1 | 0 | 0 | 从左到右,从下到上 | 0 | 1 | 0 | 从右到左,从上到下 | 1 | 1 | 0 | 从右到左,从下到上 | 0 | 0 | 1 | 从上到下,从左到右 | 0 | 1 | 1 | 从上到下,从右到左 | 1 | 0 | 1 | 从下到上,从左到右 | 1 | 1 | 1 | 从下到上,从右到左 |
表18.1.1.3 MY、MX、MV设置与LCD扫描方向关系表
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