TFT-LCD

TFT-LCD 即薄膜晶體管液晶顯示器，其英文全稱爲：Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay。TFT-LCD 與無源 TN-LCD、STN-LCD 的簡單矩陣不一樣，它在液晶顯示屏的每個象素上都設置有一個薄膜晶體管（TFT），可有效地克服非選通時的串擾，使顯示液晶屏的靜態特性與掃描線數無關，所以大大提升了圖像質量。TFT-LCD 也被叫作真彩液晶顯示器。

該模塊有以下特色：

1. 2.4’/2.8’/3.5’/4.3’/7’ 5 種大小的屏幕可選。
2. 320×240 的分辨率（3.5’分辨率爲:320*480，4.3’和 7’分辨率爲：800*480）。
3. 16 位真彩顯示。
4. 自帶觸摸屏，能夠用來做爲控制輸入。

 

本章，咱們以 2.8 寸的 ALIENTEK TFTLCD 模塊爲例介紹，該模塊支持 65K 色顯示，顯示分辨率爲 320×240，接口爲 16 位的 80 並口，自帶觸摸屏。

 

 

模塊原理圖如圖 18.1.1.2 所示：

 

 

TFTLCD 模塊採用 2*17 的 2.54 公排針與外部鏈接，接口定義如圖所示：

 

 

從圖能夠看出，ALIENTEK TFTLCD 模塊採用 16 位的並方式與外部鏈接，之因此不採用 8 位的方式，是由於彩屏的數據量比較大，尤爲在顯示圖片的時候，若是用 8 位數據線，就會比 16 位方式慢一倍以上，咱們固然但願速度越快越好，因此咱們選擇 16 位的接口。

該模塊的 80 並口有以下一些信號線：

• CS：TFTLCD 片選信號。
• WR：向 TFTLCD 寫入數據。
• RD：從 TFTLCD 讀取數據。
• D[15：0]：16 位雙向數據線。
• RST：硬復位 TFTLCD。
• RS：命令/數據標誌（0，讀寫命令；1，讀寫數據）

 

須要說明的是，TFTLCD模塊的RST信號線是直接接到STM32的復位腳上，並不禁軟件控制，這樣能夠省下來一個 IO口。另外咱們還須要一個背光控制線來控制TFTLCD 的背光。因此，咱們總共須要的 IO口數目爲 21 個。這裏還須要注意，咱們標註的DB1~DB8，DB10~DB17，是相對於 LCD 控制 IC 標註的，實際上你們能夠把他們就等同於 D0~D15，這樣理解起來就比較簡單一點。

 

ILI9341 液晶控制器自帶顯存，其顯存總大小爲 172800（240*320*18/8），即 18 位模式（26萬色）下的顯存量。在 16 位模式下，ILI9341 採用 RGB565 格式存儲顏色數據，此時 ILI9341的 18 位數據線與 MCU 的 16 位數據線以及 LCD GRAM 的對應關係如圖所示：

 

 

從圖中能夠看出，ILI9341 在 16 位模式下面，數據線有用的是：D17~D13 和 D11~D1，D0和 D12 沒有用到，實際上在咱們 LCD 模塊裏面，ILI9341 的 D0 和 D12 壓根就沒有引出來，這樣，ILI9341 的 D17~D13 和 D11~D1 對應 MCU 的 D15~D0。

 

這樣 MCU 的 16 位數據，最低 5 位表明藍色，中間 6 位爲綠色，最高 5 位爲紅色。數值越大，表示該顏色越深。另外，特別注意 ILI9341 全部的指令都是 8 位的（高 8 位無效，且參數除了讀寫 GRAM 的時候是 16 位，其餘操做參數，都是 8 位的，這個和 ILI9320 等驅動器不同，必須加以注意。

接下來，咱們介紹一下 ILI9341 的幾個重要命令：0XD3，0X36，0X2A，0X2B，0X2C，0X2E 等 6 條指令。

 

首先來看指令：0XD3，這個是讀 ID4 指令，用於讀取 LCD 控制器的 ID，該指令如圖所示：

 

 

從上表能夠看出，0XD3 指令後面跟了 4 個參數，最後 2 個參數，讀出來是 0X93 和 0X41，恰好是咱們控制器 ILI9341 的數字部分，從而，經過該指令，便可判別所用的 LCD 驅動器是什麼型號。這樣，咱們的代碼，就能夠根據控制器的型號去執行對應驅動 IC 的初始化代碼，從而兼容不一樣驅動 IC 的屏，使得一個代碼支持多款 LCD。

 

接下來看指令：0X36，這是存儲訪問控制指令，能夠控制 ILI9341 存儲器的讀寫方向，簡單的說，就是在連續寫 GRAM 的時候，能夠控制 GRAM 指針的增加方向，從而控制顯示方式（讀 GRAM 也是同樣）。該指令如圖所示：

 

從上表能夠看出，0X36 指令後面，緊跟一個參數，這裏咱們主要關注：MY、MX、MV這三個位，經過這三個位的設置，咱們能夠控制整個 ILI9341 的所有掃描方向，如圖所示：

 

這樣，咱們在利用 ILI9341 顯示內容的時候，就有很大靈活性了，好比顯示 BMP 圖片，BMP 解碼數據，就是從圖片的左下角開始，慢慢顯示到右上角。若是設置 LCD 掃描方向爲從左到右，從下到上，那麼咱們只須要設置一次座標，而後就不停的往 LCD 填充顏色數據便可，這樣能夠大大提升顯示速度。

 

接下來看指令：0X2A，這是列地址設置指令，在從左到右，從上到下的掃描方式（默認）下面，該指令用於設置橫座標（x 座標），該指令如圖所示：

 

 

在默認掃描方式時，該指令用於設置 x 座標，該指令帶有 4 個參數，其實是 2 個座標值：SC 和 EC，即列地址的起始值和結束值，SC必須小於等於 EC，且 0≤SC/EC≤239。通常在設置 x 座標的時候，咱們只須要帶 2 個參數便可，也就是設置 SC 便可，由於若是 EC 沒有變化，咱們只須要設置一次便可（在初始化 ILI9341 的時候設置），從而提升速度。

 

指令：0X2B，與 0X2A 指令相似，是頁地址設置指令。在從左到右，從上到下的掃描方式（默認）下面，該指令用於設置縱座標（y 座標）。該指令如圖所示：

 

在默認掃描方式時，該指令用於設置 y 座標，該指令帶有 4 個參數，其實是 2 個座標值：SP 和 EP，即頁地址的起始值和結束值，SP 必須小於等於 EP，且 0≤SP/EP≤319。通常在設置y 座標的時候，咱們只須要帶 2 個參數便可，也就是設置 SP 便可，由於若是 EP 沒有變化，咱們只須要設置一次便可（在初始化 ILI9341 的時候設置），從而提升速度。

 

接下來看指令：0X2C，該指令是寫 GRAM 指令，在發送該指令以後，咱們即可以往 LCD的 GRAM 裏面寫入顏色數據了，該指令支持連續寫，指令描述如圖所示：

 

從上表可知，在收到指令0X2C以後，數據有效位寬變爲16位，咱們能夠連續寫入 LCD-GRAM 值，而 GRAM 的地址將根據 MY/MX/MV 設置的掃描方向進行自增。例如：假設設置的是從左到右，從上到下的掃描方式，那麼設置好起始座標（經過 SC，SP 設置）後，每寫入一個顏色值，GRAM 地址將會自動自增 1（SC++），若是碰到 EC，則回到 SC，同時 SP++，一直到座標：EC，EP 結束，其間無需再次設置的座標，從而大大提升寫入速度。

 

最後，來看看指令：0X2E，該指令是讀 GRAM 指令，用於讀取 ILI9341 的顯存（GRAM），該指令在 ILI9341 的數據手冊上面的描述是有誤的，真實的輸出狀況如圖所示：

 

該指令用於讀取 GRAM，如圖所示，ILI9341 在收到該指令後，第一次輸出的是dummy 數據，也就是無效的數據，第二次開始，讀取到的纔是有效的 GRAM 數據（從座標：SC，SP 開始），輸出規律爲：每一個顏色份量佔 8 個位，一次輸出 2 個顏色份量。好比：第一次輸出是 R1G1，隨後的規律爲：B1R2→G2B2→R3G3→B3R4→G4B4→R5G5... 以此類推。若是咱們只須要讀取一個點的顏色值，那麼只須要接收到參數 3 便可，若是要連續讀取（利用 GRAM地址自增，方法同上），那麼就按照上述規律去接收顏色數據。

 

以上，就是操做 ILI9341 經常使用的幾個指令，經過這幾個指令，咱們即可以很好的控制 ILI9341

顯示咱們所要顯示的內容了。

 

通常 TFTLCD 模塊的使用流程如圖：

 

任何 LCD，使用流程均可以簡單的用以上流程圖表示。其中硬復位和初始化序列，只須要執行一次便可。而畫點流程就是：設置座標→寫 GRAM 指令→寫入顏色數據，而後在 LCD 上面，咱們就能夠看到對應的點顯示咱們寫入的顏色了。

讀點流程爲：設置座標→讀 GRAM 指令→讀取顏色數據，這樣就能夠獲取到對應點的顏色數據了。

 

以上只是最簡單的操做，也是最經常使用的操做，有了這些操做，通常就能夠正常使用 TFTLCD了。接下來咱們將該模塊（2.8 寸屏模塊）用來來顯示字符和數字，經過以上介紹，咱們能夠得出 TFTLCD 顯示須要的相關設置步驟以下：

1. 設置 STM32F1 與 與 TFTLCD 模塊相鏈接的 IO 。

這一步，先將咱們與 TFTLCD 模塊相連的 IO 口進行初始化，以便驅動 LCD。這裏咱們用到的是 FSMC，FSMC 將在 18.1.2 節向你們詳細介紹。

2. 初始化 TFTLCD 模塊。

即初始化序列，這裏咱們沒有硬復位 LCD，由於精英 STM32F103 的 LCD 接口，將 TFTLCD 的 RST 同 STM32F1 的 RESET 鏈接在一塊兒了，只要按下開發板的 RESET 鍵，就會對 LCD 進行硬復位。初始化序列，就是向 LCD 控制器寫入一系列的設置值（好比伽馬校準），這些初始化序列通常 LCD 供應商會提供給客戶，咱們直接使用這些序列便可，不須要深刻研究。在初始化以後，LCD 才能夠正常使用。

經過函數將字符和數字顯示到 TFTLCD 模塊上。

3. 這一步則經過圖 18.1.1.5 左側的流程，即：設置座標→寫 GRAM 指令→寫 GRAM 來實現，可是這個步驟，只是一個點的處理，咱們要顯示字符/數字，就必需要屢次使用這個步驟，從而達到顯示字符/數字的目的，因此須要設計一個函數來實現數字/字符的顯示，以後調用該函數，就能夠實現數字/字符的顯示了。