TFT-LCD

TFT-LCD 即薄膜晶体管液晶显示器，其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay。TFT-LCD 与无源 TN-LCD、STN-LCD 的简单矩阵不一样，它在液晶显示屏的每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，所以大大提升了图像质量。TFT-LCD 也被叫作真彩液晶显示器。

该模块有以下特色：

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，能够用来做为控制输入。

 

本章，咱们以 2.8 寸的 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。

 

 

模块原理图如图 18.1.1.2 所示：

 

 

TFTLCD 模块采用 2*17 的 2.54 公排针与外部链接，接口定义如图所示：

 

 

从图能够看出，ALIENTEK TFTLCD 模块采用 16 位的并方式与外部链接，之因此不采用 8 位的方式，是由于彩屏的数据量比较大，尤为在显示图片的时候，若是用 8 位数据线，就会比 16 位方式慢一倍以上，咱们固然但愿速度越快越好，因此咱们选择 16 位的接口。

该模块的 80 并口有以下一些信号线：

• 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）

 

须要说明的是，TFTLCD模块的RST信号线是直接接到STM32的复位脚上，并不禁软件控制，这样能够省下来一个 IO口。另外咱们还须要一个背光控制线来控制TFTLCD 的背光。因此，咱们总共须要的 IO口数目为 21 个。这里还须要注意，咱们标注的DB1~DB8，DB10~DB17，是相对于 LCD 控制 IC 标注的，实际上你们能够把他们就等同于 D0~D15，这样理解起来就比较简单一点。

 

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 的对应关系如图所示：

 

 

从图中能够看出，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，实际上在咱们 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 位表明蓝色，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 全部的指令都是 8 位的（高 8 位无效，且参数除了读写 GRAM 的时候是 16 位，其余操做参数，都是 8 位的，这个和 ILI9320 等驱动器不同，必须加以注意。

接下来，咱们介绍一下 ILI9341 的几个重要命令：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，该指令如图所示：

 

 

从上表能够看出，0XD3 指令后面跟了 4 个参数，最后 2 个参数，读出来是 0X93 和 0X41，恰好是咱们控制器 ILI9341 的数字部分，从而，经过该指令，便可判别所用的 LCD 驱动器是什么型号。这样，咱们的代码，就能够根据控制器的型号去执行对应驱动 IC 的初始化代码，从而兼容不一样驱动 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，能够控制 ILI9341 存储器的读写方向，简单的说，就是在连续写 GRAM 的时候，能够控制 GRAM 指针的增加方向，从而控制显示方式（读 GRAM 也是同样）。该指令如图所示：

 

从上表能够看出，0X36 指令后面，紧跟一个参数，这里咱们主要关注：MY、MX、MV这三个位，经过这三个位的设置，咱们能够控制整个 ILI9341 的所有扫描方向，如图所示：

 

这样，咱们在利用 ILI9341 显示内容的时候，就有很大灵活性了，好比显示 BMP 图片，BMP 解码数据，就是从图片的左下角开始，慢慢显示到右上角。若是设置 LCD 扫描方向为从左到右，从下到上，那么咱们只须要设置一次坐标，而后就不停的往 LCD 填充颜色数据便可，这样能够大大提升显示速度。

 

接下来看指令：0X2A，这是列地址设置指令，在从左到右，从上到下的扫描方式（默认）下面，该指令用于设置横坐标（x 坐标），该指令如图所示：

 

 

在默认扫描方式时，该指令用于设置 x 坐标，该指令带有 4 个参数，其实是 2 个坐标值：SC 和 EC，即列地址的起始值和结束值，SC必须小于等于 EC，且 0≤SC/EC≤239。通常在设置 x 坐标的时候，咱们只须要带 2 个参数便可，也就是设置 SC 便可，由于若是 EC 没有变化，咱们只须要设置一次便可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提升速度。

 

指令：0X2B，与 0X2A 指令相似，是页地址设置指令。在从左到右，从上到下的扫描方式（默认）下面，该指令用于设置纵坐标（y 坐标）。该指令如图所示：

 

在默认扫描方式时，该指令用于设置 y 坐标，该指令带有 4 个参数，其实是 2 个坐标值：SP 和 EP，即页地址的起始值和结束值，SP 必须小于等于 EP，且 0≤SP/EP≤319。通常在设置y 坐标的时候，咱们只须要带 2 个参数便可，也就是设置 SP 便可，由于若是 EP 没有变化，咱们只须要设置一次便可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提升速度。

 

接下来看指令：0X2C，该指令是写 GRAM 指令，在发送该指令以后，咱们即可以往 LCD的 GRAM 里面写入颜色数据了，该指令支持连续写，指令描述如图所示：

 

从上表可知，在收到指令0X2C以后，数据有效位宽变为16位，咱们能够连续写入 LCD-GRAM 值，而 GRAM 的地址将根据 MY/MX/MV 设置的扫描方向进行自增。例如：假设设置的是从左到右，从上到下的扫描方式，那么设置好起始坐标（经过 SC，SP 设置）后，每写入一个颜色值，GRAM 地址将会自动自增 1（SC++），若是碰到 EC，则回到 SC，同时 SP++，一直到坐标：EC，EP 结束，其间无需再次设置的坐标，从而大大提升写入速度。

 

最后，来看看指令：0X2E，该指令是读 GRAM 指令，用于读取 ILI9341 的显存（GRAM），该指令在 ILI9341 的数据手册上面的描述是有误的，真实的输出状况如图所示：

 

该指令用于读取 GRAM，如图所示，ILI9341 在收到该指令后，第一次输出的是dummy 数据，也就是无效的数据，第二次开始，读取到的才是有效的 GRAM 数据（从坐标：SC，SP 开始），输出规律为：每一个颜色份量占 8 个位，一次输出 2 个颜色份量。好比：第一次输出是 R1G1，随后的规律为：B1R2→G2B2→R3G3→B3R4→G4B4→R5G5... 以此类推。若是咱们只须要读取一个点的颜色值，那么只须要接收到参数 3 便可，若是要连续读取（利用 GRAM地址自增，方法同上），那么就按照上述规律去接收颜色数据。

 

以上，就是操做 ILI9341 经常使用的几个指令，经过这几个指令，咱们即可以很好的控制 ILI9341

显示咱们所要显示的内容了。

 

通常 TFTLCD 模块的使用流程如图：

 

任何 LCD，使用流程均可以简单的用以上流程图表示。其中硬复位和初始化序列，只须要执行一次便可。而画点流程就是：设置坐标→写 GRAM 指令→写入颜色数据，而后在 LCD 上面，咱们就能够看到对应的点显示咱们写入的颜色了。

读点流程为：设置坐标→读 GRAM 指令→读取颜色数据，这样就能够获取到对应点的颜色数据了。

 

以上只是最简单的操做，也是最经常使用的操做，有了这些操做，通常就能够正常使用 TFTLCD了。接下来咱们将该模块（2.8 寸屏模块）用来来显示字符和数字，经过以上介绍，咱们能够得出 TFTLCD 显示须要的相关设置步骤以下：

1. 设置 STM32F1 与 与 TFTLCD 模块相链接的 IO 。

这一步，先将咱们与 TFTLCD 模块相连的 IO 口进行初始化，以便驱动 LCD。这里咱们用到的是 FSMC，FSMC 将在 18.1.2 节向你们详细介绍。

2. 初始化 TFTLCD 模块。

即初始化序列，这里咱们没有硬复位 LCD，由于精英 STM32F103 的 LCD 接口，将 TFTLCD 的 RST 同 STM32F1 的 RESET 链接在一块儿了，只要按下开发板的 RESET 键，就会对 LCD 进行硬复位。初始化序列，就是向 LCD 控制器写入一系列的设置值（好比伽马校准），这些初始化序列通常 LCD 供应商会提供给客户，咱们直接使用这些序列便可，不须要深刻研究。在初始化以后，LCD 才能够正常使用。

经过函数将字符和数字显示到 TFTLCD 模块上。

3. 这一步则经过图 18.1.1.5 左侧的流程，即：设置坐标→写 GRAM 指令→写 GRAM 来实现，可是这个步骤，只是一个点的处理，咱们要显示字符/数字，就必需要屡次使用这个步骤，从而达到显示字符/数字的目的，因此须要设计一个函数来实现数字/字符的显示，以后调用该函数，就能够实现数字/字符的显示了。