如果你第一次玩1.8寸TFT-LCD大概率會經(jīng)歷這些屏幕接上電背光亮了但是屏幕白茫茫一片不管你往寄存器里寫多少命令都沒反應(yīng)。我也從這個狀態(tài)過來的。后來發(fā)現(xiàn)卡住大多數(shù)人的往往不是屏幕本身而是驅(qū)動方式的選擇——很多店家給的例程默認走硬件SPI硬件SPI的引腳在自己板子上又經(jīng)常和別的外設(shè)撞車一旦出問題很難定位。這篇文章我要分享的就是我最終穩(wěn)定跑通的方案STM32通過軟件SPI驅(qū)動1.8寸TFT-LCD也就是用GPIO手動模擬SPI時序把底層的每一位時鐘、每一個電平都攤開來看。這套方案適合剛學(xué)會GPIO輸出、還沒系統(tǒng)學(xué)過SPI外設(shè)的初學(xué)者也適合硬件SPI引腳被其他模塊占用、需要靈活換引腳的項目。128x160的分辨率不大軟件SPI的帶寬完全夠用。1. 為什么這塊屏的驅(qū)動要用軟件SPI先說結(jié)論軟件SPI不是來替代硬件SPI的它是很多實際場景里更省事、更好排查問題的選擇。1.8寸TFT-LCD的分辨率只有128x160滿屏刷一種顏色也才40多KB像素數(shù)據(jù)軟件模擬的方式完全扛得住。如果你只是做菜單界面、顯示傳感器數(shù)據(jù)、畫個波形曲線那軟件SPI的刷新速度綽綽有余。1.1 硬件SPI和軟件SPI到底差在哪硬件SPI是芯片內(nèi)部集成的外設(shè)你只要配置好SPI_CR1寄存器、指定好波特率、極性/相位然后往數(shù)據(jù)寄存器里丟一個字節(jié)剩下的移位輸出、時鐘生成都由硬件電路自動完成CPU基本不參與。軟件SPI則完全是另一條路把SCK、SDA對應(yīng)的GPIO引腳當作普通IO口用代碼循環(huán)去翻轉(zhuǎn)電平往SDA上放一個bit再讓SCK來一個上升沿如此重復(fù)8次湊夠一個字節(jié)。這兩種方式的區(qū)別可以列個表看對比項硬件SPI軟件SPI引腳靈活性固定綁定在復(fù)用引腳上任意GPIO都能用傳輸速度輕松跑幾MHz甚至更高實測大約幾百kHz到1MHz左右CPU占用外設(shè)自動處理占用極低每個bit都要CPU翻轉(zhuǎn)占用高調(diào)試難度配置項多出問題排查鏈路長代碼直觀波形一眼能看懂適用場景刷視頻、大屏動畫、高速傳感器菜單、儀表盤、數(shù)據(jù)展示在實際使用中軟件SPI還有一個隱藏優(yōu)勢你可以隨時調(diào)整引腳連接。比如畫好的PCB走線發(fā)現(xiàn)問題或者手頭只剩某個空閑引腳只需要改一下宏定義不用重新配置SPI外設(shè)。1.2 什么場景下優(yōu)先考慮軟件SPI我歸納了三個最典型的場景。第一種是硬件SPI被占用了。STM32F103C8T6這顆芯片雖然有兩個SPI外設(shè)但項目中W25Q128存儲、RF24L01無線模塊往往各占一個剩下的引腳還要給串口、定時器、ADC屏幕就只能去普通GPIO上想辦法。這時候軟件SPI幾乎是唯一解。第二種是引腳布局問題。很多藍板STM32F103C8T6最小系統(tǒng)板的硬件SPI1引腳在PA5/PA6/PA7如果這些引腳已經(jīng)接了編碼器或者舵機再去接屏幕就得飛線繞板子信號不穩(wěn)定不說看著也別扭。軟件SPI可以直接把屏幕接到閑置的PB口一排排插針上整潔又可靠。第三種是學(xué)習SPI協(xié)議本質(zhì)。用軟件模擬時序的時候你能直觀看到SCK電平怎么翻轉(zhuǎn)、SDA數(shù)據(jù)什么時候被采樣、為什么CS要拉低才能選中設(shè)備。這些硬核知識通過波形和代碼雙重驗證比單純用硬件外設(shè)黑盒操作理解深得多。之后再去用硬件SPI配置寄存器時你心里會非常有底。2. 動手之前的準備屏幕引腳、接線與工程環(huán)境硬件準備的核心就一句話把屏幕的6根信號線接到STM32的任意GPIO上供電方式看清模塊絲印。下面我以最常見的STM32F103C8T6藍板為例把整個準備過程拉通。2.1 1.8寸TFT-LCD引腳定義與接線表1.8寸TFT-LCD模塊一般引出8個引腳但實際上我們需要操作的只有6個信號引腳。各廠家絲印命名略有差異最常見的標注是VCC、GND、CS、RES、DC、SDA、SCK、BLK其中SDA也叫SDI或MOSIDC也叫RSSCK也叫SCL或者CLK別被叫法繞暈對應(yīng)關(guān)系如下屏幕引腳類型說明VCC電源供電正極3.3V或5V取決于模塊GND電源供電地CS片選拉低選中屏幕芯片RES復(fù)位硬件復(fù)位信號低電平有效DC數(shù)據(jù)/命令選擇低電平表示寫命令高電平表示寫數(shù)據(jù)SDA/MOSISPI數(shù)據(jù)輸入主控向屏幕發(fā)送數(shù)據(jù)SCK/SCLSPI時鐘主控產(chǎn)生的時鐘信號BLK背光控制拉高或接電源點亮背光我的接線方案是全部走PB口避免和SWD調(diào)試口PA13/PA14沖突也和串口1的PA9/PA10分開屏幕引腳STM32引腳說明CSPB10軟件片選RESPB12復(fù)位控制DCPB14命令/數(shù)據(jù)切換SDAPB15數(shù)據(jù)輸出SCKPB13時鐘輸出BLK3.3V串100R電阻背光常亮VCC3.3V模塊供電GNDGND共地這里有個注意點模塊背面的絲印如果寫5V是可以接5V供電的因為模塊上大多有穩(wěn)壓芯片轉(zhuǎn)成3.3V給屏幕核心供電如果絲印直接寫3.3V老老實實接3.3V。但無論哪種情況ST7735的邏輯IO電平都不支持5VSTM32輸出3.3V直接接過去是安全的。BLK背光引腳直接接3.3V也可以但我建議串一個100R電阻防止背光電流過大實測亮度也足夠。2.2 STM32CubeMX配置與GPIO初始化現(xiàn)在新學(xué)STM32基本都是CubeMX HAL庫這套組合了配置起來比標準庫快很多。打開STM32CubeMX芯片選STM32F103C8Tx按下面步驟配置RCC選項里HSE選擇Crystal/Ceramic Resonator讓外部8MHz晶振作為時鐘源。SYS選項里Debug選擇Serial Wire保留SWD下載調(diào)試功能。在引腳規(guī)劃界面把PB10、PB12、PB13、PB14、PB15分別點擊配置為GPIO_Output。逐個引腳檢查GPIO Output levelCSPB10初始化為High因為片選默認高電平不選中設(shè)備其余引腳初始化為Low。GPIO Speed統(tǒng)一選擇High這個選項影響IO翻轉(zhuǎn)速度選High能確保軟件SPI高電平持續(xù)時間夠短、時序更穩(wěn)定。Clock Configuration里確認SYSCLK為72MHzAPB2外設(shè)時鐘為72MHz。Project Manager里Toolchain選擇MDK-ARM生成工程。生成之后HAL_GPIO_WritePin這個函數(shù)夠用了。我習慣用宏把引腳操作封裝一層這樣萬一后面要換引腳只需要改宏定義不用在代碼里到處找#define LCD_CS_PORT GPIOB #define LCD_CS_PIN GPIO_PIN_10 #define LCD_RES_PORT GPIOB #define LCD_RES_PIN GPIO_PIN_12 #define LCD_DC_PORT GPIOB #define LCD_DC_PIN GPIO_PIN_14 #define LCD_SDA_PORT GPIOB #define LCD_SDA_PIN GPIO_PIN_15 #define LCD_SCK_PORT GPIOB #define LCD_SCK_PIN GPIO_PIN_13 #define LCD_CS_LOW() HAL_GPIO_WritePin(LCD_CS_PORT, LCD_CS_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_CS_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(LCD_CS_PORT, LCD_CS_PIN, GPIO_PIN_SET) #define LCD_RES_LOW() HAL_GPIO_WritePin(LCD_RES_PORT, LCD_RES_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_RES_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(LCD_RES_PORT, LCD_RES_PIN, GPIO_PIN_SET) #define LCD_DC_LOW() HAL_GPIO_WritePin(LCD_DC_PORT, LCD_DC_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_DC_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(LCD_DC_PORT, LCD_DC_PIN, GPIO_PIN_SET) #define LCD_SDA_LOW() HAL_GPIO_WritePin(LCD_SDA_PORT, LCD_SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_SDA_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(LCD_SDA_PORT, LCD_SDA_PIN, GPIO_PIN_SET) #define LCD_SCK_LOW() HAL_GPIO_WritePin(LCD_SCK_PORT, LCD_SCK_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_SCK_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(LCD_SCK_PORT, LCD_SCK_PIN, GPIO_PIN_SET)環(huán)境方面再提醒一句第一次在Keil里下載程序記得先把ST-Link驅(qū)動裝好Options for Target - Debug里選擇ST-Link Debugger并確認能識別到芯片IDCODE。如果板子上是CH340或CP2102串口芯片那對應(yīng)的串口驅(qū)動也要裝好否則printf調(diào)試信息永遠看不到。很多人卡在這一步以為代碼有問題其實是電腦根本沒枚舉出設(shè)備。3. ST7735初始化序列從復(fù)位到亮屏每個命令都在干什么1.8寸TFT-LCD模塊的核心是一顆叫ST7735的驅(qū)動芯片。這塊芯片內(nèi)部集成了顯存GRAM和掃描控制邏輯MCU不需要一直去刷新屏幕只要把像素數(shù)據(jù)通過SPI寫到它的GRAM里ST7735自己會不停地掃描GRAM并驅(qū)動液晶面板顯示。理解這一點特別關(guān)鍵。3.1 ST7735的核心工作原理整個通信模型可以類比成向一塊畫板填格子CS是“點名”拉低表示“選中你這塊畫板我開始跟你說話”DC是“告訴畫板我接下來要說什么”說命令還是說數(shù)據(jù)SDA和SCK則是真正傳遞信息的那根線和那個時鐘節(jié)拍RES是“把畫板恢復(fù)成出廠狀態(tài)”。ST7735有很多寄存器有的控制顯示方向MADCTL有的控制像素格式COLMOD有的控制電源和伽馬曲線。初始化就是按照芯片手冊規(guī)定的順序依次設(shè)置這些寄存器讓它進入可以正常顯示的狀態(tài)。ST7735內(nèi)部GRAM的容量是128x160x16bit因為每個像素用16位RGB565表示剛好是40KB左右。當MCU連續(xù)寫入像素數(shù)據(jù)時GRAM的寫地址會自動遞增自動從左到右、從上到下填充滿你設(shè)置好的窗口區(qū)域這個自動遞增特性是我們后面能高效刷屏的基礎(chǔ)。3.2 初始化代碼逐段拆解ST7735芯片有R版和S版兩個常見版本初始化序列有差異。ST7735R老版常見紅色PCB需要配置一整套電源、幀率、伽馬寄存器才穩(wěn)定ST7735S新版常見藍色/黑色PCB初始化簡單很多有些屏只要最基本幾步就能點亮。判斷方法很簡單看模塊背面絲印或者問賣家。先給一版最簡初始化適合ST7735Svoid LCD_Init(void) { // 硬件復(fù)位 LCD_RES_LOW(); HAL_Delay(120); LCD_RES_HIGH(); HAL_Delay(120); // 軟件復(fù)位 LCD_Write_Cmd(0x01); // SWRESET HAL_Delay(150); // 退出睡眠模式 LCD_Write_Cmd(0x11); // SLPOUT HAL_Delay(200); // 像素格式設(shè)為16位色 LCD_Write_Cmd(0x3A); // COLMOD LCD_Write_Data(0x05); // 16bit/pixel // 關(guān)閉反顯 LCD_Write_Cmd(0x20); // INVOFF // 開啟顯示 LCD_Write_Cmd(0x29); // DISPON HAL_Delay(100); }如果這版點不亮換成ST7735R的完整初始化。完整初始化會在SLPOUT之后、DISPON之前加入FRMCTR1幀率控制0xB1、PWCTR1電源控制0xC0、VMCTR1電壓控制0xC4、GAMMA曲線0xE0、0xE1等寄存器配置。這些參數(shù)每家面板略有差異最靠譜的來源是你買屏的店鋪給例程源碼照抄對應(yīng)的初始化函數(shù)即可。我把自己手頭這塊紅色PCB屏的參數(shù)補全過代碼如下void LCD_Init(void) { LCD_RES_LOW(); HAL_Delay(120); LCD_RES_HIGH(); HAL_Delay(120); LCD_Write_Cmd(0x01); // SWRESET HAL_Delay(150); LCD_Write_Cmd(0x11); // SLPOUT HAL_Delay(200); LCD_Write_Cmd(0xB1); // FRMCTR1 幀率控制 LCD_Write_Data(0x01); LCD_Write_Data(0x2C); LCD_Write_Data(0x2D); LCD_Write_Cmd(0xB2); // FRMCTR2 LCD_Write_Data(0x01); LCD_Write_Data(0x2C); LCD_Write_Data(0x2D); LCD_Write_Cmd(0xC0); // PWCTR1 電源控制 LCD_Write_Data(0xA2); LCD_Write_Data(0x02); LCD_Write_Data(0x84); LCD_Write_Cmd(0xC1); // PWCTR2 LCD_Write_Data(0xC5); LCD_Write_Cmd(0xC4); // VMCTR1 LCD_Write_Data(0x0A); LCD_Write_Data(0x00); LCD_Write_Cmd(0xE0); // GAMMA LCD_Write_Data(0x02); LCD_Write_Data(0x1C); LCD_Write_Data(0x07); LCD_Write_Data(0x12); LCD_Write_Data(0x37); LCD_Write_Data(0x32); LCD_Write_Data(0x29); LCD_Write_Data(0x2D); LCD_Write_Data(0x29); LCD_Write_Data(0x25); LCD_Write_Data(0x2B); LCD_Write_Data(0x39); LCD_Write_Data(0x00); LCD_Write_Data(0x01); LCD_Write_Data(0x03); LCD_Write_Data(0x10); LCD_Write_Cmd(0xE1); // GAMMA - LCD_Write_Data(0x03); LCD_Write_Data(0x1D); LCD_Write_Data(0x07); LCD_Write_Data(0x06); LCD_Write_Data(0x2E); LCD_Write_Data(0x2C); LCD_Write_Data(0x29); LCD_Write_Data(0x2D); LCD_Write_Data(0x2E); LCD_Write_Data(0x2E); LCD_Write_Data(0x37); LCD_Write_Data(0x3F); LCD_Write_Data(0x00); LCD_Write_Data(0x00); LCD_Write_Data(0x02); LCD_Write_Data(0x10); LCD_Write_Cmd(0x3A); // COLMOD LCD_Write_Data(0x05); LCD_Write_Cmd(0x20); // INVOFF LCD_Write_Cmd(0x29); // DISPON HAL_Delay(100); }初始化里這些延時不是隨便拍的ST7735從睡眠模式喚醒后內(nèi)部DC-DC轉(zhuǎn)換器和振蕩器需要時間穩(wěn)定延時不夠可能出現(xiàn)“十次有三次亮不了”這種玄學(xué)問題。我踩過一次RES拉低只等了10ms結(jié)果屏幕偶爾亮偶爾不亮把延時加到120ms之后徹底穩(wěn)定。4. 軟件SPI核心收發(fā)代碼上升沿采樣到底怎么模擬軟件SPI沒有硬件外設(shè)幫你計數(shù)和采樣所以一切邏輯都靠循環(huán)里的人工操作。代碼并不長核心就一個字節(jié)發(fā)送函數(shù)搞清楚這一段的電平變化邏輯整個驅(qū)動就拿下了一大半。4.1 字節(jié)發(fā)送函數(shù)的時序邏輯我在PB13上用GPIO生成時鐘PB15上放數(shù)據(jù)模擬的是SPI模式0空閑時SCK為低電平在SCK上升沿時數(shù)據(jù)被采樣有效。發(fā)送一個字節(jié)的流程是先把SCK拉低把SDA設(shè)置成當前要發(fā)送的bit最高位先發(fā)再把SCK拉高產(chǎn)生一個上升沿這時ST7735會在SDA上讀到一個穩(wěn)定的電平。循環(huán)8次后8個bit全部完成一字節(jié)發(fā)送結(jié)束。void SPI_WriteByte(uint8_t dat) { for (uint8_t i 0; i 8; i) { LCD_SCK_LOW(); // 時鐘拉低準備一次數(shù)據(jù)發(fā)送 if (dat 0x80) // 取出最高位 LCD_SDA_HIGH(); else LCD_SDA_LOW(); dat 1; // 左移準備下一位 LCD_SCK_HIGH(); // 時鐘拉高產(chǎn)生上升沿從設(shè)備采樣 } }注意循環(huán)體內(nèi)的順序先拉低SCK再改SDA最后拉高SCK。如果順序反了比如先改SDA再拉低SCK就會出現(xiàn)SDA變化瞬間和上升沿重疊的情況從設(shè)備可能采到不穩(wěn)定的電平。順序看似簡單卻是軟件SPI可靠性的關(guān)鍵。在STM32F103這種72MHz主頻下GPIO翻轉(zhuǎn)本身只要幾個時鐘周期整個函數(shù)跑起來大概1微秒多一字節(jié)完全滿足ST7735的工作要求。如果你發(fā)現(xiàn)屏幕偶爾顯示亂碼可以在這個函數(shù)里加幾個空操作延時比如每次電平切換后加兩個__NOP()給信號穩(wěn)定留點余量。但多數(shù)情況下不加延時也穩(wěn)定我自己跑下來滿速刷屏沒有任何問題。4.2 命令和數(shù)據(jù)的區(qū)分DC引腳的作用光有字節(jié)發(fā)送還不夠ST7735要知道你發(fā)的是命令還是數(shù)據(jù)這個信號由DC引腳決定。DC為低芯片把你的數(shù)據(jù)當成要寫入的寄存器地址或命令DC為高芯片把你的數(shù)據(jù)當成顯示內(nèi)容或者寄存器參數(shù)寫入GRAM。封裝成兩個函數(shù)void LCD_Write_Cmd(uint8_t cmd) { LCD_CS_LOW(); LCD_DC_LOW(); // 命令模式 SPI_WriteByte(cmd); LCD_CS_HIGH(); } void LCD_Write_Data(uint8_t dat) { LCD_CS_LOW(); LCD_DC_HIGH(); // 數(shù)據(jù)模式 SPI_WriteByte(dat); LCD_CS_HIGH(); }有些初始化命令后面要跟多個參數(shù)比如設(shè)置顯示窗口的CASET命令0x2A后面要跟4個字節(jié)參數(shù)所以實際使用中先寫命令再連續(xù)寫多個數(shù)據(jù)LCD_Write_Cmd(0x2A); // 列地址設(shè)置 LCD_Write_Data(0x00); LCD_Write_Data(0x00); LCD_Write_Data(0x00); LCD_Write_Data(0x7F); // 0~127共128列這里有一個優(yōu)化點如果在寫確認是命令時已經(jīng)拉低了CS那同一個命令后續(xù)的數(shù)據(jù)其實可以保持CS拉低連續(xù)寫不需要在每寫一個字節(jié)時都切換一次CS。但為了防止邏輯混亂和不必要的時序風險我封裝的兩個函數(shù)之間會切換CS。這個速度損失在初始化階段無所謂但在刷屏階段就必須優(yōu)化了下面說。4.3 優(yōu)化連續(xù)刷數(shù)據(jù)時別頻繁切換CS刷屏的本質(zhì)是在設(shè)置好窗口之后連續(xù)不斷地向GRAM寫入像素顏色。如果每個像素都調(diào)用一次上面那個帶CS切換的LCD_Write_Data你會發(fā)現(xiàn)刷一屏慢得離譜。因為每次CS拉高再拉低ST7735的串行接口會重新等待命令/數(shù)據(jù)標識窗口地址寄存器也可能被重置。正確做法是設(shè)置好窗口后把CS拉低不要動把DC拉高告訴芯片“下面全是數(shù)據(jù)”然后循環(huán)發(fā)送所有像素字節(jié)最后再把CS拉高。我實測這個改動讓全屏填充速度提升了接近一倍。void LCD_SetWindows(uint16_t x_start, uint16_t y_start, uint16_t x_end, uint16_t y_end) { LCD_Write_Cmd(0x2A); // CASET 列地址 LCD_Write_Data(x_start 8); LCD_Write_Data(x_start 0xFF); LCD_Write_Data(x_end 8); LCD_Write_Data(x_end 0xFF); LCD_Write_Cmd(0x2B); // RASET 行地址 LCD_Write_Data(y_start 8); LCD_Write_Data(y_start 0xFF); LCD_Write_Data(y_end 8); LCD_Write_Data(y_end 0xFF); LCD_Write_Cmd(0x2C); // RAMWR 準備寫GRAM }設(shè)置窗口時x、y都是16位參數(shù)所以分成高8位和低8位兩次發(fā)送。屏幕分辨率128x160CASET的范圍是0~127RASET的范圍是0~159參數(shù)寫錯就會出現(xiàn)顯示錯位或者花屏。后面填充顏色時CS只切換一次void LCD_Fill(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2, uint16_t color) { uint32_t count (uint32_t)(x2 - x1 1) * (y2 - y1 1); LCD_SetWindows(x1, y1, x2, y2); LCD_CS_LOW(); LCD_DC_HIGH(); // 后面全是數(shù)據(jù) while (count--) { SPI_WriteByte(color 8); // 高字節(jié) SPI_WriteByte(color 0xFF); // 低字節(jié) } LCD_CS_HIGH(); }5. 刷屏與顯示內(nèi)容填充顏色、ASCII字符和BMP圖片屏幕上顯示任何內(nèi)容本質(zhì)都是往GRAM里寫顏色數(shù)據(jù)。把這一層抽象出來之后畫點、畫線、畫矩形、顯示字符甚至顯示圖片都是同一個套路先設(shè)置窗口再往窗口里填充顏色值。5.1 RGB565顏色編碼與單色填充ST7735在COLMOD設(shè)為0x05時每個像素用16位RGB565格式表示高5位是紅色中間6位是綠色低5位是藍色。這種格式舍棄了每個顏色分量的一部分精度把16位空間利用率拉滿。實際使用中我習慣用一個宏把RGB三通道的0~255值轉(zhuǎn)換成RGB565#define RGB565(r, g, b) (((r 0xF8) 8) | ((g 0xFC) 3) | ((b 0xF8) 3))注意轉(zhuǎn)換后的16位數(shù)據(jù)在字節(jié)發(fā)送時高位在前color 8先發(fā)高字節(jié)再發(fā)color 0xFF低字節(jié)。很多剛上手的朋友把順序搞反結(jié)果顏色整體偏色或者紅藍互換屏幕上圖形輪廓是對的但顏色全亂了。全屏填充一種顏色一行代碼就能實現(xiàn)LCD_Fill(0, 0, 127, 159, RGB565(255, 0, 0)); // 全屏紅色 LCD_Fill(0, 0, 127, 159, RGB565(0, 255, 0)); // 全屏綠色 LCD_Fill(0, 0, 127, 159, RGB565(0, 0, 255)); // 全屏藍色5.2 顯示ASCII字符需要自己準備字模液晶屏本身不認字符要顯示字母和數(shù)字必須把字符轉(zhuǎn)換成像素點陣數(shù)據(jù)插進GRAM。我用的是一種常用的8x16 ASCII字模庫每個字符占16個字節(jié)每個字節(jié)對應(yīng)一列的8個像素點從左到右共8列加上縱向16列正好組成8x16的字符。每個字節(jié)的最低位對應(yīng)字符的頂部還是底部不同的取模工具可能不同如果顯示效果是上下顛倒的把取模方向改成從下到上即可。顯示字符函數(shù)的核心邏輯是先按字符的位置設(shè)置顯示窗口然后逐列讀字模遇到為1的bit就填前景色遇到為0的bit就填背景色。關(guān)鍵是把窗口設(shè)置成8像素寬、16像素高然后逐像素輸出。void LCD_ShowChar(uint16_t x, uint16_t y, char ch, uint16_t color, uint16_t bg) { const uint8_t *font ASCII_8x16[ch - ]; LCD_SetWindows(x, y, x 7, y 15); LCD_CS_LOW(); LCD_DC_HIGH(); for (uint8_t i 0; i 16; i) { uint8_t byte font[i]; for (uint8_t j 0; j 8; j) { if (byte (0x80 j)) { SPI_WriteByte(color 8); SPI_WriteByte(color 0xFF); } else { SPI_WriteByte(bg 8); SPI_WriteByte(bg 0xFF); } } } LCD_CS_HIGH(); }字模數(shù)組ASCII_8x16的代碼網(wǎng)上很多直接下載或者自己用取模軟件生成都行。這段邏輯里0x80 j是在從高到低逐位讀取一個字節(jié)的8個bit剛好對應(yīng)屏幕上從左到右的8列像素。顯示中文需要額外準備16x16或者32x32的全角字模思路完全一樣只是字節(jié)數(shù)和行列數(shù)更多。5.3 用取模軟件顯示一張完整圖片顯示BMP圖片的流程本質(zhì)上就是把你準備好的圖片數(shù)據(jù)數(shù)組逐字節(jié)灌進GRAM。圖片需要預(yù)先在電腦上轉(zhuǎn)換成C語言的const數(shù)組我用的是Image2Lcd這款工具設(shè)置非常關(guān)鍵設(shè)置項推薦值輸出顏色16位真彩色像素格式RGB565掃描方式水平掃描行優(yōu)先高位在前勾選最大寬度/高度128 / 160生成的數(shù)組是const unsigned char gImage_xxx[]每個像素占2字節(jié)。顯示時直接設(shè)置窗口為圖片大小然后連續(xù)發(fā)送整個數(shù)組void LCD_ShowPicture(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height, const uint8_t *pic) { uint32_t total (uint32_t)width * height * 2; // 總字節(jié)數(shù) LCD_SetWindows(x, y, x width - 1, y height - 1); LCD_CS_LOW(); LCD_DC_HIGH(); while (total--) { SPI_WriteByte(*pic); } LCD_CS_HIGH(); }這個函數(shù)不關(guān)心圖片內(nèi)容只管逐字節(jié)搬運所以任何圖片只要轉(zhuǎn)成數(shù)組就能顯示。要注意取模軟件的掃描方式必須和你的窗口設(shè)置一致如果取模時是垂直掃描而代碼里窗口是水平填充圖像會變成“拉絲”效果一行一行錯位錯開。6. 白屏、花屏、偏色我把常見的坑都踩了一遍配置完這些代碼之后并不是所有板子都能一次點亮。下面這些坑都是我實際踩過的逐個排查基本能解決90%的問題。6.1 白屏的排查鏈路如果背光亮了但屏幕全白按下述順序查。第一步查硬件復(fù)位。很多模塊的RES引腳需要穩(wěn)定拉低再拉高的過程STM32上電瞬間RES引腳的電平如果被其他初始化邏輯干擾屏幕就會停留在復(fù)位狀態(tài)。用代碼在初始化最開始顯式做一次RES低120ms - 高120ms能排除絕大多數(shù)復(fù)位問題。第二步查DC引腳。DC接錯是白屏的另一個高發(fā)原因。DC一旦接反屏幕會把命令當成數(shù)據(jù)處理、把數(shù)據(jù)當成命令處理所有寄存器配置全部錯亂屏幕上就是一片白。確認DC接到了PB14代碼里DC宏定義正確。第三步查初始化序列是否匹配你的芯片版本。紅板ST7735R沒有完整伽馬配置就是白屏藍板ST7735S用完整配置反而可能花屏。先判斷版本再決定初始化方案不要混用。第四步如果你有邏輯分析儀直接抓SCK和SDA波形看初始化階段是否有電平翻轉(zhuǎn)。軟件SPI的速度正好在邏輯分析儀的采樣范圍內(nèi)方便得很。抓不到波形說明代碼根本沒跑起來那就是工程配置問題去查時鐘樹和GPIO模式。6.2 花屏和錯位的真正原因花屏的排查點比白屏更多但特征很明顯屏幕上能看出有東西在顯示只是色彩和位置不對。最常見的花屏原因是窗口設(shè)置和實際像素尺寸不匹配。比如把128x160的屏幕錯配成132x162或者CASET/RASET參數(shù)寫反了GRAM的寫入指針就會溢出到非預(yù)期區(qū)域出現(xiàn)“斜著錯位”的條紋。把窗口參數(shù)改成0~127和0~159通常就能解決。另一種花屏表現(xiàn)為顏色漸變、色斑明顯這不一定是代碼問題可能是模塊電源紋波偏大。我在用杜邦線供電、電源線較長的時候遇到過后來在VCC和GND之間并了一個100uF電解電容現(xiàn)象立刻消失。如果你用的是面包板飛線給屏幕供電多并個電容是好習慣。還有一種是MADCTL方向設(shè)置導(dǎo)致的“翻轉(zhuǎn)錯位”。ST7735的0x36寄存器控制掃描方向和RGB/BGR順序不同廠家的屏初始值不同。如果你發(fā)現(xiàn)顯示內(nèi)容上下顛倒或者左右反轉(zhuǎn)通過修改LCD_Write_Data(0x00)這個參數(shù)來調(diào)整。常用幾組值顯示方向MADCTL值豎屏普通0x00橫屏90度0x60豎屏180度0xC0橫屏270度0xA0這幾個值是經(jīng)驗值不同批次屏幕存在細微差異以實測為準。6.3 引腳電平與供電的灰色地帶ST7735的IO邏輯電平是1.8V~3.3V不支持5V。如果你的主控是5V供電的Arduino或者51單片機必須加電平轉(zhuǎn)換直接接大概率燒壞屏幕控制器或者出現(xiàn)各種奇怪亂碼。STM32本身輸出3.3V這一步反而安全但要注意千萬不能圖省事用5V供電然后直接接3.3V邏輯——電源域和IO電平域是兩回事。另外一個容易被低估的是杜邦線長度。軟件SPI雖然速度慢但線上反射噪聲依然可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤。我試過用30cm的杜邦線連接屏幕滿速刷屏時偶發(fā)花屏縮短到15cm以內(nèi)就完全正常。如果現(xiàn)場不得不走長線那就把SPI_WriteByte的循環(huán)里加幾個__NOP()降速或者干脆把時鐘半周期拉長犧牲一點速度換穩(wěn)定性。最后再提一個值得一提的細節(jié)如果屏幕模塊是帶有PCB板載穩(wěn)壓的版本供電電壓標稱5V實際芯片邏輯部分還是3.3V。這種情況下供電接5V沒問題但不要同時把屏幕的SDA、SCK信號接到5V電平上信號線上沒有穩(wěn)壓芯片保護5V邏輯電平直接懟上去照樣可能損壞ST7735。寫在最后的一點實際建議這套STM32軟件SPI驅(qū)動1.8寸TFT-LCD的方案我已經(jīng)在好幾個項目里復(fù)用了包括一個室內(nèi)溫濕度監(jiān)測器和一個手持LCR表界面。我的體會是屏幕驅(qū)動本身不復(fù)雜但一定要把“時序”兩個字刻在腦子里。SCK什么時候翻轉(zhuǎn)、SDA什么時候變化、DC什么時候切換每一步都要清清楚楚。軟件SPI雖然慢但它把整個通信過程變得完全可控一旦出問題用邏輯分析儀看波形比對著硬件SPI寄存器猜原因高效太多。最后分享一個經(jīng)驗在調(diào)試階段建議把SPI_WriteByte里的時鐘速度刻意調(diào)慢一點比如在每次SCK翻轉(zhuǎn)后加幾個__NOP()這樣邏輯分析儀能更清晰地看清楚每一位數(shù)據(jù)。等整個鏈路確認無誤后再把這些延時拿掉恢復(fù)滿速刷屏。這種方法能有效區(qū)分“時序錯誤”和“邏輯錯誤”排查起問題來快得多。