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🕗 发布于 2024-10-10 22:31 LCD  MCU  单片机  

LCD

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LCD

回顾

应用

- 1、首先将该LCD屏官方写好的三个文件添加进工程中的api文件夹中

- 2、找到LCD的初始化函数

- 3、在LCD屏幕上显示字符串

- 4、在LCD屏幕上显示图片

- 5、在LCD屏幕上显示汉字

例：在LCD屏幕上显示温湿度，时间代码

LCD屏幕 --了解

上述总结来说

FSMC 模拟 8080 时序信号

LCD屏幕代码的实现

-- 学会看时序图

回顾

  • RTC
  1. 使用了官方代码，和咱们之前写的格式不一样，代码看不懂、比较乱。 Rtc 代码编写框架
  2. 使能后备区域访问、
  3. 时钟源/分频系数
  4. 给计数器赋初值
  5. 中断（秒中断/闹钟中断） RTC 相关的（写操作）函数，在执行完之后，都会有等待函数
  • 闹钟中断

应用

-- 这里把LCD屏幕的介绍放在本文后面，因为我们主要学的是软件，理论上说只用学会如果用LCD的代码即可，不需要了解LCD的硬件原理，但为了让大家能看懂代码，所以简单了解即可，不懂也没关系

- 1、首先将该LCD屏官方写好的三个文件添加进工程中的api文件夹中

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-- 添加过后，编译工程，会出现错误和警告，不用担心，是因为延时函数写的不一样导致

-- 找到130行的延时函数， 

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-- 点击CTRL+F，会出现替换的边框，注意一定要在要替换的文件中，点击CTRL+F，除了延时的us出现问题，ms也可能出现问题，所以两个都要替换，替换成自己写的延时函数即可 

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-- 

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- 2、找到LCD的初始化函数

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-- 这里可以设置竖屏和横屏显示，点亮背光，将这个函数放在main函数中 

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-- 效果就是在屏幕的横坐标是10，纵坐标是10的位置，显示一个点

- 3、在LCD屏幕上显示字符串

在main.c中添加如下代码

LCD_ShowString(0,0,80,16,16,"123456qwer");//宽度字符是汉字的一半，是8，汉字是16，8*10

-- 前两个参数是坐标，后两个参数是显示的宽度和高度，16是字体大小，最后是显示的字符串。
这里因为汉字的宽度是16，字符的宽度是汉字的一半，所以宽度是8，而一共写入10个字符，10*8=80，所以宽度是80.

-- 效果图 

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- 4、在LCD屏幕上显示图片

-- 首先，打开图片取模软件。 

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-- 选择图片，点击打开，配置，然后保存的工程中，他会将这个文件跳出来，关闭即可 

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-- 1.h如图所示 

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将1.h的数组名添加到显示图片的代码最后一个参数。

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  • 注意：这里的列坐标要变一下，因为第一行已经有数据了
LCD_ShowPhoto(0,16,240,135,(uint8_t *)gImage_1);

-- 注意：

要在main.h中加上头文件 

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-- 效果图 

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- 5、在LCD屏幕上显示汉字

-- 首先，打开数字取模软件 

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-- 更改相关参数 

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-- 生成相应的字模 

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  • 编写代码 

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-- 相关代码

uint8_t xiang[]=
{0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x80,0x11,0xFE,0x11,0x02,0x32,0x04,0x34,0x20,0x50,0x20,
0x91,0x28,0x11,0x24,0x12,0x24,0x12,0x22,0x14,0x22,0x10,0x20,0x10,0xA0,0x10,0x40};/*"你",0*/

//1对应的黑色
uint16_t cnttt = 0;
for(uint8_t i=0;i<32;i++) {
for(uint8_t j=0;j<8;j++) {
if((xiang[i] & (1<<(7-j))) != 0) {
LCD_DrawPoint(cnttt%16, cnttt/16);
}
cnttt++;
}
}

例：在LCD屏幕上显示温湿度，时间代码

int main()
{
//pwm_init();
dht11_init();
SysTick_Config(72000);
usart_init();

key_init();
uint16_t b=100;
uint8_t keyflag = 0;

adc_init();
relay_init();
rtc_init();


LCD_Init();//屏幕初始化一定要写到串口初始化后面

LCD_DrawPoint(10,10);
LCD_ShowString(0,0,80,16,16,"123456qwer");//宽度字符是汉字的一半，是8，汉字是16，8*10
//LCD_ShowPhoto(0,16,240,135,(uint8_t *)gImage_1);//必须是





//摄氏度字模
uint8_t xiang[]=
{0x60,0x00,0x91,0xF4,0x96,0x0C,0x6C,0x04,0x08,0x04,0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,
0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,0x08,0x00,0x0C,0x04,0x06,0x08,0x01,0xF0,0x00,0x00};/*"℃",0*/

//1对应的黑色
uint16_t cnttt = 0;
for(uint8_t i=0;i<32;i++) {
for(uint8_t j=0;j<8;j++) {
if((xiang[i] & (1<<(7-j))) != 0) {
LCD_DrawPoint(cnttt%16+80, cnttt/16+16);
}
cnttt++;
}
}

while(1)
{

if(dhtime >=2000)
{
dhtime =0 ;
get_dht11_val();

sprintf(D_wen, "tem: %.2f℃",dht.tem);
sprintf(D_shi, "hum: %.2f%RH", dht.hum);
//printf("tem:%.2f℃\r\n",dht.tem);
LCD_ShowString(0,16,120,16,16,D_wen);
LCD_ShowString(0,32,120,16,16,D_shi);
}


if(rtctime >=999)
{
rtctime = 0;
get_time();

sprintf(D_time, "%04d/%02d/%02d   %02d:%02d:%02d",a.tm_year+1900,a.tm_mon+1,a.tm_mday,a.tm_hour+8,a.tm_min,a.tm_sec);

LCD_ShowString(0,48,180,16,16,D_time);
}
    }
}

-- 注意：这里的摄氏度字符放在字符串是显示不出来的，需要生成字模，然后显示在LCD屏上

LCD屏幕 --了解

-- 了解

像素：像素是组成图像的最基本单元要素，显示器的像素指它成像最小的点，即前面讲解液晶原理中提到的一个显示单元。 分辨率：一些嵌入式设备的显示器常常以“行像素值 x 列像素值”表示屏幕的分辨率。如分辨 率 800x480 表示该显示器的每一行有 800 个像素点，每一列有 480 个像素点，也可理 解为有 800 列， 480 行

色彩深度：色彩深度指显示器的每个像素点能表示多少种颜色，一般用“位” (bit)来表示。如单色屏的每个像素点能表示亮或灭两种状态(即实际上能显示 2 种颜色)，用 1 个数据位就可以表示像素点的所有状态，所以它的色彩深度为 1bit，其它常见的显示屏色深为 16bit RGB565、 24bit RGB888 。0（白） 1（黑） 红色：1111 1000 0000 0000
红色：1111 1111 0000 0000 0000 0000

显示器尺寸：显示器的大小一般以英寸表示，如 5 英寸、 21 英寸、 24 英寸等，这个长度是指屏幕对角线的长度， 通过显示器的对角线长度及长宽比可确定显示器的实际长宽尺寸。

点距：点距指两个相邻像素点之间的距离， 它会影响画质的细腻度及观看距离，相同尺寸的屏幕，若分辨率越高，则点距越小，画质越细腻。如现在有些手机的屏幕分辨率比电脑显示器的还大，这是手机屏幕点距小的
原因； LED 点阵显示屏的点距一般都比较大，所以适合远距离观看。

  • 常见 LCD 屏幕的构成

显示屏由液晶显示面板、触摸面板以及 PCB 底板构成。
图中的触摸面板带有触摸控制芯片，该芯片处理触摸信号并通过引出的信号线与外部器件通讯，触摸面板中间是透明的，它贴在液晶面板上面，一起构成屏幕的主体，触摸面板与液晶面板引出的排线连接到 PCB 底板上，根据实际需要，PCB 底板上可能会带有“液晶控制器芯片”，因为控制液晶面板需要比较多的资源，所以大部分低级微控制器都不能直接控制液晶面板，需要额外配套一个专用液晶控制器来处理显示过程，外部微控制器只要把它希望显示的数据直接交给液晶控制器即可。而不带液晶控制器的 PCB 底板，只有小部分的电源管理电路，液晶面板的信号线与外部微控制器相连，直接控制。
有些芯片不需要额外的液晶控制器，也就是说芯片把专用液晶控制器的功能集成到内部了，可以理解为电脑 的 CPU 集成显卡，它节约了额外的控制器成本。而 STM32F1 系列的芯片由于没有集成液晶控制器到芯片内部， 所以它只能驱动自带控制器的屏幕，可以理解为电脑的外置显卡。 

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  • 液晶显示器的控制信号线

-- 液晶面板的控制信号线液晶面板引出的 FPC 排线，液晶面板通过这些信号线与液晶控制器通讯，使用这种 通讯信号的被称为 RGB 接口。 

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RGB 信号线：RGB 信号线各有 8 根，分别用于表示液晶屏一个像素点的红、绿、蓝颜色分量。使用红绿蓝颜色分量来表示颜色是一种通用的做法。常见的颜色表示会在“RGB”后面附带各个颜色分量值的数据位数，如RGB565 表示红绿蓝的数据线数分别为 5、 6、 5 根，一共为 16 个数据位，可表示 2^16 种颜色；而有些液晶屏的种颜色分量的数据线都有 8 根，所以它支持 RGB888 格式，一共 24 位数据线，可表示的颜色为 2^24 种。
同步时钟信号 CLK：液晶屏与外部使用同步通讯方式，以 CLK 信号作为同步时钟，在同步时钟的驱动下，每个时钟传输一个像素点数据。
水平同步信号 HSYNC：水平同步信号 HSYNC(Horizontal Sync)用于表示液晶屏一行像素数据的传输结束，每传输完成液晶屏的一行像素数据时， HSYNC 会发生电平跳变，如分辨率为 800x480 的显示屏(800 列， 480行)，传输一帧的图像 HSYNC 的电平会跳变 480 次。
垂直同步信号 VSYNC：垂直同步信号 VSYNC(Vertical Sync)用于表示液晶屏一帧像素数据的传输结束，每传输完成一帧像素数据时， VSYNC 会发生电平跳变。其中“帧”是图像的单位，一幅图像称为一帧，在液晶屏中，一帧指一个完整屏液晶像素点。人们常常用“帧/秒”来表示液晶屏的刷新特性，即液晶屏每秒可以显示多少帧图像，如液晶屏以 60 帧/秒的速率运行时， VSYNC 每秒钟电平会跳变 60 次。
数据使能信号 DE：数据使能信号 DE(Data Enable)用于表示数据的有效性，当 DE 信号线为高电平时，RGB信号线表示的数据有效

  • 显存

液晶屏中的每个像素点都是数据，在实际应用中需要把每个像素点的数据缓存起来，再传输给液晶屏，一般会使用 SRAM 或 SDRAM 性质的存储器，而这些专门用于存储显示数据的存储器， 则被称为显存。
显存一般至少要能存储液晶屏的一帧显示数据，如分辨率为 800x480 的 液 晶 屏 ， 使 用 RGB888 格 式 显 示 ， 它的 一 帧 显 示 数 据 大 小 为 ：3x800x480=1152000 字 节 ； 若 使 用 RGB565 格 式 显 示 ， 一 帧 显 示 数 据 大 小 为 ：2x800x480=768000 字节。

-- 这里RGB888为什么是3*800，因为他是24位的，而1个字节是8位，所以3个字节表示一个像素点。同理RGB565是16位的

  • 我们的液晶屏—ILI9341

液晶屏内部包含有一个液晶控制芯片 ILI9341。该芯片最主核心部分是位于中间的 GRAM(Graphics RAM)， 它就是显存。
GRAM 中每个存储单元都对应着液晶面板的一个像素点。它右侧的各种模块共同作用把 GRAM 存储单元的数据转化成液晶面板的控制信号，使像素点呈现特定的颜色，而像素点组合起来则成为一幅完整的图 像。
框图的左上角为 ILI9341 的主要控制信号线和配置引脚，根据其不同状态设置可以使芯片工作在不同的模 式，如每个像素点的位数是 6、 16 还是 18 位；可配置使用 SPI 接口、8080 接口还是 RGB 接口与 MCU 进 行通讯。
MCU 通过 SPI、 8080 接口或 RGB 接口与 ILI9341 进行通讯，从而访问它的控制寄存器(CR)、地址 计数器(AC)、及 GRAM。在 GRAM 的左侧还有一个 LED 控制器(LED Controller)。LCD 为非发光性的显示装置， 它需要借助背光源才能达到显示功能， LED 控制器就是用来控制液晶屏中的 LED 背光源。 

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  • 液晶屏的信号线及 8080 时序

ILI9341 控制器根据自身的 IM[3:0]信号线电平决定它与 MCU 的通讯方式，它本身支持 SPI 及 8080 通讯 方式，液晶屏的 ILI9341 控制器在出厂前就已经按固定配置好(内部已连接硬件电路)，它被配置为通过 8080 接 口通讯，使用 16 根数据线的 RGB565 格式。内部硬件电路连接完， 剩下的其它信号线被引出到 FPC 排线， 最后该排线由 PCB 底板引出到排针，排针再与实验板上的 STM32 芯片连接。 

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这些信号线即 8080 通讯接口，带 X 的表示低电平有效， STM32 通过该接口与 ILI9341 芯片进行通讯， 实现对液晶屏的控制。通讯的内容主要包括命令和显存数据，显存数据即各个像素点的 RGB565 内容；命令是 指对 ILI9341 的控制指令， MCU 可通过 8080 接口发送命令编码控制 ILI9341 的工作方式，例如复位指令、 设置光标指令、睡眠模式指令等等，具体的指令在数据手册均有详细说明。 

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由图可知，写命令时序由片选信号 CSX 拉低开始，对数据/命令选择信号线 D/CX 也置低电平表示写入的 是命令地址(可理解为命令编码，如软件复位命令： 0x01)，以写信号 WRX 为低，读信号 RDX 为高表示数据传 输方向为写入，同时，在数据线 D[17:0](或 D[15:0])输出命令地址，在第二个传输阶段传送的是命令的参数，所 以 D/CX 要置高电平，表示写入的是命令数据，命令数据是某些指令带有的参数，如复位指令编码为 0x01，它 后面可以带一个参数，该参数表示多少秒后复位(实际的复位命令不含参数，此处只是为了讲 解指令编码与参数的区别)。

-- 注：这里的片选信号类似于使能引脚，电平拉低，相当于使能，电平拉高，相当于失能

当需要把像素数据写入 GRAM 时，过程很类似，把片选信号 CSX 拉低后，再把数据/命令选择信号线 D/CX置为高电平，这时由 D[17:0]传输的数据则会被 ILI9341 保存至它的 GRAM 中。

上述总结来说

-- 对于 ILI9341 这个液晶驱动芯片，单片机对于他的驱动，针对显示而言。

  • 0x2A（设置列地址：宽度）
  • 0x2B（设置页地址：高度）
  • 0x2C（写数据：像素点颜色）

-- 通过 8080 写时序，完成这三个指令的发送,用这三个指令就能实现屏幕的显示操作

  • 现在他通信的话就需要一个8080的接口，但是该单片机上没有8080，下面讲fsmc模拟800时序

FSMC 模拟 8080 时序信号

-- FSMC介绍

STM32 控制器芯片内部有一定大小的 SRAM 及 FLASH 作为内存和程序存储空间，但当程序较大，内存和 程序空间不足时，就需要在 STM32 芯片的外部扩展存储器了。扩展内存时一般使用 SRAM 和 SDRAM 存储器， 但 STM32F1 系列的芯片不支持扩展 SDRAM(最新的一些系列芯片支持)，它仅支持使用 FSMC 外设扩展 SRAM， 我们以 SRAM 为例讲解如何为 STM32 扩展内存。

  • 总结来说FSMC就是来扩展内存的

LCD屏幕代码的实现

  • 1、初始化 IO FSMC 是片上外设，只要是需要 FSMC 自动调节的全部为 复用
    LCD_BL 背光 配置成通用推挽输出 

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  • 2、配置 FSMC – SRAM

  • 3、我们操作的是个屏幕，地址线没有实际意义 但是硬件已经确定了，A10 这个引脚有意义 DC 如果想要输出数据 DC – 1，那么我们往哪一个地址内写数据？只要符合 A10 输出 1、NE4 自动选中的地址即可。

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-- 显示原理—设置一个区域然后逐个像素点的发送色彩

2A -- 设置开始列 和 结束列
2B 设置开始行 结束行
2C 写数据指令
2A 发送设置列的指令
X 开始列
X+W 结束列
2B 发送设置行的指令
Y 开始行
Y+H 结束行
2C 发送写数据指令
循环发送对应的颜色数据


原文地址：https://blog.csdn.net/m0_71813740/article/details/142830600

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