STM32----电容触摸屏，OLED屏和LCD屏

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电容触摸屏

OLED屏

LCD屏

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• 电容触摸屏

充放电电路原理：

 

电路充放电公式：

 

电容触摸按键原理：

R:外接电容充放电电阻。

Cs:TPAD和PCB间的杂散电容。

Cx:手指按下时，手指和TPAD之间的电容。

开关：电容放电开关，由STM32 IO口代替。

 

检测电容触摸按键过程：

1. TPAD引脚设置为推挽输出，输出0，实现电容放电到0。
2. TPAD引脚设置为浮空输入（IO复位后的状态）,电容开始充电。
3. 同时开启TPAD引脚的输入捕获开始捕获。
4. 等待充电完成（充电到底Vx,检测到上升沿）。
5. 计算充电时间。

（没有按下的时候，充电时间为T1（default)。按下TPAD，电容变大，所以充电时间为T2。我们可以通过检测充放电时间，来判断是否按下。如果T2-T1大于某个值，就可以判断 有按键按下。）

 

程序思路函数：

1.void TPAD_Reset(void)函数：复位TPAD      

设置IO口为推挽输出输出0，电容放电。等待放电完成之后，设置为浮空输入，从而开始充电。同时把计数器的CNT设置为0。

2. TPAD_Get_Val()函数：获取一次捕获值（得到充电时间）      

复位TPAD,等待捕获上升沿，捕获之后，得到定时器的值，计算充电时间。

3.TPAD_Get_MaxVal()函数：      

多次调用TPAD_Get_Val函数获取充电时间。获取最大的值。

4.TPAD_Init()函数：初始化TPAD      

在系统启动后，初始化输入捕获。先10次调用TPAD_Get_Val()函数获取10次充电时间，然后获取中间N(N=8或者6）次的平均值，作为在没有电容触摸按键按下的时候的充电时间缺省值tpad_default_val。 

5.TPAD_Scan()函数：扫描TPAD      

调用TPAD_Get_MaxVal函数获取多次充电中最大的充电时间，跟tpad_default_val比较，如果大于某个阈值，则认为有触摸动作。  

6.void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)//输入捕获通道初始化    

可以使用任何一个定时器。M3使用定时器5，M4使用的定时器2。

 

• OLED屏

       OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display， OELD）。OLED由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。 OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能，从2003年开始这种显示设备在MP3播放器上得到了应用。 LCD都需要背光，而OLED不需要，因为它是自发光的。这样同样的显示，OLED效果要来得好一些。以目前的技术，OLED的尺寸还难以大型化，但是分辨率确可以做到很高。

 

ALINETEK 0.96 寸OLED模块：

1）模块有单色和双色两种可选，单色为纯蓝色，而双色则为黄蓝双色。单色模块每个像素点只有亮与不亮两种情况，没有颜色区分。

2）尺寸小，显示尺寸为0.96寸，而模块的尺寸仅为27mm*26mm大小。

3）高分辨率，该模块的分辨率为128*64。

4）多种接口方式，该模块提供了总共4种接口包括：6800、8080两种并行接口方式、 4线的穿行SPI接口方式，、IIC接口方式（只需要2       根线就可以控制OLED了！）。

5）不需要高压，直接接3.3V就可以工作了。

 

4种模式通过模块的BS1/BS2设置，BS1/BS2的设置与模块接口模式的关系如表所示：

 

OLED 8080并行接口信号线：

CS：OLED片选信号。

WR：向OLED写入数据。

RD：从OLED读取数据。 D[7：0]：8位双向数据线。

RST(RES)：硬复位OLED。

DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。     

                        

 

SSD1306的命令：

• 命令0X81：设置对比度。包含两个字节，第一个0X81为命令，随后发送的一个字节为要设置的对比度的值。这个值设置得越大屏幕就越亮。
• 命令0XAE/0XAF：0XAE为关闭显示命令；0XAF为开启显示命令。
• 命令0X8D：包含2个字节，第一个为命令字，第二个为设置值，第二个字节的BIT2表示电荷泵的开关状态，该位为1，则开启电荷泵，为0                      则关闭。在模块初始化的时候，这个必须要开启，否则是看不到屏幕显示的。
• 命令0XB0~B7：用于设置页地址，其低三位的值对应着GRAM的页地址。
• 命令0X00~0X0F：用于设置显示时的起始列地址低四位。
• 命令0X10~0X1F：用于设置显示时的起始列地址高四位。

 

OLED初始化过程：

 

OLED初始化：

//初始化SSD1306					    
void OLED_Init(void)
{
 …//设置IO口模式，所有用到的io口设置为推挽模式。
GPIO_Init();
 …//初始化代码，写相关寄存器
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD); //关闭显示
OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //设置时钟分频因子,震荡频率
OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD);   //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //设置驱动路数
OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默认0X3F(1/64) 
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //设置显示偏移
OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默认为0
…
…
OLED_Clear();
}

 

OLED写一个字节：

//向SSD1306写入一个字节。
//dat:要写入的数据/命令
//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{
   DATAOUT(dat);	    
  if(cmd)
     OLED_RS_Set();
  else 
     OLED_RS_Clr();		   
  OLED_CS_Clr();
  OLED_WR_Clr();	 
  OLED_WR_Set();
  OLED_CS_Set();	  
  OLED_RS_Set();	 
} 

 

OLED更新缓存，显示内容：

u8 OLED_GRAM[128][8];	

void OLED_Refresh_Gram(void)
{
   u8 i,n;		    
  for(i=0;i<8;i++)  
  {  
    OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）
    OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址
    OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   
    
   for(n=0;n<128;n++)
     OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA); 
  }   
}

 

OLED画点函数：

void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
{
   u8 pos,bx,temp=0;
   if(x>127||y>63)return;//超出范围了.
   pos=7-y/8;
   bx=y%8;
   temp=1<<(7-bx);
   if(t)OLED_GRAM[x][pos]|=temp;
   else OLED_GRAM[x][pos]&=~temp;	    
}

 

OLED字符显示函数：

//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127  y:0~63
//mode:0,反白显示;1,            size:选择字体 12/16/24
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode)
{      			    
   u8 temp,t,t1; u8 y0=y;
   u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);	//得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数
   chr=chr-' ';//得到偏移后的值		 
    for(t=0;t

 

• LCD屏

      TFTLCD即薄膜晶体管液晶显示器。它与无源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。TFTLCD具有：亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳等特点。是目前最主流的LCD显示器。广泛应用于电视、手机、电脑、平板等各种电子产品。

 

ALINETEK 2.8寸 TFTLCD 16位80并口驱动简介：

模块的8080并口读/写的过程为：

先根据要写入/读取的数据的类型，设置RS为高（数据）/低（命令），然后拉低片选，选中ILI9341，接着我们根据是读数据，还是要写数据置RD/WR为低，然后：

1.读数据：在RD的上升沿， 读取数据线上的数据（D[15:0]）;

2.写数据：在WR的上升沿，使数据写入到ILI9341里面

                    

                                     并口写时序图                                                                                                        并口读时序图

 

 

0XD3指令

该指令为读ID4指令，用于读取LCD控制器的ID 。因此，同一个代码，可以根据ID的不同，执行不同的LCD驱动初始化，以兼容不同的LCD屏幕。

 

0X36指令

该指令为存储访问控制指令，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）。

 

0X2A指令

该指令是列地址设置指令，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）

 

0X2B指令

该指令是页地址设置指令，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）

 

0X2C指令

该指令是写GRAM指令，在发送该指令之后，我们便可以往LCD的GRAM里面写入颜色数据了，该指令支持连续写 (地址自动递增)

 

0X2E指令

该指令是读GRAM指令，用于读取ILI9341的显存（GRAM），同0X2C指令，该指令支持连续读 (地址自动递增)

 

FSMC简介：

FSMC，即灵活的静态存储控制器，能够与同步或异步存储器和16位PC存储器卡连接，STM32的FSMC接口支持包括SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH和PSRAM等存储器。

 

      FSMC驱动外部SRAM时，外部SRAM的控制一般有：地址线（如A0~A25）、数据线（如D0~D15）、写信号（WE，即WR）、读信号（OE，即RD）、片选信号（CS），如果SRAM支持字节控制，那么还有UB/LB信号。      

      而TFTLCD的信号我们在前面介绍过，包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST和BL等，其中真正在操作LCD的时候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、RD和CS。其操作时序和SRAM的控制完全类似，唯一不同就是TFTLCD有RS信号，但是没有地址信号。            TFTLCD通过RS信号来决定传送的数据是数据还是命令，本质上可以理解为一个地址信号，比如我们把RS接在A0上面，那么当FSMC控制器写地址0的时候，会使得A0变为0，对TFTLCD来说，就是写命令。而FSMC写地址1的时候，A0将会变为1，对TFTLCD来说，就是写数据了。这样，就把数据和命令区分开了，他们其实就是对应SRAM操作的两个连续地址。当然RS也可以接在其他地址线上，战舰V3和精英板开发板都是把RS连接在A10上面，而探索者STM32F4把RS接在A6上面。          

     因此，可以把TFTLCD当成一个SRAM来用，只不过这个SRAM有2个地址，这就是FSMC可以驱动LCD的原理。

 

7个底层接口函数：

1，写寄存器值函数 ：void LCD_WR_REG(u16 regval)

2，写数据函数：void LCD_WR_DATA(u16 data)

3，读数据函数：u16 LCD_RD_DATA(void)

4，写寄存器内容函数： void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg, u16 LCD_RegValue)

5，读寄存器内容函数： u16 LCD_ReadReg(u16 LCD_Reg)

6，开始写GRAM函数： void LCD_WriteRAM_Prepare(void)

7，写GRAM函数： void LCD_WriteRAM(u16 RGB_Code)

LCD初始化函数伪代码：

//LCD初始化
void LCD_Init(void)
{
    初始化GPIO;
    初始化FSMC;		             	//Mini板不需要
    读取LCD ID;	
    printf(“LCD ID:%x\r\n”,lcddev.id);//打印LCD ID，用到了串口1
                                        //所以必须初始化串口1，否则黑屏	
    根据不同的ID执行LCD初始化代码;
    LCD_Display_Dir(0);		 	//默认为竖屏
    LCD_LED=1;			 	//点亮背光
    LCD_Clear(WHITE);			//清屏
}

//设置光标位置
//Xpos:横坐标
//Ypos:纵坐标
void LCD_SetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos)
{	 
     if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310)
     {		    
          LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd); 
          LCD_WR_DATA(Xpos>>8);
          LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);  
          LCD_WR_REG(lcddev.setycmd); 
	 LCD_WR_DATA(Ypos>>8);
	 LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF); 
     }else if(lcddev.id==XXXX)	//根据不同的LCD型号，执行不同的代码
     { 
	 ……//省略部分代码
     }
}
		 

//画点
//x,y:坐标
//POINT_COLOR:此点的颜色
void LCD_DrawPoint(u16 x,u16 y)
{
    LCD_SetCursor(x,y);		//设置光标位置 
    LCD_WriteRAM_Prepare();	//开始写入GRAM
    LCD->LCD_RAM=POINT_COLOR; 	//非Mini板的操作方式   
}

//在指定位置显示一个字符
//x,y:起始坐标
//num:要显示的字符:" "--->"~"
//size:字体大小 12/16/24
//mode:叠加方式(1)还是非叠加方式(0)
void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u8 size,u8 mode)
{  							  
       u8 temp,t1,t;
       u16 y0=y;
       u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);	//得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数	
       num=num-' ';	//得到偏移后的值（ASCII字库是从空格开始取模，所以-' '就是对应字符的字库）
       for(t=0;t=lcddev.height)return;		//超区域了
                    if((y-y0)==size)
                    {
	y=y0;
	x++;
	if(x>=lcddev.width)return;		//超区域了
	break;
                     }
              }  	 
        }  	    	   	 	  
}