FSMC驱动TFT显示屏(和驱动触摸屏)

我所使用的是3.5寸电容触摸显示屏
所谓电容触摸显示屏其实是两个屏幕的叠加:

  • 显示屏,其驱动芯片为ILI9488
  • 触摸屏,其驱动芯片为FT6336

一、显示屏

首先驱动显示屏,买到屏幕之后问卖家拿到驱动程序、原理图和技术文档。
这个屏幕有七种驱动方式:

表一 TFT驱动方式

(一)MIPI-DBI Operating Mode

1、MIPI-DBI Type B

IM2 IM1 IM0 Interface Data Pin in Use
0 0 0 24-bit bus (DB_EN=1) DB [23:0]
0 0 0 18-bit bus (DB_EN=0) DB [17:0]
0 0 1 9-bit bus DB [8:0]
0 1 0 16-bit bus DB [15:0]
0 1 1 8-bit bus DB [7:0]

1、MIPI-DBI Type C

IM2 IM1 IM0 Interface Data Pin in Use
1 0 1 3-line SPI SDA,SDO
1 1 1 4-line SPI SDA,SDO

(二)、TFT几种接口

MCU接口所用引脚:/RES , /CS , RS(寄存器选择) , /WR , /RD , DB0 ~ DB17 (18bit)
RGB接口所用引脚:DE , VSYNC , HSYNC , PCLK , R0~R5 , G0~G5 , B0~B5 (18bit)
(RGB接口和MPU接口区别)
SPI接口所用引脚:/RST、/CS、SDO、SDI、SCL、RS

MCU模式:目前最常用的连接模式,一般是80系统(68系统已经不存在了)。数据位传输有8位,9位,16位和18位。
优点是:控制简单方便,无需时钟和同步信号。
缺点是:要耗费GRAM,所以难以做到大屏。

RGB模式:大屏采用较多的模式,数据位传输也有6位,16位和18位之分。连线一般有:VSYNC,HSYNC ,DOTCLK,VLD,ENABLE,剩下就是数据线。
它的优缺点正好和MCU模式相反。

SPI模式:相对上面接口所用线较少,但速度也相对较慢,对于小屏来说用起来方便。

这里的三线和四线SPI的区别:
三线SPI: SDI(接MOSI)、CS、SCL
四线SPI: SDI、CS、SCL、RS(data/command,用于数据还是指令)
三线SPI通过发送9位data的第1位决定该data是数据还是指令,其余的D1到D8相对应是data/command

SPI总线也是一种事实标准,它没有被任何的国际委员会承认。
有的三线SPI指的是类似半双工的SISO,即将MISO和MOSI合并为一根线;有的则是直接将片选省略(直接拉低),即不需要片选(不共享SPI总线),一直都选择这一设备。
SPI 三线与四线区别总结

(三)FSMC介绍

可变静态存储控制器FSMC是STM32系列采用的一种新型存储器扩展技术,这种控制器被设
置在芯片内部集成超过256 KB Flash并且名字后缀为xC、xD以及xE的大容量产品所特有的存储控制机制。它可以方便地控制诸如SRAM/PSRAM/NOR/NAND/ROM/PC卡等存储器,只需要将对应管脚相连,芯片内部就能处理时序逻辑问题,操作起来十分方便。
FSMC地址映射及支持的存储器类型如图所示。FSMC管理1GB的映射地址,划分为4个大小都为4x64MB的存储块Bank,每个大存储块又划分为4个64MB的子Bank即Sector。由于驱动的是屏幕,而驱动NOR/PSRAM的方式和8080接口差不多,故FSMC选择Bank1,其地址映射为0x6000 0000至0x6FFF FFFF。
FSMC驱动TFT显示屏(和驱动触摸屏)_第1张图片

图一 FSMC内存划分

下面介绍8080接口和FSMC在时序和所用引脚的相似之处,从下面图二可以看到8080接口有这几种信号线:数据/命令信号(RS)、片选信号(CS)、写数据信号(WR)、数据信号(D[17:0])、读数据信号(RD)。而从图三可以看到FSMC主要有这些信号线:区块片选信号(FSMC_NEx)、读数据信号(FSMC_NOE)、写数据信号(FSMC_NWE)、地址信号(FSMC_A[25:0])、数据信号(FSMC_D[15:0])。

FSMC驱动TFT显示屏(和驱动触摸屏)_第2张图片

图二 8080时序图

FSMC驱动TFT显示屏(和驱动触摸屏)_第3张图片

图三 FSMC时序图

对比来看这两者很相似但却并不完全相同,由于FSMC没有数据/命令信号,所以利用它的地址线充当这种信号。假如使用地址线的FSMC_A0充当数据命令信号,并且使用第一个Bank的第四个Sector即FSMC_Bank1_NORSRAM4,如表3-3所示可知需要将寄存器基地址设置为0x6C00 0000,RAM基地址就设置为0x6C00 0000+(1<<(0+1))=0x6C00 0002,简单来说寄存器基地址就为命令操作的地址,而RAM基地址就是数据操作的地址。需要注意的是由于我们选择的是16位宽度的SRAM,FSMC在设置这些地址时STM32内部会自动它们右移1位对齐,方便用户操作。

表二 FSMC地址选择
Bank1所选区 片选信号 地址范围 [27:26] [25:0]
第1区 FSMC_NE1 0X60000000~0X63FFFFFF 00 FSMC_A[25:0]
第2区 FSMC_NE2 0X64000000~0X67FFFFFF 01 FSMC_A[25:0]
第3区 FSMC_NE3 0X68000000~0X6BFFFFFF 10 FSMC_A[25:0]
第4区 FSMC_NE4 0X6C000000~0X6FFFFFFF 11 FSMC_A[25:0]

(四)FSMC配置

表三 FSMC引脚配置连接表
FSMC引脚 GPIO配置 与屏幕连接的引脚
FSMC_A0 推挽复用输出模式 LCD_DC
FSMC_D[15:0] 同上 LCD_D[15:0]
FSMC_NOE 同上 LCD_RD
FSMC_NWE 同上 LCD_WR
FSMC_NE4 同上 LCD_CS

之后需要配置FSMC_NORSRAMInitTypeDef和FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef结构体,代码如下:

static void LCD_FSMC_Config ( void )
{
	FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
	FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  fsmc_lcd; 	
	/* 使能FSMC时钟*/
	RCC_AHBPeriphClockCmd ( RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE );

	fsmc_lcd.FSMC_AddressSetupTime      = 0x02;	 //地址建立时间
	fsmc_lcd.FSMC_AddressHoldTime       = 0x00;	 //地址保持时间
	fsmc_lcd.FSMC_DataSetupTime         = 0x05;	 //数据建立时间
	fsmc_lcd.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
	fsmc_lcd.FSMC_CLKDivision           = 0x00;
	fsmc_lcd.FSMC_DataLatency           = 0x00;
	fsmc_lcd.FSMC_AccessMode            = FSMC_AccessMode_B;	 //模式B比较适用于LCD
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank                  = FSMC_LCD_BACKx;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux        = FSMC_DataAddressMux_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType            = FSMC_MemoryType_NOR;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth       = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode       = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity    = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode              = FSMC_WrapMode_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive      = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation        = FSMC_WriteOperation_Enable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal            = FSMC_WaitSignal_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode          = FSMC_ExtendedMode_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst            = FSMC_WriteBurst_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = & fsmc_lcd;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct     = & fsmc_lcd;  
	
	FSMC_NORSRAMInit ( & FSMC_NORSRAMInitStructure ); 
	
	/* 使能 FSMC_Bank1_NORSRAM4 */
	FSMC_NORSRAMCmd ( FSMC_LCD_BACKx, ENABLE );  
}

需要说明的是FSMC读写数据是对FSMC映射的地址进行操作的,具体宏定义如下:

#define FSMC_LCD_CMD                   ((uint32_t)0x6C000000)	    //FSMC_Bank1_NORSRAM1用于LCD命令操作的地址
#define FSMC_LCD_DATA                  ((uint32_t)0x6C000002)      //FSMC_Bank1_NORSRAM1用于LCD数据操作的地址      
#define LCD_WRITE_CMD(x)               *(__IO uint16_t *)FSMC_LCD_CMD  = x 
#define LCD_WRITE_DATA(x)              *(__IO uint16_t *)FSMC_LCD_DATA = x
#define LCD_READ_DATA()                *(__IO uint16_t *)FSMC_LCD_DATA
#define FSMC_LCD_BACKx                 FSMC_Bank1_NORSRAM4

下面给出ILI9488的参考驱动代码:

static void ILI9488_REG_Config ( void )
{
  //************* Start Initial Sequence **********//
  /* PGAMCTRL (Positive Gamma Control) (E0h) */
  LCD_WRITE_CMD(0xE0);
  LCD_WRITE_DATA(0x00);
  LCD_WRITE_DATA(0x07);
  LCD_WRITE_DATA(0x10);
  LCD_WRITE_DATA(0x09);
  LCD_WRITE_DATA(0x17);
  LCD_WRITE_DATA(0x0B);
  LCD_WRITE_DATA(0x41);
  LCD_WRITE_DATA(0x89);
  LCD_WRITE_DATA(0x4B);
  LCD_WRITE_DATA(0x0A);
  LCD_WRITE_DATA(0x0C);
  LCD_WRITE_DATA(0x0E);
  LCD_WRITE_DATA(0x18);
  LCD_WRITE_DATA(0x1B);
  LCD_WRITE_DATA(0x0F);

  /* NGAMCTRL (Negative Gamma Control) (E1h)  */
  LCD_WRITE_CMD(0XE1);
  LCD_WRITE_DATA(0x00);
  LCD_WRITE_DATA(0x17);
  LCD_WRITE_DATA(0x1A);
  LCD_WRITE_DATA(0x04);
  LCD_WRITE_DATA(0x0E);
  LCD_WRITE_DATA(0x06);
  LCD_WRITE_DATA(0x2F);
  LCD_WRITE_DATA(0x45);
  LCD_WRITE_DATA(0x43);
  LCD_WRITE_DATA(0x02);
  LCD_WRITE_DATA(0x0A);
  LCD_WRITE_DATA(0x09);
  LCD_WRITE_DATA(0x32);
  LCD_WRITE_DATA(0x36);
  LCD_WRITE_DATA(0x0F);
  
  /* Adjust Control 3 (F7h)  */
  LCD_WRITE_CMD(0XF7);
  LCD_WRITE_DATA(0xA9);
  LCD_WRITE_DATA(0x51);
  LCD_WRITE_DATA(0x2C);
  LCD_WRITE_DATA(0x82);/* DSI write DCS command, use loose packet RGB 666 */

  /* Power Control 1 (C0h)  */
  LCD_WRITE_CMD(0xC0);
  LCD_WRITE_DATA(0x11);
  LCD_WRITE_DATA(0x09);

  /* Power Control 2 (C1h) */
  LCD_WRITE_CMD(0xC1);
  LCD_WRITE_DATA(0x41);

  /* VCOM Control (C5h)  */
  LCD_WRITE_CMD(0XC5);
  LCD_WRITE_DATA(0x00);
  LCD_WRITE_DATA(0x0A);
  LCD_WRITE_DATA(0x80);

  /* Frame Rate Control (In Normal Mode/Full Colors) (B1h) */
  LCD_WRITE_CMD(0xB1);
  LCD_WRITE_DATA(0xB0);
  LCD_WRITE_DATA(0x11);

  /* Display Inversion Control (B4h) */
  LCD_WRITE_CMD(0xB4);
  LCD_WRITE_DATA(0x02);

  /* Display Function Control (B6h)  */
  LCD_WRITE_CMD(0xB6);
  LCD_WRITE_DATA(0x02);
  LCD_WRITE_DATA(0x22);

  /* Entry Mode Set (B7h)  */
  LCD_WRITE_CMD(0xB7);
  LCD_WRITE_DATA(0xc6);

  /* HS Lanes Control (BEh) */
  LCD_WRITE_CMD(0xBE);
  LCD_WRITE_DATA(0x00);
  LCD_WRITE_DATA(0x04);

  /* Set Image Function (E9h)  */
  LCD_WRITE_CMD(0xE9);
  LCD_WRITE_DATA(0x00);
 
  /* 设置屏幕方向和尺寸 */
  LCD_SetDirection(LCD_DIRECTION);
  
  /* Interface Pixel Format (3Ah) */
  LCD_WRITE_CMD(0x3A);
  LCD_WRITE_DATA(0x55);/* 0x55 : 16 bits/pixel  */

  /* Sleep Out (11h) */
  LCD_WRITE_CMD(0x11);
  LCD_DELAY(120*2000);
  /* Display On */
  LCD_WRITE_CMD(0x29);
}

之后就可以根据屏幕操作函数进行显示操作啦!

代码参考来源:硬石嵌入式开发团队

二、触摸屏

我使用的是IIC总线驱动的触摸屏,IIC的程序都一样,主要是由于驱动芯片和厂家不同所导致的驱动程序不同。实际操作中直接读写寄存器即可,下面给出屏幕按键扫描参考代码。

void FT6236_Scan(void)
{
	u8 i=0;
	u8 sta = 0;
	u8 buf[4] = {0};    
	FT6236_RD_Reg(0x02,&sta,1);//读取触摸点的状态  	   
 	if(sta & 0x0f)	//判断是否有触摸点按下,0x02寄存器的低4位表示有效触点个数
 	{
 		TPR_Structure.TouchSta = ~(0xFF << (sta & 0x0F));	//~(0xFF << (sta & 0x0F))将点的个数转换为触摸点按下有效标志
 		for(i=0;i<5;i++)	                                //分别判断触摸点1-5是否被按下
 		{
 			if(TPR_Structure.TouchSta & (1<<i))			    //读取触摸点坐标
 			{											    //被按下则读取对应触摸点坐标数据
 				FT6236_RD_Reg(FT6236_TPX_TBL[i],buf,4);	//读取XY坐标值
				TPR_Structure.x[i]=((u16)(buf[0]&0X0F)<<8)+buf[1];
				TPR_Structure.y[i]=((u16)(buf[2]&0X0F)<<8)+buf[3];
 				if((buf[0]&0XC0)!=0X80)
 				{
					TPR_Structure.x[i]=TPR_Structure.y[i]=0;//必须是contact事件,才认为有效	
					return;
				}
 			}
 		}
 		TPR_Structure.TouchSta |= TP_PRES_DOWN;     //触摸按下标记
 	}
 	else
 	{
 		if(TPR_Structure.TouchSta &TP_PRES_DOWN) 	//之前是被按下的
 			TPR_Structure.TouchSta &= ~0x80;        //触摸松开标记	
 		else
 		{
 			TPR_Structure.x[0] = 0;
 			TPR_Structure.y[0] = 0;
 			TPR_Structure.TouchSta &=0xe0;	//清除触摸点有效标记
 		}
 	}
}

代码参考来源:正点原子

详细代码下载链接。

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