【单片机】19-TFT彩屏
一、背景知识--显示器
1.什么是TFT
（1）LCD显示器的构成：液晶面板+驱动器【电压驱动】+控制器【逻辑控制】
（2）液晶面板大致分为：TN，TFT，IPS等
（3）驱动器是跟随面板的【带动液晶分子运动】，和面板更相关，跟编程无关
（4）控制器的逻辑部分，和编程严重相关
2.LCD和LCM
（1）LCM就是LCD module（LCD模组），就是液晶面板+驱动器（+控制器）的一套硬件模板
（2）LCD侠义仅仅指液晶面板，广义指LCM
（3）商业组成：面板厂家，驱动器厂家1，控制器IC厂家，LCM厂家，SoC厂家
3.LCD控制器
（1）显示器编程时控制器是关键，至少80%精力在研究控制器手册上
（2）有些LCM自带控制器【自带显存】，控制器提供解开和外部SoC对接（I80接口或者RGB接口或其他接口）
（3）有些LCM本身不带控制器，需要外部SoC或者GPU【显卡】来提供控制器（和显存）。
一般是小屏幕（2.4存或者更小）给单片机用的，显示内容简单，刷新率低都是自带控制器的；---》自带控制器
而大屏幕的（比如4.3寸，7寸或者更大）给嵌入式设备使用，显示内容复杂，刷新率高的都是不带控制器的，需要外部来提供控制器驱动信号。--》不带控制器
二、背景知识---颜色
1.颜色基础知识
（1）自然界的颜色有无限种
（2）计算机中只能显示出有限种，所以有6万色【65536】，24位色（真彩色），黑白，1位色等多种图像
（3）人眼是并不精确的颜色识别设备，分辨率不高，还要视觉暂留
（4）所有颜色可以由RGB三原色叠加组成【256*256*256】
（5）图像简单分为2种：黑白图像又称为灰度图，彩色图像
2.计算机中颜色的表示方法
（1）计算机中颜色显示的单位是像素
（2）每一个像素由1/4/8/16/24【RGB】/32等个二进制位来表示【24位：RGB，32位：ARGB--》A:表示透明度】
（3）常用：LCD1602/12864【1位色】，RGB565【16位--》6万色】，RGB888【24位--》真彩色】
3.LCD显示器编程的一般规律
（1）低层硬件接好
（2）LCD控制器一通初始化
（3）显存（framebuffer，GRAM【图像RAM】）是关键，编程的核心就是如何正确填充显存
（4）显存由LCM或者SoC一侧提供
三、本章的学习方式
1.搞清楚自己的LCD是什么类型的
本次使用的是ILI9325D
2.对比参照着看资料
1.原理图
2.LCD数据手册
ILI9325 pdf, ILI9325 Description, ILI9325 Datasheet, ILI9325 view ::: ALLDATASHEET :::
3.学会抓和放
（1）抓低层时序
（2）抓显存操作
（3）抓数据手册解读
（4）抓显存填充函数编写与调试
（5）放控制器初始化序列
四、控制器数据手册【HX8347-D】
ILI9325 pdf, ILI9325 Description, ILI9325 Datasheet, ILI9325 view ::: ALLDATASHEET :::
HX8347-D datasheet
1.基本信息
1）RGB565模式：65，536（R（5），G（6），B（5））colors
2）接口： i80 system interface with 16-bit bus w【使用16bit的接口】
3）内部的bit：240*320*18bit=1382400bit【按照显示18位最大位来计算】
实际用了240*320*16bit
2.引脚定义
1.IM：接线类型:16bit
2.NCS（chip select）：片选--引脚电平【负逻辑】
负逻辑的CS【0表示选中，1表示未选中】
3.NWR/SCL:写入数据【选中数据传输方式】
NWR:并行传输
SCL：串行传输
4.NRD：读取数据
5.nRESET：软件复位
初始化时候给ILI9325一个低电平
6.SDA：数据传输线
7.DNC_SCL:选择传输数据/命令
DNC：表示传输命令/数据
SCL：时钟周期
8.DB17-0：传输数据线
9.RCM1, RCM0
0x：x表示1或者0都可以
3.System interface circuit
4.Parallel bus system interface
5.定义引脚
如果我们不知道对应的线应该对应原理图的那一条，则对应相关代码去找
NCS【复位】--》原理图：LCD_EN--》CS【0表示未选中，1表示选中】
DNC_SCL【选择DNC还是SCL】:原理图：LCD_RS【1表示传输cmd，0表示传输数据】
NRD_E【可读接口】:原理图：LCD_CS1
NWR_RNW【可写接口】：原理图LCD_WR
DB7-0:数据传输
//TFTLCD彩屏数据控制端口定义
#define TFT_DATAPORTH P1
#define TFT_DATAPORTL P0
sbit TFT_CS = P2^7;//LCD_EN----NCS
sbit TFT_RST = P3^3;//SD-CS
sbit TFT_RS = P2^6;//LCD_RS
sbit TFT_WR = P2^5;//LCD_WR
sbit TFT_RD = P3^2;//DI6.Write to the register：写命令
void TFT_WriteRegister(unsigned char cmd){
TFT_CS=0;//原来状态为0
TFT_RD=1;//因为此时是写寄存器，所以读用不上
TFT_RS=0;//表示此时读取的是命令（cmd）
TFT_DATAPORTH=cmd>>8;//高8位
TFT_DATAPORTL=cmd;//低八位
TFT_WR=0;//准备读取数据
TFT_WR=1;//读取结束
TFT_CS=1;//记得读完后将CS拉高
}7.Write to the graphic RAM：写数据
void TFT_WriteRegister(unsigned char dat){
TFT_CS=0;//原来状态为0
TFT_RD=1;//因为此时是写寄存器，所以读用不上
TFT_RS=1;//表示此时读取的是数据
TFT_DATAPORTH=dat>>8;//高8位
TFT_DATAPORTL=dat;//低八位
TFT_WR=0;//准备读取数据
TFT_WR=1;//读取结束
TFT_CS=1;//记得读完后将CS拉高
}8.将写命令和写数据函数合并
void TFT_WriteReg(unsigned int reg,unsigned int dat){
TFT_CS=0;//原来状态为0
//写寄存器地址到IR
TFT_RD=1;//因为此时是写寄存器，所以读用不上
TFT_RS=0;//表示此时读取的是命令（cmd）
TFT_DATAPORTH=reg>>8;//高8位
TFT_DATAPORTL=reg;//低八位
TFT_WR=0;//准备读取数据
TFT_WR=1;//读取结束
//写寄存器值到该寄存器地址
TFT_RD=1;//因为此时是写寄存器，所以读用不上
TFT_RS=1;//表示此时读取的是数据
TFT_DATAPORTH=dat>>8;//高8位
TFT_DATAPORTL=dat;//低八位
TFT_WR=0;//准备读取数据
TFT_WR=1;//读取结束
TFT_CS=1;//记得读完后将CS拉高
}9.颜色数据的编码
我们采用16bit
set_TFT_8B_REG(0x17,0x05);10.Display Data GRAM;显存
1.地址计数器
2.显示模式
11.Command set：命令集
五、应用层代码分析和移植
1.写指令
//写命令
void TFT_WriteCmd(unsigned int cmd)
{
TFT_CS=0;
TFT_RD=1;
TFT_RS=0;
TFT_DATAPORTH=cmd>>8; // 高8位
TFT_DATAPORTL=cmd; // 低8位
TFT_WR=0;
TFT_WR=1;
TFT_CS=1;
}
//写数据
void TFT_WriteData(unsigned int dat)
{
TFT_CS=0;
TFT_RD=1;
TFT_RS=1;
TFT_DATAPORTH=dat>>8; // 数据高8位
TFT_DATAPORTL=dat; // 数据低8位
TFT_WR=0;;
TFT_WR=1;
TFT_CS=1;
}2.初始化
// LCD模组的初始化时序--官方代码
void TFT_Init(void)
{
TFT_RST = 1;
Delay(100);
TFT_RST = 0;
Delay(800);
TFT_RST = 1;
Delay(800);
TFT_CS = 0;
//************* Start Initial Sequence **********//
TFT_WriteCmd(0x002e);TFT_WriteData(0x0079);
TFT_WriteCmd(0x00ee);TFT_WriteData(0x000c);
//Driving ability Setting
TFT_WriteCmd(0x00ea);TFT_WriteData(0x0000);
TFT_WriteCmd(0x00eb);TFT_WriteData(0x0020);
TFT_WriteCmd(0x00ec);TFT_WriteData(0x0008);
TFT_WriteCmd(0x00ed);TFT_WriteData(0x00c4);
TFT_WriteCmd(0x00e8);TFT_WriteData(0x0040);
TFT_WriteCmd(0x00e9);TFT_WriteData(0x0038);
TFT_WriteCmd(0x00f1);TFT_WriteData(0x0001);
TFT_WriteCmd(0x00f2);TFT_WriteData(0x0010);
TFT_WriteCmd(0x0027);TFT_WriteData(0x00a3);
//Gamma 2.2 Setting
TFT_WriteCmd(0x0040);TFT_WriteData(0x0001);
TFT_WriteCmd(0x0041);TFT_WriteData(0x0007);
TFT_WriteCmd(0x0042);TFT_WriteData(0x0007);
TFT_WriteCmd(0x0043);TFT_WriteData(0x0013);
TFT_WriteCmd(0x0044);TFT_WriteData(0x0011);
TFT_WriteCmd(0x0045);TFT_WriteData(0x0024);
TFT_WriteCmd(0x0046);TFT_WriteData(0x0010);
TFT_WriteCmd(0x0047);TFT_WriteData(0x0057);
TFT_WriteCmd(0x0048);TFT_WriteData(0x0009);
TFT_WriteCmd(0x0049);TFT_WriteData(0x0014);
TFT_WriteCmd(0x004a);TFT_WriteData(0x0019);
TFT_WriteCmd(0x004b);TFT_WriteData(0x0019);
TFT_WriteCmd(0x004c);TFT_WriteData(0x0016);
TFT_WriteCmd(0x0050);TFT_WriteData(0x001b);
TFT_WriteCmd(0x0051);TFT_WriteData(0x002e);
TFT_WriteCmd(0x0052);TFT_WriteData(0x002c);
TFT_WriteCmd(0x0053);TFT_WriteData(0x0038);
TFT_WriteCmd(0x0054);TFT_WriteData(0x0038);
TFT_WriteCmd(0x0055);TFT_WriteData(0x003e);
TFT_WriteCmd(0x0056);TFT_WriteData(0x002a);
TFT_WriteCmd(0x0057);TFT_WriteData(0x006f);
TFT_WriteCmd(0x0058);TFT_WriteData(0x0009);
TFT_WriteCmd(0x0059);TFT_WriteData(0x0006);
TFT_WriteCmd(0x005a);TFT_WriteData(0x0006);
TFT_WriteCmd(0x005b);TFT_WriteData(0x000b);
TFT_WriteCmd(0x005c);TFT_WriteData(0x0016);
TFT_WriteCmd(0x005d);TFT_WriteData(0x00cc);
//Power Voltage Setting
TFT_WriteCmd(0x001b);TFT_WriteData(0x001b);
TFT_WriteCmd(0x001a);TFT_WriteData(0x0001);
TFT_WriteCmd(0x0024);TFT_WriteData(0x0029);
TFT_WriteCmd(0x0025);TFT_WriteData(0x0057);
//****VCOM offset**///
TFT_WriteCmd(0x0023);TFT_WriteData(0x008a);
//Power on Setting
TFT_WriteCmd(0x0018);TFT_WriteData(0x0036);
TFT_WriteCmd(0x0019);TFT_WriteData(0x0001);
TFT_WriteCmd(0x0001);TFT_WriteData(0x0000);
TFT_WriteCmd(0x001f);TFT_WriteData(0x0088);
Delay(5);
TFT_WriteCmd(0x001f);TFT_WriteData(0x0080);
Delay(5);
TFT_WriteCmd(0x001f);TFT_WriteData(0x0090);
Delay(5);
TFT_WriteCmd(0x001f);TFT_WriteData(0x00d0);
Delay(5);
//262k/65k color selection
TFT_WriteCmd(0x0017);TFT_WriteData(0x0005);
//SET PANEL
TFT_WriteCmd(0x0036);TFT_WriteData(0x0000);
//Display ON Setting
TFT_WriteCmd(0x0028);TFT_WriteData(0x0038);
Delay(40);
TFT_WriteCmd(0x0028);TFT_WriteData(0x003c);
//Set GRAM Area
TFT_WriteCmd(0x0002);TFT_WriteData(0x0000);
TFT_WriteCmd(0x0003);TFT_WriteData(0x0000);
TFT_WriteCmd(0x0004);TFT_WriteData(0x0000);
TFT_WriteCmd(0x0005);TFT_WriteData(0x00ef);
TFT_WriteCmd(0x0006);TFT_WriteData(0x0000);
TFT_WriteCmd(0x0007);TFT_WriteData(0x0000);
TFT_WriteCmd(0x0008);TFT_WriteData(0x0001);
TFT_WriteCmd(0x0009);TFT_WriteData(0x003f);
TFT_WriteCmd(0x22);
}
3.颜色显示的位置
// 本函数用来告诉内部的显存偏移量指针，我们当前要操作的颜色数据是对应哪一个像素的
void TFT_SetWindow(unsigned int xStart,unsigned int yStart,unsigned int xEnd,unsigned int yEnd)
{
//HX8347-D
//起始x位
TFT_WriteCmd(0x02);TFT_WriteData(xStart>>8); //高8位
TFT_WriteCmd(0x03);TFT_WriteData(xStart); //低8位
//起始y位
TFT_WriteCmd(0x04);TFT_WriteData(xEnd>>8);
TFT_WriteCmd(0x05);TFT_WriteData(xEnd);
//结束x位
TFT_WriteCmd(0x06);TFT_WriteData(yStart>>8);
TFT_WriteCmd(0x07);TFT_WriteData(yStart);
//结束y位
TFT_WriteCmd(0x08);TFT_WriteData(yEnd>>8);
TFT_WriteCmd(0x09);TFT_WriteData(yEnd);
// 最后这个0x22是为了配合SetWindow之后 TFT_WriteData传输的那些个【相当于将显示器的开关打开】
// 颜色数据来显示的。
TFT_WriteCmd(0x22);
}4.填充入颜色（清屏）
void TFT_ClearScreen(unsigned char color){
unsigned int x,y;
//设置屏幕将来要显示的范围
TFT_SetWindow(0,0,TFT_XMAX,TFT_YMAX);
for(y=0;y5.颜色定义
// 颜色定义
#define WHITE 0xffff
#define BLACK 0x0000
#define RED 0xF800//R(5)G(6)B(5)-->R为1，G和B为0
#define GREEN 0x07e0
#define BLUE 0x001f
6.简单显存操纵之画点/线
1.画一个点
//往(x,y)坐标位置画一个点
void GUI_DrawDot(uint x,uint y,uint color){
uchar i=0;
//起始和终止位置一样，表示一个点
//初始化要开始画的位置
TFT_SetWindow(x,y,x,y);
//将颜色填入
TFT_WriteData(color);
//点的大小是3*3
TFT_SetWindow(x-1,y-1,x+1,y+1);
for(i=0;i<9;i++){
TFT_WriteData(color);
}
//点的大小是5*5
TFT_SetWindow(x-2,y-2,x+2,y+2);
for(i=0;i<25;i++){
TFT_WriteData(color);
}
}2.画一条横线
//横线
//往(x,y)坐标位置画一条横线，长度是l，颜色是color
void GUI_DrawLineX(uint x,uint y,uint l,uint color){
uchar i=0;
//一条线
TFT_SetWindow(x,y,x+l,y);
//三条线
TFT_SetWindow(x,y+1,x+l,y+1);
for(i=0;i3.画一条竖线
//竖线
//往(x,y)坐标位置画一条竖线，长度是l，颜色是color
void GUI_DrawLineY(uint x,uint y,uint l,uint color){
uchar i=0;
//一条线
TFT_SetWindow(x,y,x,y+l);
for(i=0;i4.画一个十字架
//往(x,y)坐标为中心点画一个十字，长度为1，颜色为color
void GUI_DrawShiZi(uint x,uint y,uint l,uint color){
uchar i=0;
//先画横线
TFT_SetWindow(x-l/2,y,x+l/2,y);
for(i=0;i7.LCD显示之写字
注意点：
1）一个汉字对应2个字节，所以我们设置
// ------------------ 汉字字模的数据结构定义 ------------------------ //
struct Cn32CharTypeDef // 汉字字模数据结构
{
unsigned char Index[2]; // 汉字内码索引,一个汉字占两个字节
unsigned char Msk[116]; // 点阵码数据(32*29/8)
};/
// 汉字字模表,大小为：32*29 //
// 汉字库: 宋体二号,横向取模左高位,数据排列:从左到右从上到下 //
/
code struct Cn32CharTypeDef const CnChar32x29[]=
{
/*-- 文字: 普 --*/
/*-- 宋体22; 此字体下对应的点阵为：宽x高=30x29 --*/
/*-- 宽度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=32x29 --*/
"普",0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x38,0x00,0x00,0x78,0x3C,0x00,0x00,0x3C,0x78,0x00,
0x00,0x3C,0x70,0xC0,0x00,0x1C,0xE1,0xE0,0x1F,0xFF,0xFF,0xF0,0x00,0x1C,0xE3,0x00,
0x0E,0x1C,0xE7,0xC0,0x07,0x9C,0xE7,0x80,0x03,0xDC,0xEF,0x00,0x03,0xDC,0xEE,0x00,
0x01,0xDC,0xFC,0x60,0x00,0x9C,0xF9,0xF0,0x7F,0xFF,0xFF,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x01,0xC0,0x0E,0x00,0x01,0xFF,0xFF,0x00,0x01,0xC0,0x0E,0x00,0x01,0xC0,0x0E,0x00,
0x01,0xC0,0x0E,0x00,0x01,0xFF,0xFE,0x00,0x01,0xC0,0x0E,0x00,0x01,0xC0,0x0E,0x00,
0x01,0xC0,0x0E,0x00,0x01,0xFF,0xFE,0x00,0x01,0xC0,0x0E,0x00,0x01,0xC0,0x0E,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,
/*-- 文字: 中 --*/
/*-- 宋体22; 此字体下对应的点阵为：宽x高=30x29 --*/
/*-- 宽度不是8的倍数，现调整为：宽度x高度=32x29 --*/
"中",0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x01,0x80,0x1F,0xFF,0xFF,0xE0,
0x1F,0xFF,0xFF,0xE0,0x1E,0x07,0x01,0xC0,0x1E,0x07,0x01,0xC0,0x1E,0x07,0x01,0xC0,
0x1E,0x07,0x01,0xC0,0x1E,0x07,0x01,0xC0,0x1E,0x07,0x01,0xC0,0x1F,0xFF,0xFF,0xC0,
0x1F,0xFF,0xFF,0xC0,0x1E,0x07,0x01,0xC0,0x1C,0x07,0x01,0x80,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,
}//写出汉字大小为:32*29
void GUI_Write32CnChar(uint x, uint y, uchar *p, uint wordColor, uint backColor){
unsigned char i,j,wordNum;//wordNum：表示一共要显示的数字个数
unsigned int color;
while(*p!='\0'){
//先确定要写的位置
TFT_SetWindow(x,y,x+31,y+28);
for(wordNum=0;wordNum<20;wordNum++){
//因为一个汉字对应两个编码，我们要确定这个编码和字是否可以对应上
if((CnChar32x29[wordNum].Index[0]==*p)
&&
(CnChar32x29[wordNum].Index[1]==*(p+1)))
{
//表示此时对应上，则可以开始读取116个字模
for(i=0;i<116;i++){
//读取每一位字模(一位8bit）
color=CnChar32x29[wordNum].Msk[i];
//将这一位数据读出来，然后判断8位bit是1还是0
for(j=0;i<8;j++){
if(color&0x80){
//进入，则表示此为bit为1,则这个位置是有汉字要显示
TFT_WriteData(wordColor);
}else{
//表示这个位置没有汉字显示，则设置为背景色
TFT_WriteData(backColor);
}
//因为我们是从高位开始读取，所以要将数据向左移动一位
color<<=1;
}
}
}
}
}
}8.LCD显示图像
1.用Image2LCD获取图像头文件
Image to LCD
选择：320*240
PC机上图片默认32位：8位R,8位G，8位B，8位透明
2.写绘图函数
1）图像出来的编码，i是低8位，i+1是高8位
2）设置显示范围的时候，注意左闭右开
//在（x，y）为左上角的位置上绘图
void GUI_DrawPicture(uint x,uint y,uchar *pPic,uint width,uint height){
uint i;
//注意开闭区间问题【我们是32*29---》31*28】，所以结尾要分别-1
TFT_SetWindow(x+0,y+0,x+width-1,y+height-1);
//因为我们是16bit分为2字节发送，所以我们应该2个为一组发送
//width*height*2:图片的编码数组
for(i=0;i