STM32使用软件SPI协议操作TFT18彩屏

时间记录：2024/2/20

一、SPI协议介绍

SPI设备连接
（1）SPI设备通过4根线进行通信，CS片选线，选择从设备，SCK时钟线，由主设备产生时钟，主机MOSI线连从机MISO线，由主机向从机发送信息，主机MISO线连接从机MOSI线，由从机向主机发送信息
（2）SPI分为4种通信方式
模式0：CPOL=0，CPHA=0，空闲时SCK时钟线为低电平，在奇数边沿进行数据采集，在偶数边沿时进行数据变换，数据采集在上升沿，数据变换在下降沿
模式0
模式1：CPOL=0，CPHA=1，空闲时SCK时钟为低电平，在偶数边沿进行数据采集，在奇数边沿时进行数据变换，数据采集在下降沿，数据变换在上升沿
模式2：CPOL=1，CPHA=0，空闲时SCK时钟为高电平，在奇数边沿进行数据采集，在偶数边沿时进行数据变换，数据采集在下降沿，数据变换在上升沿
模式3：CPOL=1，CPHA=1，空闲时SCK时钟为高电平，在偶数边沿进行数据采集，在奇数边沿时进行数据变换，数据采集在上升沿，数据变换在下降沿
（3）常用的模式是0和3，具体的操作要根据从机模块的数据手册进行选择

二、tft18显示屏介绍

（1）引脚介绍（1.8寸TFT18显示屏，驱动为ST7735）

引脚介绍
GND电源地
VCC电源线
SCL时钟线
SDA数据输入线
RES复位线，低电平复位
DC命令/数据选择线，低电平选择命令寄存器，高电平选择数据寄存器
CS片选线，低电平选中
BL背光线，可通过PWM控制背光亮度，默认高电平全亮

（2）SPI模式，模式3，在上升沿采集数据，下降沿更改数据
SPI模式

三、示例代码

（1）头文件

#ifndef __TFT18_H__
#define __TFT18_H__
#include <stm32f10x.h>
#include "delay.h"

#define LCD_WIDTH       128
#define LCD_HEIGHT      160
#define LCDXOFFSET      1
#define LCDYOFFSET      0

#define LCD_RCC         RCC_APB2Periph_GPIOA
#define LCD_GPIO        GPIOA
#define LCD_SCL_PIN     GPIO_Pin_0
#define LCD_SDA_PIN     GPIO_Pin_1
#define LCD_RES_PIN     GPIO_Pin_2
#define LCD_DC_PIN      GPIO_Pin_3
#define LCD_CS_PIN      GPIO_Pin_4

#define SET_SCL         GPIO_SetBits(LCD_GPIO,LCD_SCL_PIN);
#define SET_SDA         GPIO_SetBits(LCD_GPIO,LCD_SDA_PIN);
#define SET_RES         GPIO_SetBits(LCD_GPIO,LCD_RES_PIN);
#define SET_DC          GPIO_SetBits(LCD_GPIO,LCD_DC_PIN);
#define SET_CS          GPIO_SetBits(LCD_GPIO,LCD_CS_PIN);

#define RESET_SCL       GPIO_ResetBits(LCD_GPIO,LCD_SCL_PIN);
#define RESET_SDA       GPIO_ResetBits(LCD_GPIO,LCD_SDA_PIN);
#define RESET_RES       GPIO_ResetBits(LCD_GPIO,LCD_RES_PIN);
#define RESET_DC        GPIO_ResetBits(LCD_GPIO,LCD_DC_PIN);
#define RESET_CS        GPIO_ResetBits(LCD_GPIO,LCD_CS_PIN);

//颜色显示565，RGB888ToRGB565：R取高5位，G取中间6位，B取低5位
#define TFT_BLACK       0x0000//黑色
#define TFT_WHITE       0xFFFF//白色
#define TFT_RED         0xF800//红色
#define TFT_GREEN       0x07E0//绿色
#define TFT_BLUE        0x001F//蓝色
#define TFT_YELLOW      0xFFE0//黄色

#define STR_MAX_COUNT   16

void vTft18Init(void);//显示屏初始化
void vTft18Clear(void);//清屏函数
void vTft18ShowStr(u8 row,u8 col,u16 bkColor,u16 color,const char *fmt,...);//显示字符串
void vTft18DrawPic(void);//绘制图片

#endif

（2）源文件

#include "tft18.h"
#include "tft18_font.h"
#include "img.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

//初始化GPIO口
static void vGpioInit(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(LCD_RCC,ENABLE);//使能时钟
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = LCD_SCL_PIN | LCD_SDA_PIN | LCD_RES_PIN | LCD_DC_PIN | LCD_CS_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(LCD_GPIO,&GPIO_InitStruct);//初始化GPIO口
    
    vDelayInit();
}

//复位LCD，低电平>10us，高电平大于120ms
static void vTft18Reset(void)
{
    SET_RES;
    vDelayMs(10);
    RESET_RES;
    vDelayMs(10);
    SET_RES;
    vDelayMs(150);
}

//写命令：DC=0
static void vWriteCmd(u8 data)
{
    RESET_CS;
    RESET_DC;//写命令
    
    for(u8 i=0;i<8;i++){//发送命令，高位先发
        if(data & 0x80){
            SET_SDA;
        }else{
            RESET_SDA;
        }
        RESET_SCL;
        SET_SCL;//产生上升沿将数据发送出去
        data <<= 1;
    }
    SET_CS;//拉高选择线空闲状态
}

//写数据：DC=1
static void vWriteData(u8 data)
{
    RESET_CS;
    SET_DC;//写数据
    
    for(u8 i=0;i<8;i++){//发送命令，高位先发
        if(data & 0x80){
            SET_SDA;
        }else{
            RESET_SDA;
        }
        RESET_SCL;
        SET_SCL;//产生上升沿将数据发送出去
        data <<= 1;
    }
    SET_CS;//拉高选择线空闲状态
}

//写16位颜色数据
static void vWriteU16Data(u16 data)
{
    vWriteData(data >> 8);
    vWriteData(data & 0xFF);
}

//初始化参数设置
static void vTft18InitParameter(void)
{
    vWriteCmd(0x11);//退出睡眠模式
    
//    vWriteCmd(0xB1);
//    vWriteData(0x05);
//    vWriteData(0x3C);
//    vWriteData(0x3C);
//    
//    vWriteCmd(0xB2);
//    vWriteData(0x05);
//    vWriteData(0x3C);
//    vWriteData(0x3C);
//    
//    vWriteCmd(0xB3);
//    vWriteData(0x05);
//    vWriteData(0x3C);
//    vWriteData(0x3C);
//    vWriteData(0x05);
//    vWriteData(0x3C);
//    vWriteData(0x3C);
//    
//    vWriteCmd(0xB4);
//    vWriteData(0x03);
//    
//    vWriteCmd(0xC0);
//    vWriteData(0x28);
//    vWriteData(0x08);
//    vWriteData(0x04);
//    
//    vWriteCmd(0xC1);
//    vWriteData(0xC0);
//    
//    vWriteCmd(0xC2);
//    vWriteData(0x0D);
//    vWriteData(0x00);
//    
//    vWriteCmd(0xC3);
//    vWriteData(0x8D);
//    vWriteData(0x2A);
//    
//    vWriteCmd(0xC4);
//    vWriteData(0x8D);
//    vWriteData(0xEE);
//    
//    vWriteCmd(0xC5);
//    vWriteData(0x1A);
    
    vWriteCmd(0x36);//显存控制
    vWriteData(0xC0);//设置显存指针自动移动的方向为从左到右，从上到下，颜色数据格式为RGB
    
//    vWriteCmd(0xE0);
//    vWriteData(0x04);
//    vWriteData(0x22);
//    vWriteData(0x07);
//    vWriteData(0x0A);
//    vWriteData(0x2E);
//    vWriteData(0x30);
//    vWriteData(0x25);
//    vWriteData(0x2A);
//    vWriteData(0x28);
//    vWriteData(0x26);
//    vWriteData(0x2E);
//    vWriteData(0x3A);
//    vWriteData(0x00);
//    vWriteData(0x01);
//    vWriteData(0x03);
//    vWriteData(0x13);
//    
//    vWriteCmd(0xE1);
//    vWriteData(0x04);
//    vWriteData(0x16);
//    vWriteData(0x06);
//    vWriteData(0x0D);
//    vWriteData(0x2D);
//    vWriteData(0x26);
//    vWriteData(0x23);
//    vWriteData(0x27);
//    vWriteData(0x27);
//    vWriteData(0x25);
//    vWriteData(0x2D);
//    vWriteData(0x3B);
//    vWriteData(0x00);
//    vWriteData(0x01);
//    vWriteData(0x04);
//    vWriteData(0x13);
    
    vWriteCmd(0x3A);//设置颜色格式
    vWriteData(0x05);//设置颜色格式为16bit
    
    vWriteCmd(0x29);//开启显示
}

//x：128
//y：160
//显示范围[xEnd-xStart,yEnd-yStart]，[1-128,1,160]
static void vSetAddr(u8 xStart,u8 yStart,u8 xEnd,u8 yEnd)
{
    //设置显示RAM范围
    vWriteCmd(0x2A);//xMax：128，设置列显示的起始和结束地址
    vWriteData(0x00);//此位无效
    vWriteData(xStart+LCDXOFFSET);//此位有效
    vWriteData(0x00);//此位无效
    vWriteData(xEnd+LCDXOFFSET);//此位有效
    
    vWriteCmd(0x2B);//yMax：160，设置行显示的起始和结束地址
    vWriteData(0x00);//此位无效
    vWriteData(yStart+LCDYOFFSET);//此位有效
    vWriteData(0x00);//此位无效
    vWriteData(yEnd+LCDYOFFSET);//此位有效
    
    vWriteCmd(0x2C);//开始向设定的区域填充颜色
}

void vTft18Init(void)
{
    vGpioInit();
    
    vTft18Reset();
    
    vTft18InitParameter();
}

void vTft18Clear(void)
{
    vSetAddr(1,1,LCD_WIDTH,LCD_HEIGHT);//设置显示范围
    for(u8 col=0;col<LCD_WIDTH;col++){
        for(u8 row=0;row<LCD_HEIGHT;row++){
            vWriteU16Data(TFT_BLUE);
        }
    }
}

void vTft18ShowStr(u8 row,u8 col,u16 bkColor,u16 color,const char *fmt,...)
{    
    char tempStr[STR_MAX_COUNT];
    memset(tempStr,0,sizeof(tempStr));
    
    //拼接不定参数
    va_list vaList;
    va_start(vaList,fmt);
    vsnprintf(tempStr,STR_MAX_COUNT,fmt,vaList);
    va_end(vaList);
    
    //进行显示
    int len = strlen(tempStr);
    vSetAddr(col,(row-1)*16+1,8*len+col-1,row*16);
    
    //显示点，从xStart-xEnd xStart+1-xEnd+1 ... xStart+yEnd-xEnd+yEnd
    for(int currRow= 0;currRow<16;currRow++){//当前行，16行
        for(int k=0;k<len;k++){
            int index = tempStr[k]-' ';
            for(int currCol=0;currCol<8;currCol++){//当前列，8列
                if((char8x16[index][currRow] << currCol) &0x80)
                    vWriteU16Data(color);
                else
                    vWriteU16Data(bkColor);
            }
        }
    }
}

void vTft18DrawPic(void)
{
    vSetAddr(1,1,LCD_WIDTH,LCD_HEIGHT);
    
    for(int index =0;index<LCD_WIDTH*LCD_HEIGHT*2;index+=2){
        vWriteU16Data((image[index] << 8) + image[index+1]);
    }
}

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