使用SPI驱动串行LCD的驱动实现(STM32F4)

2024-05-13 08:26:04
开发
23

概述

1. 硬件介绍

1.1 ST7796-LCD

1.2 MCU IO与LCD PIN对应关系

2 功能实现

2.1 使用STM32Cube配置Project

源代码下载地址：

https://gitee.com/mftang/stm32_open_test_proj/tree/master/stm32_f407_lcd_proj/UserCode/lcd_drv

测试视频：

使用SPI驱动串行LCD的驱动实现(STM32F4)

概述

本文主要讲述使用STM32硬件SPI接口驱动ST7796-LCD，主控MCU为STM32F407芯片。笔者详细介绍整个驱动的实现过程，并使用STM32Cube生成一个工程，测试驱动程序的功能。

1. 硬件介绍

1.1 ST7796-LCD

LCD的PIN引脚功能介绍

序号	模块引脚	引脚说明
1	VCC	屏电源正
2	GND	屏电源地
3	LCD_CS	液晶屏片选控制信号，低电平有效
4	LCD_RST	液晶屏复位控制信号，低电平复位
5	LCD_RS	液晶屏命令/数据选择控制信号高电平：数据，低电平：命令
6	SDI(MOSI)	SPI总线写数据信号（SD卡和液晶屏共用）
7	SCK	SPI总线时钟信号（SD卡和液晶屏共用）
8	LED	液晶屏背光控制信号（如需要控制，请接引脚，如不需要控制，可以不接）
9	SDO(MISO)	SPI总线读数据信号（SD卡和液晶屏共用）
10	CTP_SCL	电容触摸屏IIC总线时钟信号（无触摸屏的模块不需连接）
11	CTP_RST	电容触摸屏复位控制信号，低电平复位（无触摸屏的模块不需连接）
12	CTP_SDA	电容触摸屏IIC总线数据信号（无触摸屏的模块不需连接）
13	CTP_INT	电容触摸屏IIC总线触摸中断信号，产生触摸时，输入低电平到主控（无触摸屏的模块不需连接）
14	SD_CS	SD卡片选控制信号，低电平有效（不使用SD卡功能，可不接）

实体LCD Port对应关系如下图所示

1.2 MCU IO与LCD PIN对应关系

STM32 PIN引脚	LCD PIN引脚
PB5-MOSI	MOSI
PB4-MISO	MISO
PB3-SCK	SCK
PB6	CS
PB9	RST
PB8	RS

2 功能实现

2.1 使用STM32Cube配置Project

1) 配置SPI接口

SPI的参数

2）配置LCD的控制引脚

3）使能外部晶振

2.2 STM32Cube生成工程

使用STM32Cube生成工程，并创建两个目录

User/lcd_drv 驱动文件目录

User/test 测试文件目录

3 代码实现

3.1 SPI接口实现

在spi.c文件中实现读写接口函数，具体实现如下：

/* USER CODE BEGIN 1 */

void hal_spi_writebyte( uint8_t byte )
{
    uint8_t buff[1];
    
    buff[0] = byte;
    HAL_SPI_Transmit( &hspi3, buff, 1, 1000);
}

uint8_t hal_spi_readbyte(void)
{
    uint8_t buff[1];
    
    buff[0] = 0xff;
    return HAL_SPI_Receive( &hspi3, buff, 1, 1000);
}

/* USER CODE END 1 */

3.2 LCD驱动程序实现

创建lcd_drv.c实现驱动程序，lcd_spi.c实现和MCU之间的驱动接口

1）lcd_drv.c 程序实现

#include "lcd_drv.h"
#include "lcd_spi.h"

_lcd_dev lcddev;

void LCD_WR_REG(uint8_t data)
{ 
    LCD_CS_CLR;
    LCD_RS_CLR; 
    
    SPI_WriteByte(data);
    LCD_CS_SET;
}

void LCD_WR_DATA(uint8_t data)
{
    LCD_CS_CLR;
    LCD_RS_SET;
    SPI_WriteByte(data);
    LCD_CS_SET;
}

uint8_t LCD_RD_DATA(void)
{
    uint8_t data;
    
    LCD_CS_CLR;
    LCD_RS_SET;
    data = SPI_ReadByte();
    LCD_CS_SET;
    
    return data;
}

void LCD_WriteReg(uint8_t LCD_Reg, uint16_t LCD_RegValue)
{
    LCD_WR_REG(LCD_Reg);  
    LCD_WR_DATA(LCD_RegValue); 
}

uint8_t LCD_ReadReg(uint8_t LCD_Reg)
{
    LCD_WR_REG(LCD_Reg);
    return LCD_RD_DATA();
}

void LCD_WriteRAM_Prepare(void)
{
    LCD_WR_REG(lcddev.wramcmd);
}

void Lcd_WriteData_16Bit(uint16_t Data)
{
    LCD_CS_CLR;
    LCD_RS_SET;
    SPI_WriteByte(Data>>8);
    SPI_WriteByte(Data);
    LCD_CS_SET;
}

uint16_t Lcd_ReadData_16Bit(void)
{
    uint16_t r,g;
    
    LCD_CS_CLR;
    LCD_RS_CLR;
    
    SPI_WriteByte(lcddev.rramcmd);
    LCD_RS_SET;
    SPI_ReadByte();
    r = SPI_ReadByte();
    g = SPI_ReadByte();
    LCD_CS_SET;
    r<<=8;
    r|=g;
    
    return r;
}

void LCD_DrawPoint(uint16_t x,uint16_t y, uint16_t color)
{
    LCD_SetCursor(x,y);
    Lcd_WriteData_16Bit(color); 
}

uint16_t LCD_ReadPoint(uint16_t x,uint16_t y)
{
    uint16_t color;
    
    LCD_SetCursor(x,y);
    color = Lcd_ReadData_16Bit();
    
    return color;
}

void LCD_Clear(uint16_t Color)
{
    uint16_t i,m; 
    
    LCD_SetWindows(0,0,lcddev.width-1,lcddev.height-1);
    
    LCD_CS_CLR;
    LCD_RS_SET;
    
    for(i=0;i<lcddev.height;i++)
    {
        for(m=0;m<lcddev.width;m++)
        {
            SPI_WriteByte(Color>>8);
            SPI_WriteByte(Color);
        }
    }
    LCD_CS_SET;
} 

void LCD_SetWindows(uint16_t xStar, uint16_t yStar,uint16_t xEnd,uint16_t yEnd)
{
    LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);
    LCD_WR_DATA(xStar>>8);
    LCD_WR_DATA(0x00FF&xStar);
    LCD_WR_DATA(xEnd>>8);
    LCD_WR_DATA(0x00FF&xEnd);

    LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);
    LCD_WR_DATA(yStar>>8);
    LCD_WR_DATA(0x00FF&yStar);
    LCD_WR_DATA(yEnd>>8);
    LCD_WR_DATA(0x00FF&yEnd);

    LCD_WriteRAM_Prepare();
} 

void LCD_SetCursor(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos)
{
    LCD_SetWindows(Xpos,Ypos,Xpos,Ypos);
}

void LCD_direction(uint8_t direction)
{ 
    lcddev.setxcmd=0x2A;
    lcddev.setycmd=0x2B;
    lcddev.wramcmd=0x2C;
    lcddev.rramcmd=0x2E;
    lcddev.dir = direction%4;
    
    switch(lcddev.dir){  
        case 0:
            lcddev.width=LCD_W;
            lcddev.height=LCD_H;
            LCD_WriteReg(0x36,(1<<3)|(1<<6));
        break;
        
        case 1:
            lcddev.width=LCD_H;
            lcddev.height=LCD_W;
            LCD_WriteReg(0x36,(1<<3)|(1<<5));
        break;
        
        case 2:
            lcddev.width=LCD_W;
            lcddev.height=LCD_H;
            LCD_WriteReg(0x36,(1<<3)|(1<<7));
        break;
        
        case 3:
            lcddev.width=LCD_H;
            lcddev.height=LCD_W;
            LCD_WriteReg(0x36,(1<<3)|(1<<7)|(1<<6)|(1<<5));
        break;
        default:break;
    }
} 

uint16_t LCD_Read_ID(void)
{
    uint8_t i,val[3] = {0};

    LCD_WR_REG(0xF0);     // Command Set Control
    LCD_WR_DATA(0xC3);   

    LCD_WR_REG(0xF0);     
    LCD_WR_DATA(0x96);  
    LCD_CS_CLR;

    for(i=1;i<4;i++)
    {
        LCD_RS_CLR;	  
        SPI_WriteByte(0xFB);
        LCD_RS_SET;
        SPI_WriteByte(0x10+i);
        LCD_RS_CLR;	  
        SPI_WriteByte(0xD3);
        LCD_RS_SET;
        val[i-1] = SPI_ReadByte();
        LCD_RS_CLR;	  
        SPI_WriteByte(0xFB);
        LCD_RS_SET;
        SPI_WriteByte(0x00);
    }
    
    LCD_CS_SET;
    LCD_WR_REG(0xF0);     // Command Set Control
    LCD_WR_DATA(0x3C);   
    LCD_WR_REG(0xF0);     
    LCD_WR_DATA(0x69);  
    lcddev.id=val[1];
    lcddev.id<<=8;
    lcddev.id|=val[2];

    return lcddev.id;
}

void LCD_RESET(void)
{
    LCD_RST_CLR;
    lcd_delay_us(100);
    LCD_RST_SET;
    lcd_delay_us(50);
}

void LCD_Init(void)
{  
    LCD_RESET();          //LCD
    //*************3.5 ST7796S IPS
    LCD_WR_REG(0x11);     

    lcd_delay_us(120);    //Delay 120ms
    lcd_delay_us(120);    //Delay 120ms

    LCD_WR_REG(0x36);     // Memory Data Access Control MY,MX~~
    LCD_WR_DATA(0x48);   

    LCD_WR_REG(0x3A);     
    LCD_WR_DATA(0x55);   

    LCD_WR_REG(0xF0);     // Command Set Control
    LCD_WR_DATA(0xC3);   

    LCD_WR_REG(0xF0);     
    LCD_WR_DATA(0x96);   

    LCD_WR_REG(0xB4);     
    LCD_WR_DATA(0x01);   

    LCD_WR_REG(0xB7);     
    LCD_WR_DATA(0xC6);   

    //LCD_WR_REG(0xB9);     
    //LCD_WR_DATA(0x02);
    //LCD_WR_DATA(0xE0);

    LCD_WR_REG(0xC0);     
    LCD_WR_DATA(0x80);   
    LCD_WR_DATA(0x45);   

    LCD_WR_REG(0xC1);     
    LCD_WR_DATA(0x13);   //18  //00

    LCD_WR_REG(0xC2);     
    LCD_WR_DATA(0xA7);   

    LCD_WR_REG(0xC5);     
    LCD_WR_DATA(0x0A);   

    LCD_WR_REG(0xE8);     
    LCD_WR_DATA(0x40);
    LCD_WR_DATA(0x8A);
    LCD_WR_DATA(0x00);
    LCD_WR_DATA(0x00);
    LCD_WR_DATA(0x29);
    LCD_WR_DATA(0x19);
    LCD_WR_DATA(0xA5);
    LCD_WR_DATA(0x33);

    LCD_WR_REG(0xE0);
    LCD_WR_DATA(0xD0);
    LCD_WR_DATA(0x08);
    LCD_WR_DATA(0x0F);
    LCD_WR_DATA(0x06);
    LCD_WR_DATA(0x06);
    LCD_WR_DATA(0x33);
    LCD_WR_DATA(0x30);
    LCD_WR_DATA(0x33);
    LCD_WR_DATA(0x47);
    LCD_WR_DATA(0x17);
    LCD_WR_DATA(0x13);
    LCD_WR_DATA(0x13);
    LCD_WR_DATA(0x2B);
    LCD_WR_DATA(0x31);

    LCD_WR_REG(0xE1);
    LCD_WR_DATA(0xD0);
    LCD_WR_DATA(0x0A);
    LCD_WR_DATA(0x11);
    LCD_WR_DATA(0x0B);
    LCD_WR_DATA(0x09);
    LCD_WR_DATA(0x07);
    LCD_WR_DATA(0x2F);
    LCD_WR_DATA(0x33);
    LCD_WR_DATA(0x47);
    LCD_WR_DATA(0x38);
    LCD_WR_DATA(0x15);
    LCD_WR_DATA(0x16);
    LCD_WR_DATA(0x2C);
    LCD_WR_DATA(0x32);


    LCD_WR_REG(0xF0);     
    LCD_WR_DATA(0x3C);   

    LCD_WR_REG(0xF0);     
    LCD_WR_DATA(0x69);   

    lcd_delay_us(120);

    LCD_WR_REG(0x21);     

    LCD_WR_REG(0x29); 

    LCD_direction(USE_HORIZONTAL);
    LCD_Clear(DARKBLUE);
}


/* End of this file */

2）lcd_spi.c 程序实现

#include "lcd_spi.h"

#if !IO_SPI
#include "spi.h"
#endif


void lcd_gpio_init(void)
{
#if IO_SPI
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();


  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LCD_GPIO_PORT, lcd_sck_Pin|lcd_mosi_Pin|lcd_cs_Pin|lcd_rs_Pin
                                   |lcd_rst_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pins : PBPin PBPin PBPin PBPin
                           PBPin */
  GPIO_InitStruct.Pin = lcd_sck_Pin|lcd_mosi_Pin|lcd_cs_Pin|lcd_rs_Pin
                          |lcd_rst_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LCD_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : PtPin */
  GPIO_InitStruct.Pin = lcd_miso_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(lcd_miso_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
#endif

}

void lcd_delay_us(uint32_t us)
{
    uint32_t i=0;
    
    while(us--){
        for(i=0;i<1000;i++);
    }
}

void SPI_WriteByte(uint8_t Byte)
{
#if IO_SPI
    uint8_t i=0;
    
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if(Byte&0x80)
        {
            SPI_MOSI_SET;
        }
        else
        {
            SPI_MOSI_CLR;
        }
        SPI_SCLK_CLR;
        SPI_SCLK_SET;
        Byte<<=1;
    }
#else
    hal_spi_writebyte( Byte );
#endif
} 

uint8_t SPI_ReadByte(void)
{
#if IO_SPI
    uint8_t value=0,i=0,byte=0xFF;

    for(i=0;i<8;i++)
    {
        value<<=1;
        if(byte&0x80)
        {
            SPI_MOSI_SET;
        }
        else
        {
            SPI_MOSI_CLR;
        }
        byte<<=1;
        SPI_SCLK_CLR;
        lcd_delay_us(100);
        if(SPI_MISO_READ)
        {
            value += 1;
        }
        
        SPI_SCLK_SET;
        lcd_delay_us(100);
    }
    return value;
#else
    return hal_spi_readbyte();
#endif
}

3.3 测试程序实现

创建lcd_test.c文件，编写测试程序

4 测试

在如下文件中调用测试程序，其主要实现每隔1s时间刷新屏幕的颜色。

详细代码：

void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
   int count;
   LCD_Init();
   LCD_Read_ID();
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
    if(count%1000 == 0)
    {
        lcd_test();
    }
    count++;
  }
  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

运行结果如下：

原文地址:https://blog.csdn.net/mftang/article/details/138587100 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1789814329613357056.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

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