前言

一、TFT LCD简介

二、液晶屏的信号线与8080 接口

三、TFTLCD 模块的使用流程

四、软件设计

4.1、常用的LCD函数

4.1.1、LCD地址结构体

4.1.2、清屏函数：void LCD_Clear(u16 color)

4.1.3、填充函数：void LCD_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 color)

4.1.4、填充指定的颜色函数：void LCD_Color_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 *color)

4.1.5、画线函数：void LCD_DrawLine(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)

4.1.6、画矩形函数：void LCD_DrawRectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)

4.1.7、画圆函数：void LCD_Draw_Circle(u16 x0, u16 y0, u8 r)

4.1.8、显示字符函数：void LCD_ShowChar(u16 x, u16 y, u8 num, u8 size, u8 mode)

4.1.9、写数字函数：void LCD_ShowNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size)

4.1.10、写数字函数：void LCD_ShowxNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size, u8 mode)

4.1.11、显示字符串的函数：void LCD_ShowString(u16 x, u16 y, u16 width, u16 height, u8 size, u8 *p)

4.2、主函数的调用

本篇文章，着重是对lcd.c的应用函数进行说明。

前言

显示器属于计算机的 I/O 设备，即输入输出设备。它是一种将特定电子信息输出到屏幕上再反射到人眼的显示工具。常见的有 CRT 显示器、液晶显示器、LED 点阵显示器及 OLED 显示器。

一、TFT LCD简介

液晶显示器，简称 LCD(Liquid Crystal Display)，相对于上一代 CRT 显示器 (阴极射线管显示器)， LCD 显示器具有功耗低、体积小、承载的信息量大及不伤眼的优点，因而它成为了现在的主流电子显示设备，其中包括电视、电脑显示器、手机屏幕及各种嵌入式设备的显示器。

本液晶屏内部包含有一个液晶控制芯片 ILI9341，它的内部结构非常复杂。

该芯片最主核心部分是位于中间的 GRAM(Graphics RAM)，它就是显存。GRAM 中每个存储单元都对应着液晶面板的一个像素点。它右侧的各种模块共同作用把 GRAM 存储单元的数据转化成液晶面板的控制信号，使像素点呈现特定的颜色，而像素点组合起来则成为一幅完整的图像。

框图的左上角为 ILI9341 的主要控制信号线和配置引脚，根据其不同状态设置可以使芯片工作在不同的模式，如每个像素点的位数是 6、16 还是 18 位；可配置使用 SPI 接口、8080 接口还是 RGB 接口与 MCU 进行通讯。MCU 通过 SPI、8080 接口或 RGB 接口与 ILI9341 进行通讯，从而访问它的控制寄存器 (CR)、地址计数器 (AC)、及 GRAM。

在 GRAM 的左侧还有一个 LED 控制器 (LED Controller)。LCD 为非发光性的显示装置，它需要借助背光源才能达到显示功能，LED 控制器就是用来控制液晶屏中的 LED 背光源。

二、液晶屏的信号线与8080 接口

ILI9341 控制器根据自身的 IM[3:0] 信号线电平决定它与 MCU 的通讯方式，它本身支持 SPI 及 8080 通讯方式，本液晶屏的 ILI9341 控制器在出厂前就已经按固定配置好 (内部已连接硬件电路)，它被配置为通过 8080 接口通讯，使用 16 根数据线的 RGB565 格式。

管脚序号	液晶屏管脚	STM32管脚	管脚功能
1	FSMC_NE4	PG12	LCD片选信号（低电平有效）
2	FSMC_A10	PG0	命令/数据控制信号，0：命令，1：数据
3	FSMC_NWE	PD5	写使能信号（低电平有效）
4	FSMC_NOE	PD4	读使能信号（低电平有效）
5	RESET	NRST	复位信号（低电平有效）
6	FSMC_D0	PD14	双向数据总线D0
7	FSMC_D1	PD15	双向数据总线D1
8	FSMC_D2	PD0	双向数据总线D2
9	FSMC_D3	PD1	双向数据总线D3
10	FSMC_D4	PE7	双向数据总线D4
11	FSMC_D5	PE8	双向数据总线D5
12	FSMC_D6	PE9	双向数据总线D6
13	FSMC_D7	PE10	双向数据总线D7
14	FSMC_D8	PE11	双向数据总线D8
15	FSMC_D9	PE12	双向数据总线D9
16	FSMC_D10	PE13	双向数据总线D10
17	FSMC_D11	PE14	双向数据总线D11
18	FSMC_D12	PE15	双向数据总线D12
19	FSMC_D13	PD8	双向数据总线D13
20	FSMC_D14	PD9	双向数据总线D14
21	FSMC_D15	PD10	双向数据总线D15
22	SD_CS	PG6	SD卡片选线
23	LCD_BL	PB0	LCD背光控制（1：点亮，0：关闭）
24	3.3V	3.3V	电源供电
25	3.3V	3.3V	电源供电
26	GND	GND	电源地
27	GND	GND	电源地
28	5V	5V	电源供电
29	T_ M ISO	PB2	触摸屏SPI信号
30	T_ MOSI	PF 9	触摸屏SPI信号
31	T_PEN	PF10	触摸屏中断信号
32	NC	NC	空
33	T_CS	PF11	触摸屏SPI片选信号
34	T_SCK	PB1	触摸屏SPI时钟信号

ILI9341液晶控制器自带显存，其显存总大小为 172800（240*320*18/8），即 18 位模式（26 万色）下的显存量。在 16 位模式下，ILI9341 采用 RGB565 格式存储颜色数据，此时 ILI9341 的 18 位数据线与 MCU 的 16 位数据线以及 LCD GRAM 的对应关系，如图所示：

ILI9341 在 16 位模式下面，数据线有用的是：D17~D13 和 D11~D1，D0 和 D12 没有用到，实际上在LCD 模块里面，ILI9341 的 D0 和 D12 没有引出来，ILI9341 的 D17~D13 和 D11~D1 对应 MCU 的 D15~D0。

MCU 的 16 位数据，最低 5 位代表蓝色，中间 6 位为绿色，最高 5 位为红色。数值越大，表示该颜色越深。特别注意 ILI9341 所有的指令都是 8 位的（高 8 位无效），且参除了读写 GRAM 的时候是 16 位，其他操作参数，都是 8 位的。要调用哪个颜色就令它对应的数据地址等于1就可以了。

三、TFTLCD 模块的使用流程

（1）设置 STM32F1 与 TFTLCD 模块相连接的 IO 。这一步，先将我们与 TFTLCD 模块相连的 IO 口进行初始化，以便驱动 LCD。这里用到的是 FSMC，FSMC 在《STM32学习笔记》专栏，已经详细介绍了。

（2）初始化 TFTLCD 模块。将 TFTLCD的 RST 同STM32F1的RESET连接在一起了，只要按下开发板的 RESET 键，就会对 LCD 进行硬复位。

初始化序列，就是向 LCD 控制器写入一系列的设置值（比如伽马校准）这些初始化序列一般 LCD 供应商会提供给客户。在初始化之后，LCD 才可以正常使用。

（3）通过函数将字符和数字显示到 TFTLCD 模块上。即：设置坐标→写 GRAM 指令→写 GRAM来实现，但是这个步骤，只是一个点的处理，要显示字符/数字，就必须要多次使用这个步骤，从而达到显示字符/数字的目的，需要设计一个函数来实现数字/字符的显示，之后调用该函数，就可以实现数字/字符的显示了。

四、软件设计

4.1、常用的LCD函数

4.1.1、LCD地址结构体

//写寄存器
//LCD_Reg:寄存器地址
//LCD_RegValue:要写入的数据
void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg,u16 LCD_RegValue)
{LCD->LCD_REG = LCD_Reg;     //写入要写的寄存器序号LCD->LCD_RAM = LCD_RegValue;//写入数据
}

写完REG寄存器地址后，RAM地址自增+1。

4.1.2、清屏函数：void LCD_Clear(u16 color)

void LCD_Clear(u16 color)
{u32 index = 0;u32 totalpoint = lcddev.width;totalpoint *= lcddev.height;    //得到总点数LCD_SetCursor(0x00, 0x0000);    //设置光标位置LCD_WriteRAM_Prepare();         //开始写入GRAMfor (index = 0; index < totalpoint; index++){LCD->LCD_RAM=color;}
}

4.1.3、填充函数：void LCD_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 color)

void LCD_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 color)
{u16 i, j;u16 xlen = 0;xlen = ex - sx + 1;for (i = sy; i <= ey; i++){LCD_SetCursor(sx, i);       //设置光标位置LCD_WriteRAM_Prepare();     //开始写入GRAMfor (j = 0; j < xlen; j++){LCD->LCD_RAM=color;     //设置光标位置}}
}

4.1.4、填充指定的颜色函数：void LCD_Color_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 *color)

void LCD_Color_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 *color)
{u16 height, width;u16 i, j;width = ex - sx + 1;            //得到填充的宽度height = ey - sy + 1;           //高度for (i = 0; i < height; i++){LCD_SetCursor(sx, sy + i);  //设置光标位置LCD_WriteRAM_Prepare();     //开始写入GRAMfor (j = 0; j < width; j++){LCD->LCD_RAM=color[i * width + j];  //写入数据}}
}

4.1.5、画线函数：void LCD_DrawLine(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)

void LCD_DrawLine(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)
{u16 t;int xerr = 0, yerr = 0, delta_x, delta_y, distance;int incx, incy, uRow, uCol;delta_x = x2 - x1;              //计算坐标增量delta_y = y2 - y1;uRow = x1;uCol = y1;if (delta_x > 0)incx = 1;       //设置单步方向else if (delta_x == 0)incx = 0; //垂直线else{incx = -1;delta_x = -delta_x;}if (delta_y > 0)incy = 1;else if (delta_y == 0)incy = 0; //水平线else{incy = -1;delta_y = -delta_y;}if ( delta_x > delta_y)distance = delta_x; //选取基本增量坐标轴else distance = delta_y;for (t = 0; t <= distance + 1; t++ )    //画线输出{LCD_DrawPoint(uRow, uCol); //画点xerr += delta_x ;yerr += delta_y ;if (xerr > distance){xerr -= distance;uRow += incx;}if (yerr > distance){yerr -= distance;uCol += incy;}}
}

4.1.6、画矩形函数：void LCD_DrawRectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)

void LCD_DrawRectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)
{LCD_DrawLine(x1, y1, x2, y1);LCD_DrawLine(x1, y1, x1, y2);LCD_DrawLine(x1, y2, x2, y2);LCD_DrawLine(x2, y1, x2, y2);
}

4.1.7、画圆函数：void LCD_Draw_Circle(u16 x0, u16 y0, u8 r)

void LCD_Draw_Circle(u16 x0, u16 y0, u8 r)
{int a, b;int di;a = 0;b = r;di = 3 - (r << 1);       //判断下个点位置的标志while (a <= b){LCD_DrawPoint(x0 + a, y0 - b);        //5LCD_DrawPoint(x0 + b, y0 - a);        //0LCD_DrawPoint(x0 + b, y0 + a);        //4LCD_DrawPoint(x0 + a, y0 + b);        //6LCD_DrawPoint(x0 - a, y0 + b);        //1LCD_DrawPoint(x0 - b, y0 + a);LCD_DrawPoint(x0 - a, y0 - b);        //2LCD_DrawPoint(x0 - b, y0 - a);        //7a++;//使用Bresenham算法画圆if (di < 0)di += 4 * a + 6;else{di += 10 + 4 * (a - b);b--;}}
}

4.1.8、显示字符函数：void LCD_ShowChar(u16 x, u16 y, u8 num, u8 size, u8 mode)

前两个参数（x,y）代表的是字符显示的起始坐标，num代表字符在字库中的位置，size代表了字节的大小，mode代表叠加方式。

u8 csize 表示一个字节所占的字节数，横向的点是纵向点的1/2。

接下来就是点开<font.h>这里面是取模的字库，接下来的程序会在这里面调用。

for循环8位，一位一位的提取。先提取最高位（temp&0x80），然后通过画点LCD_Fast_DrawPoint(x, y, POINT_COLOR)，画到显示屏中。

如果mode==0非叠加方式，我们可以在上面加入底色LCD_Fast_DrawPoint(x, y, BACK_COLOR);

画完点之后，纵坐标加一，连续取模。

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 < csize; t++){if (size == 12)temp = asc2_1206[num][t];        //调用1206字体else if (size == 16)temp = asc2_1608[num][t];   //调用1608字体else if (size == 24)temp = asc2_2412[num][t];   //调用2412字体else return;                                    //没有的字库for (t1 = 0; t1 < 8; t1++){if (temp & 0x80)LCD_Fast_DrawPoint(x, y, POINT_COLOR);else if (mode == 0)LCD_Fast_DrawPoint(x, y, BACK_COLOR);temp <<= 1;y++;if (y >= lcddev.height)return;      //超区域了if ((y - y0) == size){y = y0;x++;if (x >= lcddev.width)return;   //超区域了break;}}}
}

4.1.9、写数字函数：void LCD_ShowNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size)

该函数的优势是，不需要通过建模软件就可以直接写数字，通过num。

但是如果num前面有多余的0不会显示。

void LCD_ShowNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size)
{u8 t, temp;u8 enshow = 0;for (t = 0; t < len; t++){temp = (num / LCD_Pow(10, len - t - 1)) % 10;if (enshow == 0 && t < (len - 1)){if (temp == 0){LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, ' ', size, 0);continue;}else enshow = 1;}LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, temp + '0', size, 0);}
}

4.1.10、写数字函数：void LCD_ShowxNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size, u8 mode)

该函数num前面有0，依旧显示0。

void LCD_ShowxNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size, u8 mode)
{u8 t, temp;u8 enshow = 0;for (t = 0; t < len; t++){temp = (num / LCD_Pow(10, len - t - 1)) % 10;if (enshow == 0 && t < (len - 1)){if (temp == 0){if (mode & 0X80)LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, '0', size, mode & 0X01);else LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, ' ', size, mode & 0X01);continue;}else enshow = 1;}LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, temp + '0', size, mode & 0X01);}
}

4.1.11、显示字符串的函数：void LCD_ShowString(u16 x, u16 y, u16 width, u16 height, u8 size, u8 *p)

void LCD_ShowString(u16 x, u16 y, u16 width, u16 height, u8 size, u8 *p)
{u8 x0 = x;width += x;height += y;while ((*p <= '~') && (*p >= ' '))   //判断是不是非法字符!{if (x >= width){x = x0;y += size;}if (y >= height)break; //退出LCD_ShowChar(x, y, *p, size, 0);x += size / 2;p++;}
}

4.2、主函数的调用

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"int main(void){  u8 x=0;u8 lcd_id[12];         //存放LCD ID字符串delay_init();           //延时函数初始化    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);    //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200);     //串口初始化为115200LED_Init();                //LED端口初始化LCD_Init();POINT_COLOR=RED;sprintf((char*)lcd_id,"LCD ID:%04X",lcddev.id);//将LCD ID打印到lcd_id数组。 while(1) {         switch(x){case 0:LCD_Clear(WHITE);break;case 1:LCD_Clear(BLACK);break;case 2:LCD_Clear(BLUE);break;case 3:LCD_Clear(RED);break;case 4:LCD_Clear(MAGENTA);break;case 5:LCD_Clear(GREEN);break;case 6:LCD_Clear(CYAN);break; case 7:LCD_Clear(YELLOW);break;case 8:LCD_Clear(BRRED);break;case 9:LCD_Clear(GRAY);break;case 10:LCD_Clear(LGRAY);break;case 11:LCD_Clear(BROWN);break;}POINT_COLOR=RED;    LCD_ShowString(30,40,210,24,24,"Follow me ^_^"); LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"wlcome my space");LCD_ShowString(30,90,200,12,12,"bitter tea seeds");LCD_ShowString(30,110,200,16,16,lcd_id);      //显示LCD ID                           LCD_ShowString(30,130,200,12,12,"2022/7/17");                             x++;if(x==12)x=0;LED0=!LED0;                      delay_ms(1000);    }
}

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4.1、常用的LCD函数

4.1.1、LCD地址结构体

4.1.2、清屏函数：void LCD_Clear(u16 color)

4.1.3、填充函数：void LCD_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 color)

4.1.4、填充指定的颜色函数：void LCD_Color_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 *color)

4.1.5、画线函数：void LCD_DrawLine(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)

4.1.6、画矩形函数：void LCD_DrawRectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)

4.1.7、画圆函数：void LCD_Draw_Circle(u16 x0, u16 y0, u8 r)

4.1.8、显示字符函数：void LCD_ShowChar(u16 x, u16 y, u8 num, u8 size, u8 mode)

4.1.9、写数字函数：void LCD_ShowNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size)

4.1.10、写数字函数：void LCD_ShowxNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size, u8 mode)

4.1.11、显示字符串的函数：void LCD_ShowString(u16 x, u16 y, u16 width, u16 height, u8 size, u8 *p)

4.2、主函数的调用

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