2022年6月17日STM32——LCD液晶显示

一.FSMC外设

显示器属于计算机的I/O设备，CRT显示器、LCD液晶显示器、LED点阵显示器及OLED显示器。

显示器参数：

1.像素：像素是组成图像的最基本单位要素，显示器的像素指它成像最小的点

2.分辨率：行像素值 x 列像素值

3.色彩深度：显示器的每个像素点能表示多少种颜色，用“位”（bit）来表示。

4.显示器尺寸：大小用英寸表示，如5英寸、21英寸，这个长度指屏幕对角线的长度。

5.点距：两个相邻像素点之间的距离，相同尺寸的屏幕，分辨率越高，点距越小，画质越细腻。

屏幕控制：

RGB接口（RGB Interface）：

(1)RGB信号线：RGB信号线各有8根，分别用于表示液晶屏一个像素点的红、绿、蓝颜色分量。显示屏支持RGB888格式，一共24位数据线，表示2^24种颜色。

(2)同步时钟信号CLK：液晶屏与外部使用同步通讯，以CLK作同步时钟，每个时钟传输一个像素点数据。

(3)水平同步信号HSYNC：表示液晶屏一行像素数据的传输结束，每传输完成液晶屏的一行像素数据时，HSYNC会发生电平跳变。

(4)垂直同步信号VSYNC：表示液晶屏一帧像素数据的传输结束，每传输完成液晶屏的一帧像素数据时，VSYNC会发生电平跳变。帧是图像的单位，一副图片称为一帧。“帧/秒”来表示液晶屏的刷新特性，即每秒可以显示多少帧图像。

(5)数据使能信号DE：表示数据的有效性，当DE信号线为高电平时，RGB信号线表示的数据有效。

液晶数据传输时序：

显存：用于存储显示数据的存储器，显示一般至少要能存储液晶屏的一帧显示数据，如分辨率为800x480的液晶屏，使用RGB888格式显示，它的一帧显示数据大小为：3(字节) x 800 x 480 = 1152000字节；若使用RGB565格式显示，一帧显示数据大小为：2(字节) x 800 x 480 = 768000字节。

野火3.2寸液晶屏：内部包含ILI9341的液晶控制器芯片，使用8080接口与单片机通讯。外部包含电阻触摸的控制器XPT2046。

ILI9341液晶控制器：

野火显示屏信号线：

写命令时序图：

写命令时序由片选信号CSX拉低开始，对数据/命令选择信号线D/CX置低电平表示写入的是命令地址，写信号WRX为低，读信号RDX为高表示数据传输方向为写入，数据线D[17:0]输出命令地址。第二次传输是命令的参数，D/CX置高电平，表示写入的命令数据。

FSMC灵活的静态存储控制器FSMC（Flexible Static Memory Controller）用来管理扩展的存储器

FSMC外设结构图：

①：特殊的是FSMC_NE1/2/3/4对应STM32内部不同的地址区域，当访问到相应的区域，FSMC_NEx就会自动设置为低电平。

②：NOR/PSRAM/SRAM设备使用相同的控制器，NAND/PC卡设备使用相同的控制器

NOR FLSH 有 FSMC_BCR1/2/3/4控制寄存器、FSMC_BTR1/2/3/4片选时序寄存器、FSMC_BWTR1/2/3/4写时序寄存器。

FSMC_BCR配置要控制的存储器类型、数据线宽度以及信号有效极性能参数。

FSMC_BTR配置SRAM访问时的各种时间延迟

FSMC_BWTR用于控制写时序的时间参数

③：FSMC外设挂载在AHB总线上，时钟信号来自HCLK(72MHz)，控制器的同步时钟输出就是由它分频得到。

FSMC地址映射：

FSMC外设支持输出多种不痛的时序以便控制不同的存储器，有ABCD四种模式。

下面对控制异步NOR FLASH使用的模式B进行讲解

读时序：

写时序：

用FSMC模拟8080时序

信号线对比：

D/CX线，当它为高电平时为数值，低电平时为命令。

要用FSMC的A地址线来产生D/CX信号：用FSMC的A0地址线与ILI9341芯片8080接口的D/CX信号线连接，当A0为高电平为数值，当A0为低电平为命令。

NOR FLASH时序结构体：配置FSMC_BRT和FSMC_BWTR寄存器

FSMC结构体：配置FSMC_BCR寄存器

硬件结构：

红色划线处配置要看清楚，特别是FSMC_A16得配置。

FSMC_NE1是0x6000 0000 - 0x63FF FFFF地址，FSMC_A16位为命令位0x6000 0000，数据位是0x6002 0000，由temp = temp | (1<<(16+1))和temp = temp &= ~(1<<(16+1))得

软件设计：

1.初始化通讯使用的目标引脚及端口时钟

2.使能FSMC外设的时钟

3.配置FSMC为异步NOR FLASH模式以仿真8080时序

4.建立机制使用FSMC向液晶屏发送命令及数据

5.发送控制命令初始化液晶屏

6.编写液晶屏的绘制像素点函数

7.利用描点函数制作各种不同的液晶显示应用

ili9341_lcd.c文件：

GPIO初始化注意背光BK引脚和复位RST引脚配置为推挽输出，其他引脚配置成复用推挽输出！

FSMC结构体配置：

FSMC_DataSetupTime和FSMC_AddressSetupTime要注意，因为我们用异步NOR FLASH的方式模拟8080时序。

这里不太知道怎么看：从上面时序图得知ILI9341写周期最小为66ns，读周期最小为45+20=65ns。

当把ADDSET =1 及DATST = 4和时间单位1/72微妙带入以下公式：

读周期：Trc = ((ADDSET+1)+(DATST+1)+2)*(1/72) = 125ns

写周期：Twc = ((ADDSET + 1 )+(DATST + 1))*(1/72) = 97ns

读写函数：

_inline内敛函数在调用它的地方原样替换函数内容。

最主要是ILI9341_CMD_ADDR 和 ILI9341_DATA_ADDR的地址确定

FSMC_Ax引脚输出高电平表示传输数据，输出低电平表示传输命令

我们用的是FSMC_NE1作为8080_CS片选信号，访问地址是0x6000 0000 ~ 0x63FF FFFF，然后用的是FSMC_A16地址线作为命令/数据选择线RS信号，即在FSMC_A16输出高电平的地址表示数据，输出低电平表示命令。

FSMC_A16地址线为高电平需要第16位为1即可，即0x6000 0000 |=(1<<16) = 0x6001 0000

FSMC_A16地址线为低电平需要第16位为0即可，即0x6000 0000 &=~(1<<16) = 0x6000 0000

由于：

我们使用的是16位的数据访问方式，所以HADDR与FSMC_A的地址线连接关系会左移一位，即HADDR1与FSMC_A0对应

那么FSMC_A16地址线需要改变：

FSMC_A16地址线为高电平：0x6000 0000 |=(1<<(16+1)）= 0x6002 0000 (数据线)

FSMC_A16地址线为高电平：0x6000 0000 &= ~(1<<(16+1)）= 0x6000 0000 （命令线）

背光控制：

软件复位：

初始化ILI9341寄存器：

具体的命令号要去ILI9341技术手册搜

ILI9341初始化：

在ILI9341显示器开窗：

//定义ILI9341常用命令
#define CMD_SetCoordinateX 0x2A //设置X坐标
#define CMD_SetCoordinateY 0x2B //设置Y坐标

2AH命令后，后面有4个参数，第一第二个是起始点，第三第四个是结束点。

在ILI9341显示器中填充形状中的颜色：

先开窗再填充像素命令(0x2C)，RGB888_2_RGB565(R,G,B)是格式转换

#define RGB888_2_RGB565(R,G,B) (uint16_t)(((R&0x1F) << 11) | ((G&0x3F) << 5) | (B&0x1F) )

原理是：

上图来源于：

(5条消息) RGB888转换为RGB565格式_Healer19的博客-CSDN博客_rgb888转rgb565

for循环里面就是填充颜色

设置ILI9341的光标坐标：

再ILI9341显示器的某一点以某种颜色进行填充：

液晶屏扫描模式：

ILI9341_MORE_PIXEL这里是320

ILI9341_LESS_PIXEL这里是240

0-7模式设置如下：

还有很其他函数，可在野火参考程序里面找到，自己学习。

遇到一个问题但我没能解释说明

原因是勾选了C99Mode，取消C99 Mode就不会报这个错，但是具体什么原因解释不了。

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