最近转战ESP32，ESP32-D0WDQ6 型号的GPIO只有那么20个左右，且还有几个GPIO只能做输入，非常捉襟见肘。所以如果要驱动LCD液晶屏，绝大多数都会选择SPI接口的MCU屏。

为了编写一个通用的ESP32-SPI-LCD驱动，前前后后买了一小桌液晶屏，用了十几款驱动IC，说下整个过程的选型、体验、注意事项：

驱动IC的重要参数

像素点数（如240x320）
色彩深度（18Bit-262K，24Bit-16.7M）

时序、接口这类的参数都不会差太多，各厂商的寄存器定义基本都保持一致，使得后期的驱动编写有很好的兼容性。

常说的262K、xx位色是什么意思？

先明确一个概念，大家都知道屏幕的像素点是由于RGB三种颜色构成的，而为了方便存储颜色信息，比较常用的颜色编码有 RGB888、RGB666、RGB565。其中RGB888使用8+8+8=24Bit=3Byte，RGB565使用5+6+5=16Bit=2Byte，由于这两种可以将颜色按照完整的字节顺序排列，又不会造成存储空间的浪费，所以得到广泛使用。

262K说的是屏幕像素为RGB666，因为单个像素可以显示 2^18 = 262,144 种颜色，所以便叫 262K。
16.7M 的来源便是RGB888，2^24 = 16,777,216。
RGB888相比RGB666，在每个像素上多出了两位，所以16.7M的显示效果要比262K更加细腻。

支持3/4线SPI的驱动IC型号

支持3/4线SPI的驱动IC大致有：（比较常见的）

ST7735（132x162，262K）支持SPI-RGB565（2字节）、SPI-RGB666（3字节）
ST7735S（132x162，262K）支持SPI-RGB565（2字节）、SPI-RGB666（3字节）
ST7789V（240x320，262K）支持SPI-RGB565（2字节）、SPI-RGB666（3字节）
ST7796S（320x480，262K）支持SPI-RGB565（2字节）、SPI-RGB666（3字节）
ILI9225（176x220，262K）支持SPI-RGB565（2字节）、SPI-RGB666（3字节）
ILI9341（240x320，262K）支持SPI-RGB565（2字节）、SPI-RGB666（3字节）
ILI9481（320x480，262K）94xx仅支持SPI-RGB666（3字节）
ILI9486（320x480，262K）94xx仅支持SPI-RGB666（3字节）
ILI9488（320x480，16.7M）94xx仅支持SPI-RGB666（3字节）
HX8357（320x480，16.7M）支持SPI-RGB565（2字节）、SPI-RGB666（3字节）

注意：ILI94xx用SPI写GRAM时，仅有3字节的RGB666可用（这一点巨坑）。而同分辨率的ST7796S、HX8357 同时支持2字节的RGB565，传输效率更高。相同SPI速率下，刷屏可节约1/3的时间。
【实际过程中快的可不止1/3。因为RGB565正好占用2个字节，并且ESP32的内存为小端，在内存中的存储顺序与SPI发送顺序一致，可以由uint16_t指针直接用DMA发送，中间不需要任何格式转换。而3字节的RGB666需要将在内存中的2字节RGB565重新转换，既浪费计算的时间，也浪费发送的时间，还要单独腾出一块内存来存放这并不实用的RGB666】

注意：由于上面的原因，ESP32的LCD选型非常不建议用 ILI94xx。不仅仅是刷屏慢，也会造成后期的驱动编写不统一，费时费力。

注意：即使驱动IC支持16.7M的24位色，用SPI接口写像素也不支持RGB888，最大只支持到RGB666，这好像是IC设计厂商一个约定俗成的习惯。

SPI接口写GRAM像素的时序

SPI接口 - 2字节/像素 - RGB565 传输时序：

（ILI9341数据手册配图）

SPI接口 - 3字节/像素 - RGB666 传输时序：

LCD液晶屏的寄存器功能

寄存器	功能
0x36	设置扫描方向、设置RGB/BGR像素格式
0x3A	设置像素格式 16/18 Bits/像素
0x2A 0x2B	设置GRAM行列的写入坐标，和写入窗口的大小

单字节命令	功能
0x01	软复位
0x21	颜色反显
0x11	退出睡眠
0x29	开启显示
0x2C	写GRAM

上述两个表格为一些常用的寄存器功能。各厂家的IC均保持一致。
电源配置、帧率配置、伽马配置一般会有很大的不同，详见手册或者厂家例程。

其他注意事项

ESP32的SPI最大可配置CLK为80MHz，但必须使用IOMUX默认的引脚。使用GPIO矩阵任意引脚映射的方式，会令SPI限制在30MHz。（实际有没有80MHz不清楚，但我用60MHz的速率跑时明显比26MHz刷屏快很多）
单片机用SPI接口刷LCD，尽量使用 2字节/像素-RGB565 的方式，相较于 3字节/像素-RGB666 可以有效提高刷新速率。（ILI94xx就尽量别用SPI了，本来SPI就快不到哪去，3字节/像素更拉跨）
STxxxx 的GRAM 有偏移量，且改变行列的扫描方向后，偏移量也会跟着改变，更可怕的是不同型号IC的偏移量也不同。而ILIxxxx则完全没有偏移量，驱动写起来更舒服。
ILI9481手册中，给出的PCLK最大速率为可怜的9.6MHz，实测为16MHz以上，但再往上上20MHz就上不去了，而其他的IC基本都实测过60MHz，跟其他的一比实在是慢的可怜。并且 ILI9481 在官网找不到，好像停产了，慎用。

一些感慨和吐槽：esp32的IDF开发环境，在国内MCU的SDK中绝对可以称得上是佼佼者，但选型使用起来总觉得差点意思。例如 esp32的io少又没有usb、s2没蓝牙、s3又不知何时能买到。个人感觉可以趁stm32涨价，出一波有蓝牙+USB+改进ADC的芯片，不需要WIFI，趁机抢占低功耗/通用MCU市场，类似nrf52832的定位。日常使用中感觉esp32就是功耗大了些、ADC不好用些、缺少IO和并口，其他功能是可以替代stm32这类通用mcu的。而阉割掉WIFI，给功耗降下来，现在价格相差那么悬殊的情况下，必定会吸引一大波低功耗+通用MCU的份额。毕竟有IDF和Arduino那么多库加持，生态才是esp32最大的优势。

ESP32开发板开源计划

现已开源一款ESP32物联网开发板，支持WIFI、蓝牙、以太网、RS485、CAN通信。板载6轴IMU、温湿度传感器、38K红外遥控收/发、独立RTC、TF卡座。USB和18650双电源供电，有2.0寸单点电容屏可用，配套各外设驱动和LVGL源码。Github、立创EDA、CSDN全云端同步更新。

详情可见：

ESP32-IOT-KIT 开发板介绍：
ESP32开发板开源啦 ESP32-IOT-KIT全开源物联网开发板
PCB硬件：
立创EDA：ESP32开发板 IOT-KIT原理图、PCB、BOM

打样免费的时代，速去JLC白嫖PCB。

开源学习交流Q群：827686418

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