基于STM32的TFT-LCD各种显示实现(含代码)

前言：TFT-LCD模块作为人们日常生活中常见屏幕类型之一，使用的受众面非常广阔。例如：显示各个传感器数值，显示精美界面，多级化菜单系统等等都不离不开他的身影。可以说学会TFT-LCD模块是嵌入式开发必须掌握的驱动开发技能之一，同时，也是嵌入式开发调试配置的重要手段与技巧！（文章结尾会有代码开源）

实验硬件：STM32F103C8T6；2.4寸TFT-LCD（240×320）

硬件实物图：

引脚连接：

VCC --> 3.3V

GND --> GND

CS --> PB11

Reset --> PB12

DC --> PB10

SDI --> PB15

SCK --> PB13

LED --> PB9（控制LCD背光，可以同PWM调节改变LCD亮暗）

TFT-LCD（Thin Film Transistor）液晶显示屏是薄膜晶体管型液晶显示屏，也就是“真彩”（TFT）。TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以连续控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示色阶，所以TFT液晶的色彩更真。

TFT液晶显示屏的特点是亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳，但也存在着比较耗电和成本过高的不足。TFT液晶技术加快了手机彩屏的发展。新一代的彩屏手机中很多都支持65536色显示，有的甚至支持16万色显示，这时TFT的高对比度，色彩丰富的优势就非常重要了。

市面上的TFT-LCD有需要的芯片驱动类型（不同的驱动芯片，其显存大小与其驱动时的传输LCD初始化数据不一样。其显示功能的API函数可以互通），市面上常见的芯片驱动有：ILI9341/ ILI9325/ RM68042/ RM68021/ ILI9320/ ILI9328/ LGDP4531/ LGDP4535/ SPFD5408/ SSD1289/ 1505/ B505/ C505/ NT35310/ NT35510 等。

笔者所用的TFTLCD驱动芯片为常见的ILI9341，这里就以ILI9341给大家为例讲诉（需要其他驱动芯片资料的可以评论留言，笔者基本上市面上常见的都有其代码与资料）。

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（在更高级的32位RGB储存颜色中还有RGBA888，Linux开发板中较为常见），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：

这样 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。另外，特别注意 ILI9341 所有的指令都是 8 位的（高 8 位无效），且参数除了读写 GRAM 的时候是 16 位，其他操作参数，都是 8 位的，这个和 ILI9320 等驱动器不一样，必须加以注意。

注意：不同的TFT-LCD模块的引脚可能不同，这里原因为该LCD的硬件通讯方式的不同。较为常见的TFTLCD通讯方式有：串行通讯，SPI，LVDS、EDP、MIPI等。（较多的为标红）

笔者这块TFT-LCD模块采用了SPI的通讯方式，故此接下来就以SPI下的TFT-LCD驱动为讲解。

一般 TFTLCD 模块的使用流程如图：

SPI 协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议 (Serial Peripheral Interface)，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在 ADC设备、LCD 等设备与 MCU 间，要求通讯速率较高的场合。

SPI 通讯使用3条总线及片选线，3 条总线分别为 SCK、MOSI、MISO，片选线为 SS/CS ，它们的作用介绍如下：

(1) SS/CS( Slave Select)

从设备选择信号线，常称为片选信号线，也称为 NSS、CS，以下用 NSS表示。当有多个 SPI 从设备与 SPI 主机相连时，设备的其它信号线 SCK、MOSI 及 MISO同时并联到相同的 SPI 总线上，即无论有多少个从设备，都共同只使用这 3 条总线；而每个从设备都有独立的这一条 NSS 信号线，本信号线独占主机的一个引脚，即有多少个从设备，就有多少条片选信号线。I2C 协议中通过设备地址来寻址、选中总线上的某个设备并与其进行通讯；

而SPI 协议中没有设备地址，它使用 NSS 信号线来寻址，当主机要选择从设备时，把该从设备的 NSS 信号线设置为低电平，该从设备即被选中，即片选有效，接着主机开始与被选中的从设备进行 SPI 通讯。所以 SPI 通讯以 NSS 线置低电平为开始信号，以NSS 线被拉高作为结束信号。（在LCD中，片选线有很多名称，CS，SS，NSS都是指片选）

(2) SCK (Serial Clock)：

时钟信号线，用于通讯数据同步。它由通讯主机产生，决定了通讯的速率，不同的设备支持的最高时钟频率不一样，如 STM32 的 SPI 时钟频率最大为 fpclk/2，两个设备之间通讯时，通讯速率受限于低速设备。

(3) MOSI (Master Output，Slave Input)：

主设备输出/从设备输入引脚。主机的数据从这条信号线输出，从机由这条信号线读入主机发送的数据，即这条线上数据的方向为主机到从机。 （与IIC相比，这个就是信号线，由主机向从机发送数据，即SDA）

(4) MISO(Master Input,，Slave Output)：

主设备输入/从设备输出引脚。主机从这条信线读入数据，从机的数据由这条信号线输出到主机，即在这条线上数据的方向为从机到主机。 (从机向主机发送数据，使用触摸屏时需要这根线。如果单纯使用LCD来显示，这根线可以不接)。

多设备的SPI通讯接线：

SPI 有四种工作模式，通过串行时钟极性(CPOL)和相位(CPHA)的搭配来得到四种工作模式：
①、CPOL=0，串行时钟空闲状态为低电平。
②、CPOL=1，串行时钟空闲状态为高电平，此时可以通过配置时钟相位(CPHA)来选择具
体的传输协议。
③、CPHA=0，串行时钟的第一个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。
④、CPHA=1，串行时钟的第二个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。

1、RCC配置外部高速晶振（精度更高）——HSE；

2、SYS配置：Debug设置成Serial Wire（否则可能导致芯片自锁）；

3、GPIO配置：将PB9，PB10，PB11，PB12都设置为GPIO_OUTPUT,速度为：Hight；

4、SPI配置：配置使用SPI2作为TFT-LCD通讯方式

5、时钟树配置：

6、工程配置

详细流程可以进群免费领取：

以下代码读者朋友可以参考各自TFT-LCD的datasheet文本，不同类型的TFT-LCD屏幕的初始化写入的数据可能不同，但是主要还是对那几个功能寄存器写入对应的数值。

lcd.h

/**************************************************************************** * 名 称：void SPIv_WriteData(u8 Data) * 功 能：STM32_模拟SPI写一个字节数据底层函数 * 入口参数：Data * 出口参数：无 * 说 明：STM32_模拟SPI读写一个字节数据底层函数 ****************************************************************************/ //void SPIv_WriteData(u8 Data) //{ // unsigned char i=0; // for(i=8;i>0;i--) // { // if(Data&0x80) // { // LCD_SDA_SET; //???? // } // else // { // LCD_SDA_CLR; // } // LCD_SCL_CLR; // LCD_SCL_SET; // Data<<=1; // } //} void SPIv_WriteData(u8 Data) { SPI_WriteByte(&Data, 1); } /**************************************************************************** * 名 称：Lcd_WriteIndex(u8 Index) * 功 能：向液晶屏写一个8位指令 * 入口参数：Index 寄存器地址 * 出口参数：无 * 说 明：调用前需先选中控制器，内部函数 ****************************************************************************/ void Lcd_WriteIndex(u8 Index) { LCD_CS_CLR; LCD_RS_CLR; SPIv_WriteData(Index); LCD_CS_SET; } /**************************************************************************** * 名 称：Lcd_WriteData(u8 Data) * 功 能：向液晶屏写一个8位数据 * 入口参数：dat 寄存器数据 * 出口参数：无 * 说 明：向控制器指定地址写入数据，内部函数 ****************************************************************************/ void Lcd_WriteData(u8 Data) { LCD_CS_CLR; LCD_RS_SET; SPIv_WriteData(Data); LCD_CS_SET; } /**************************************************************************** * 名 称：void LCD_WriteReg(u8 Index,u16 Data) * 功 能：写寄存器数据 * 入口参数：Index,Data * 出口参数：无 * 说 明：本函数为组合函数，向Index地址的寄存器写入Data值 ****************************************************************************/ void LCD_WriteReg(u8 Index,u16 Data) { Lcd_WriteIndex(Index); Lcd_WriteData_16Bit(Data); } /**************************************************************************** * 名 称：void Lcd_WriteData_16Bit(u16 Data) * 功 能：向液晶屏写一个16位数据 * 入口参数：Data * 出口参数：无 * 说 明：向控制器指定地址写入一个16位数据 ****************************************************************************/ void Lcd_WriteData_16Bit(u16 Data) { LCD_CS_CLR; LCD_RS_SET; Lcd_WriteData(Data>>8); Lcd_WriteData(Data); LCD_CS_SET; } /**************************************************************************** * 名 称：void Lcd_Reset(void) * 功 能：液晶硬复位函数 * 入口参数：无 * 出口参数：无 * 说 明：液晶初始化前需执行一次复位操作 ****************************************************************************/ void Lcd_Reset(void) { LCD_RST_CLR; HAL_Delay(100); LCD_RST_SET; HAL_Delay(50); } void Lcd_Init(void) { Lcd_Reset(); //Reset before LCD Init. //2.2inch TM2.2-G2.2 Init 20171020 Lcd_WriteIndex(0x11); Lcd_WriteData(0x00); Lcd_WriteIndex(0xCF); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteData(0XC1); Lcd_WriteData(0X30); Lcd_WriteIndex(0xED); Lcd_WriteData(0X64); Lcd_WriteData(0X03); Lcd_WriteData(0X12); Lcd_WriteData(0X81); Lcd_WriteIndex(0xE8); Lcd_WriteData(0X85); Lcd_WriteData(0X11); Lcd_WriteData(0X78); Lcd_WriteIndex(0xF6); Lcd_WriteData(0X01); Lcd_WriteData(0X30); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteIndex(0xCB); Lcd_WriteData(0X39); Lcd_WriteData(0X2C); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteData(0X34); Lcd_WriteData(0X05); Lcd_WriteIndex(0xF7); Lcd_WriteData(0X20); Lcd_WriteIndex(0xEA); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteIndex(0xC0); Lcd_WriteData(0X20); Lcd_WriteIndex(0xC1); Lcd_WriteData(0X11); Lcd_WriteIndex(0xC5); Lcd_WriteData(0X31); Lcd_WriteData(0X3C); Lcd_WriteIndex(0xC7); Lcd_WriteData(0XA9); Lcd_WriteIndex(0x3A); Lcd_WriteData(0X55); Lcd_WriteIndex(0x36); #if USE_HORIZONTAL Lcd_WriteData(0xE8);//横屏参数 #else Lcd_WriteData(0x48);//竖屏参数 #endif Lcd_WriteIndex(0xB1); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteData(0X18); Lcd_WriteIndex(0xB4); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteIndex(0xF2); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteIndex(0x26); Lcd_WriteData(0X01); Lcd_WriteIndex(0xE0); Lcd_WriteData(0X0F); Lcd_WriteData(0X17); Lcd_WriteData(0X14); Lcd_WriteData(0X09); Lcd_WriteData(0X0C); Lcd_WriteData(0X06); Lcd_WriteData(0X43); Lcd_WriteData(0X75); Lcd_WriteData(0X36); Lcd_WriteData(0X08); Lcd_WriteData(0X13); Lcd_WriteData(0X05); Lcd_WriteData(0X10); Lcd_WriteData(0X0B); Lcd_WriteData(0X08); Lcd_WriteIndex(0xE1); Lcd_WriteData(0X00); Lcd_WriteData(0X1F); Lcd_WriteData(0X23); Lcd_WriteData(0X03); Lcd_WriteData(0X0E); Lcd_WriteData(0X04); Lcd_WriteData(0X39); Lcd_WriteData(0X25); Lcd_WriteData(0X4D); Lcd_WriteData(0X06); Lcd_WriteData(0X0D); Lcd_WriteData(0X0B); Lcd_WriteData(0X33); Lcd_WriteData(0X37); Lcd_WriteData(0X0F); Lcd_WriteIndex(0x29); }4.2 SPI函数重写

因为笔者采用了HAL库去使用SPI通讯，所以需要去重写SPI函数。

spi.h

spi.c

TFT-LCD的显示需要依赖几个基础功能函数，这几个函数也时通用的。

总的lcd.h函数

LCDAPI.h

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