液晶屏接口都是一样的吗(教你如何快速驱动LCD屏)

Posted 2023-06-01

篇首语：什么是知识?它不是别的，是记录下来的经验。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了液晶屏接口都是一样的吗(教你如何快速驱动LCD屏)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

液晶屏接口都是一样的吗(教你如何快速驱动LCD屏)

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教你如何快速驱动LCD屏

前言

LCD屏的驱动对于新手来说，这是一个很大的拦路虎。学完基础外设后，在这里就不知道怎么下手了。一个完整的LCD驱动包含的内容是非常多的，最基础的描点，画线，显示字符，后面还有一些UI。在这里，尽量以浅显的方式驱动LCD，一步一步带大家熟悉掌握LCD屏幕的驱动。

首先，我们先了解一下LCD（Liquid Crystal Display），即液晶显示器，主要由玻璃基板、背光、驱动IC组成，具体如下图。

全彩LCD，是一种全彩显示屏，一个像素点可以是RGB565或者RGB888格式（R红色、G绿色、B蓝色就是常说的三基色），可以显示各种颜色。

至于LCD的显示原理，我们这里就不说了，大家可以通过以下网址进行查看：https://zhuanlan.zhihu.com/p/133306648

通过上图可以清楚看到，单片机要实现LCD的显示，主要是与驱动IC进行通信。想要进行通信，必须得知道是什么接口，这时候得看LCD模块给你引出什么接口，这是裸屏已经决定了。LCD接口可以大致分为三种：MCU接口、RGB接口与MIPI接口，具体区别如下：

不同接口的屏幕支持的分辨率都不一样。我们这里主要讲解的是MCU屏—正点原子2.8寸LCD屏，该屏自带SRAM，驱动简单，大部分单片机都能驱动。其实还有一类是SPI接口的支持更小分辨率的屏幕。

为什么说裸屏已经决定了屏幕的接口，我们以正点原子的2.8寸屏为例，该屏的驱动IC是ILI9341，是支持多种通信接口：MCU接口(8/9/16/18位)、3/4线SPI接口、RGB接口(6/16/18位)。

ILI9341芯片框架图

通过手册查阅，可以发现IM[3:0]引脚可以选择接口，这就需要结合2.8寸LCD屏原理图进行查看了。

通过上图，我们就很清楚看到，我们的LCD屏幕是支持使用8位或者16位MCU接口的，不过默认的是16位。所以说，我们的2.8寸LCD屏使用的是16位MCU接口。使用16位MCU接口的显示速度比8位的要快一倍。到这里，我们对于LCD的用什么接口已经很清楚了。

简单来说，LCD屏（MCU接口）驱动的核心：驱动LCD驱动芯片。

这里我们就需要一些基本的LCD驱动知识：

① 8080时序，LCD驱动芯片一般使用8080时序控制，实现数据写入/读取。

② 初始化序列（数组），屏厂提供，用于初始化特定屏幕，不同屏幕厂家不完全相同！

③ 画点函数、读点函数(非必须)，基于这两个函数可以实现各种绘图功能！

把上面的梳理一下，就是LCD驱动的一般过程了。

只要我们把每一步都了解清楚，就相当于掌握了LCD屏幕的驱动了。

一.掌握8080时序

8080时序，称为并口总线时序，常用于MCU屏驱动IC的访问，由Inter提出，也叫英特尔总线。

接下来，我们来看看LCD 8080时序信号的说明，具体如下表：

简单来说，这里就是我们用来驱动LCD屏幕用到的引脚。在了解引脚的功能后，就可以通过查看手册的时序图，写出读写函数了。

8080写时序

首先拉低CS线选中器件，然后根据写入的内容是数据(RS=1)还是命令(RS=1)进行拉低或拉高RS线，在WR的上升沿，把内容写入LCD驱动IC中，最后拉高CS线释放片选，而RD是读信号保持高电平即可。

8080读时序

首先拉低CS线选中器件，然后根据操作的内容是数据(RS=1)还是命令(RS=1)进行拉低或拉高RS线，在RD的上升沿，把内容读取到MCU，最后拉高CS线释放片选，而WR是写信号保持高电平即可。

从这里可以知道，我们8080时序操作可分为写数据、写命令、读数据、读命令(没用到)四种。基于写数据，写命令就可以完成初始化LCD操作，也就是发送初始化序列。

二.掌握芯片的必用指令

LCD驱动芯片用于控制LCD的各种显示功能和效果，整体功能比较复杂，不过我们想要实现基本使用只需要6条指令即可。

通常我们想验证一下我们的读写函数是否正确，看看能否读取到器件的ID。

发送完0xD3指令后，后面跟了4个参数，最后2个参数才是有用的，读出的是0x93和0x41，刚好是我们控制器ILI9341数字部分。这里特别注意：不同芯片读取ID的指令是不一样的，不要张冠李戴。

指令0x36是存储访问控制指令，控制ILI9341存储器的读写方向。简单来说，就是在连续写GRAM的时候，可以控制GRAM指针的增长方向，从而控制显示方式（读GRAM也是一样）。

发送完0x36指令后，紧跟一个参数，参数里的MX/MY/MV共同控制GRAM的扫描方向以及BGR控制RGB/BGR顺序。默认LCD扫描方向为从左到右，从上到下。

当我们设置好LCD扫描方向后，显示内容时就有很大灵活性，只需要设置一次坐标，然后不停往LCD填充颜色数据即可，大大提高了显示速度。

设置坐标的指令分为X轴和Y轴，官方一点就是设置列地址指令和设置页地址设置指令。首先来看，0x2A即列地址设置指令。

0x2A指令带有4个参数，这里就是2个坐标值SC和EC，也就是列地址的起始值和结束值。其实在设置x坐标时，我们可以只带2个参数即设置SC即可，因为EC没有变化时，我们只设置一次即可，从而提高了速度，不用每次都多发两次数据。

0x2B指令的用法跟0x2A很类似。

0x2B指令也是带有4个参数，这里就是2个坐标值SP和EP，也就是页地址的起始值和结束值。其实在设置y坐标时，我们可以只带2个参数即设置SP即可，因为EP没有变化时，我们只设置一次即可，从而提高了速度，不用每次都多发两次数据。

0x2C指令是写GRAM指令，在发送该指令之后，便可以往LCD的GRAM里面写入颜色数据，并且该指令支持连续写即地址自增。

当发送0x2C指令之后，数据线变为16位，可以开始写入GRAM数据，即把一个个像素点的颜色值写入。在默认扫描方向（从左到右，从上到下），设置好起始坐标后（0x2A设置SC，0x2B设置SP），每写入一个颜色值，GRAM地址将会自动自增1（SC++），如果碰到EC，则回到SC，同时SP++，一直到坐标（EC，EP）结束，期间不需要再次设置坐标，大大提高了写入速度。

当我们只需要实现画点操作时，以上指令学习已经够了，不过在GUI使用的时候，还是会经常用到读点，也就是0x2E指令。

0x2E指令是读GRAM指令，在发送该指令之后，便可以读取GRAM的数据。

当ILI9341收到0x2E指令后，第一次输出的是dummy数据，也就是无效数据，从第二次开始，读取的才是有效的GRAM数据（需要通过0x2A和0x2B设置位置），输出规律如上图：R1G1àB1R2àG2B2àR3G3…。如果我们只需要读取一个点的颜色值，只需要接收到参数3即可；连续读取的话，就按上述规律去接收即可。

在这里，我们已经算是把需要了解的各部分都了解到了。接下来，我们就要把这一块一块零散的知识串一起，也就是我们的LCD最基本驱动步骤。

1、确定IO连接关系（通过LCD模块原理图，开发板液晶接口原理图查看）

2、初始化IO口（初始化连接LCD的各个IO口）

3、编写8080接口函数（写数据、写命令、读数据）

4、编写LCD初始化函数（完成初始化序列配置，设置扫描方向，设置EP/EC,点亮背光）

5、编写LCD画点函数（实现LCD任意位置画点）

后面就是对源码的讲解了，而这一部分我想让大家静下心来，看着附件工程进行理解，这样子对知识的理解才更加透彻。后面也跟大家分享如何使用FSMC模拟8080时序驱动LCD屏幕。