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1.5 2.0 寸彩屏

1.5.1 模块来源

采购链接：
黄保凯中景园 2.0 寸 tft lcd 显示屏 2 寸显示屏 st7789 串口屏 240x320

资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1DlqiJxYg-84wL6i69sdevA
资料提取码：8888

1.5.2 规格参数

工作电压： 3.3V

工作电流： 90MA

模块尺寸： 36(H) x 63.20(V) MM

像素大小： 240(H) x 320(V)RGB

驱动芯片： ST7789V2

通信协议： SPI

管脚数量： 8 Pin（2.54mm 间距排针）

1.5.3 移植过程

我们的目标是将例程移植至梁山派 GD32F470 上。按照以下步骤，即可完成移植。

将源码导入工程；
根据编译报错处进行粗改；
修改引脚配置；
修改时序配置；
移植验证。

1.5.3.1 查看资料

打开厂家资料例程。具体路径见 图 1.5.3.1 例程路径

在 main.c 文件发现对屏幕的初始化配置函数为 LCD_Init(); ，该函数里包含了对屏幕引脚的配置、对屏幕显示方式的配置。

我们主要修改的是引脚的初始化与时序的延时修改。

1.5.3.2 移植至工程

将厂家资料路径下的【LCD】文件夹，复制到自己的工程中。自己的工程至少需要有毫秒级延时函数。

打开自己的工程，将我们刚刚复制过来的文件导入.c 和.h 文件。

选择导入复制过来的文件夹里面的全部.c 文件。

导入完成后，工程目录下会出现新导入的文件。（原工程目录见图 1.5.3.5 C 文件导入步骤）

添加.h 路径

在弹出的路径窗口，选择添加新路径

选择 LCD 文件夹的路径，我们的.h 就在里面。因为是选择导入路径，所以不会显示该文件夹下有什么文件。

添加完成

尝试编译，发现有错误。错误内容为找不到 sys.h 这个文件。

将 lcd_init.h 文件下的 sys.h 改为 gd32f4xx.h， 还要将lcd.h文件下的 sys.h 改为 gd32f4xx.h。

(在左边将 lcd.c 和 lcd_init.c 的工程目录展开，就发现有 lcd_init.h 和 lcd.h)

再编译发现还有错误，错误内容分别为标识符“u8”、“u16”、“u32”未定义和找不到 delay.h 这个文件。

分别在 lcd_init.h 与 lcd.h 文件中定义三个宏，u32、u16 与 u8。

#ifndef u8
#define u8 uint8_t
#endif

#ifndef u16
#define u16 uint16_t
#endif

#ifndef u32
#define u32 uint32_t
#endif

在源代码中使用 delay.h 的主要作用是给屏幕初始化时提供一定的延时，确保初始化成功。主要使用的函数是 delay_ms，进行毫秒级延时。

将 lcd_init.c 与 lcd.c 文件中的头文件 delay.h 改为自己的延时函数头文件，这里我使用的是 systick.h；再将文件中使用到的延时函数 delay_ms 替换为自己的毫秒级延时，这里替换为 delay_1ms。

#include "systick.h"
#define  delay_ms  delay_1ms

再编译发现只剩下 LCD 引脚初始化的内容报错，接下来我们要进行引脚选择。

1.5.3.3 引脚选择

该屏幕需要设置 8 个接口，具体接口说明见 表 1.5.3.1 各引脚说明。

模块为 SPI 通信协议的从机，SCL 为 SPI 信号线（SCK），SDA 为 SPI 输出线（MOSI），CS 为 SPI 片选线（NSS）。

如果 MCU 的 GPIO 引脚不足，可以将屏幕的两个引脚接口不接入 MCU 的 GPIO。
将 RES 接入 MCU 的复位引脚，当 MCU 复位时，屏幕也跟着复位；
可以将 BLK 接入 3.3V 或悬空，代价是无法控制背光亮度。

下面分为软件 SPI 移植与硬件 SPI 移植进行讲解。

1.5.3.3.1 软件 SPI 移植

当前厂家源码使用的是软件 SPI 接口，SPI 时序部分厂家已经完成，我们只需要将引脚和延时配置好即可。所以对应接入的屏幕引脚请按照你的需要。这里选择的引脚见表 1.5.3.2 软件 SPI 接线

选择好引脚后，进入工程开始编写屏幕引脚初始化代码。

为了方便后续移植，我在 lcd_init.h 处宏定义了每一个引脚，后续根据需要进行修改即可。

cpp

//-----------------LCD端口移植----------------
//VCC - 3.3V
//SCL - PB13 SPI1_SCK
//SDA - PB15 SPI1_MOSI
//RES - PD0(可以接入复位)
//DC  - PC6
//CS  - PB12        SPI1_NSS
//BLK - PC7- TIMER7_CH0
#define RCU_LCD_SCL     RCU_GPIOB//SCK
#define PORT_LCD_SCL    GPIOB
#define GPIO_LCD_SCL    GPIO_PIN_13

#define RCU_LCD_SDA     RCU_GPIOB//MOSI
#define PORT_LCD_SDA    GPIOB
#define GPIO_LCD_SDA    GPIO_PIN_15

#define RCU_LCD_CS      RCU_GPIOB//NSS
#define PORT_LCD_CS     GPIOB
#define GPIO_LCD_CS     GPIO_PIN_12

#define RCU_LCD_DC      RCU_GPIOC //DC
#define PORT_LCD_DC     GPIOC
#define GPIO_LCD_DC     GPIO_PIN_6

#define RCU_LCD_RES     RCU_GPIOD//RES
#define PORT_LCD_RES    GPIOD
#define GPIO_LCD_RES    GPIO_PIN_0

#define RCU_LCD_BLK     RCU_GPIOC//BLK
#define PORT_LCD_BLK    GPIOC
#define GPIO_LCD_BLK    GPIO_PIN_7

#define RCU_SPI_HARDWARE RCU_SPI1
#define PORT_SPI         SPI1
#define LINE_AF_SPI      GPIO_AF_5

将 lcd_init.c 源代码中的**void LCD_GPIO_Init(void)**修改为如下代码。

void LCD_GPIO_Init(void)
{
          /* 使能时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_SCL);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_SDA);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_CS);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_DC);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_RES);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_BLK);


                 /* 配置SCL */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_SCL,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_LCD_SCL);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_SCL,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_SCL);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_SCL, GPIO_LCD_SCL, SET);

                 /* 配置SDA */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_SDA,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_LCD_SDA);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_SDA,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_SDA);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_SDA, GPIO_LCD_SDA, SET);

                 /* 配置DC */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_DC,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_LCD_DC);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_DC,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_DC);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_DC, GPIO_LCD_DC, SET);

                 /* 配置CS */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_CS,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_LCD_CS);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_CS,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_CS);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_CS, GPIO_LCD_CS, SET);

                 /* 配置RES */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_RES,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_LCD_RES);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_RES,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_RES);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_RES, GPIO_LCD_RES, SET);

                 /* 配置BLK */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_BLK, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_LCD_BLK);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_BLK, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_LCD_BLK);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_BLK, GPIO_LCD_BLK, SET);

}

将 lcd_init.h 中的** LCD 端口定义** 宏，修改为图 1.5.3.22 样式。

#define LCD_SCLK_Clr() gpio_bit_write(PORT_LCD_SCL, GPIO_LCD_SCL, RESET)//SCL=SCLK
#define LCD_SCLK_Set() gpio_bit_write(PORT_LCD_SCL, GPIO_LCD_SCL, SET)

#define LCD_MOSI_Clr() gpio_bit_write(PORT_LCD_SDA, GPIO_LCD_SDA, RESET)//SDA=MOSI
#define LCD_MOSI_Set() gpio_bit_write(PORT_LCD_SDA, GPIO_LCD_SDA, SET)

#define LCD_RES_Clr()  gpio_bit_write(PORT_LCD_RES, GPIO_LCD_RES, RESET)//RES
#define LCD_RES_Set()  gpio_bit_write(PORT_LCD_RES, GPIO_LCD_RES, SET)

#define LCD_DC_Clr()   gpio_bit_write(PORT_LCD_DC, GPIO_LCD_DC, RESET)//DC
#define LCD_DC_Set()   gpio_bit_write(PORT_LCD_DC, GPIO_LCD_DC, SET)

#define LCD_CS_Clr()   gpio_bit_write(PORT_LCD_CS, GPIO_LCD_CS, RESET)//CS
#define LCD_CS_Set()   gpio_bit_write(PORT_LCD_CS, GPIO_LCD_CS, SET)

#define LCD_BLK_Clr()  gpio_bit_write(PORT_LCD_BLK, GPIO_LCD_BLK, RESET)//BLK
#define LCD_BLK_Set()  gpio_bit_write(PORT_LCD_BLK, GPIO_LCD_BLK, SET)

到这里软件 SPI 就移植完成了，请移步到 1.5.4 节进行移植验证。

1.5.3.3.2 硬件 SPI 移植

硬件 SPI 与软件 SPI 相比，硬件 SPI 是靠硬件上面的 SPI 控制器，所有的时钟边缘采样，时钟发生，还有时序控制，都是由硬件完成的。它降低了 CPU 的使用率，提高了运行速度。软件 SPI 就是用代码控制 IO 输出高低电平，模拟 SPI 的时序，这种方法通信速度较慢，且不可靠。

梁山派的主控为 GD32F470ZGT6，其带有 6 个 SPI 外设，可以通过简单的库函数调用，实现硬件 SPI 的通信。想要使用硬件 SPI 驱动屏幕，需要确定使用的引脚是否有 SPI 外设功能。可以通过数据手册【GD32F450xx_Datasheet_Rev2.2.pdf】进行查看。

在数据手册的第 28 页结尾，是关于 GD32F450Zx 系列芯片引脚的功能定义示意图。

当前使用的是硬件 SPI 接口，而屏幕我们只需要控制它，而不需要读取屏幕的数据，故使用的是 3 线的 SPI，只使用到了时钟线 SCK、主机输出从机输入线 MOSI 和软件控制的片选线 NSS。所以除了 SCL/SDA 引脚需要使用硬件 SPI 功能的引脚外，其他引脚都可以使用开发板上其他的 GPIO。这里选择使用 PB13/PB15 的 SPI 复用功能。其他对应接入的屏幕引脚请按照你的需要。这里选择的引脚见表 1.5.3.3 硬件 SPI 接线

选择好引脚后，进入工程开始编写屏幕引脚初始化代码。为了方便后续移植，我在 lcd_init.h 处宏定义了每一个引脚，后续根据需要进行修改即可。

cpp

//-----------------LCD端口移植----------------
//VCC - 3.3V
//SCL - PB13 SPI1_SCK
//SDA - PB15 SPI1_MOSI
//RES - PD0(可以接入复位)
//DC  - PC6
//CS  - PB12        SPI1_NSS
//BLK - PC7- TIMER7_CH0
#define RCU_LCD_SCL     RCU_GPIOB//SCK
#define PORT_LCD_SCL    GPIOB
#define GPIO_LCD_SCL    GPIO_PIN_13

#define RCU_LCD_SDA     RCU_GPIOB//MOSI
#define PORT_LCD_SDA    GPIOB
#define GPIO_LCD_SDA    GPIO_PIN_15

#define RCU_LCD_CS      RCU_GPIOB//NSS
#define PORT_LCD_CS     GPIOB
#define GPIO_LCD_CS     GPIO_PIN_12

#define RCU_LCD_DC      RCU_GPIOC //DC
#define PORT_LCD_DC     GPIOC
#define GPIO_LCD_DC     GPIO_PIN_6

#define RCU_LCD_RES     RCU_GPIOD//RES
#define PORT_LCD_RES    GPIOD
#define GPIO_LCD_RES    GPIO_PIN_0

#define RCU_LCD_BLK     RCU_GPIOC//BLK
#define PORT_LCD_BLK    GPIOC
#define GPIO_LCD_BLK    GPIO_PIN_7

#define RCU_SPI_HARDWARE RCU_SPI1
#define PORT_SPI         SPI1
#define LINE_AF_SPI      GPIO_AF_5

引脚初始化配置见如下代码。

void LCD_GPIO_Init(void)
{
        spi_parameter_struct spi_init_struct;
          /* 开启各引脚时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_SCL);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_SDA);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_CS);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_DC);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_RES);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_LCD_BLK);
          /* 使能SPI */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_SPI_HARDWARE);

          /* 配置 SPI的SCK GPIO */
        gpio_af_set(PORT_LCD_SCL, LINE_AF_SPI, GPIO_LCD_SCL);
        gpio_mode_set(PORT_LCD_SCL, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_LCD_SCL);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_SCL, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_LCD_SCL);
        gpio_bit_set(PORT_LCD_SCL,GPIO_LCD_SCL);
          /* 配置 SPI的MOSI  GPIO */
        gpio_af_set(PORT_LCD_SDA, LINE_AF_SPI, GPIO_LCD_SDA);
        gpio_mode_set(PORT_LCD_SDA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_LCD_SDA);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_SDA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_LCD_SDA);
        gpio_bit_set(PORT_LCD_SDA, GPIO_LCD_SDA);

           /* 配置DC */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_DC,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_LCD_DC);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_DC,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_DC);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_DC, GPIO_LCD_DC, SET);
           /* 配置RES */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_RES,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_LCD_RES);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_RES,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_RES);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_RES, GPIO_LCD_RES, SET);
           /* 配置BLK */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_BLK, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_LCD_BLK);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_BLK, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_LCD_BLK);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_BLK, GPIO_LCD_BLK, SET);
           /* 配置CS */
        gpio_mode_set(PORT_LCD_CS,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_NONE,GPIO_LCD_CS);
        gpio_output_options_set(PORT_LCD_CS,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LCD_CS);
        gpio_bit_write(PORT_LCD_CS, GPIO_LCD_CS, SET);

        /* 配置 SPI 参数 */
        spi_init_struct.trans_mode           = SPI_TRANSMODE_FULLDUPLEX;  // 传输模式全双工
        spi_init_struct.device_mode          = SPI_MASTER;   // 配置为主机
        spi_init_struct.frame_size           = SPI_FRAMESIZE_8BIT; // 8位数据
        spi_init_struct.clock_polarity_phase = SPI_CK_PL_HIGH_PH_2EDGE;
        spi_init_struct.nss                  = SPI_NSS_SOFT;  // 软件cs
        spi_init_struct.prescale             = SPI_PSC_2;//2分频
        spi_init_struct.endian               = SPI_ENDIAN_MSB;
        spi_init(PORT_SPI, &spi_init_struct);

        /* 使能 SPI */
        spi_enable(PORT_SPI);
}

将 lcd_init.h 中的 LCD 端口定义宏，修改为图 1.5.3.28 样式。

#define LCD_SCLK_Clr() gpio_bit_write(PORT_LCD_SCL, GPIO_LCD_SCL, RESET)//SCL=SCLK
#define LCD_SCLK_Set() gpio_bit_write(PORT_LCD_SCL, GPIO_LCD_SCL, SET)

#define LCD_MOSI_Clr() gpio_bit_write(PORT_LCD_SDA, GPIO_LCD_SDA, RESET)//SDA=MOSI
#define LCD_MOSI_Set() gpio_bit_write(PORT_LCD_SDA, GPIO_LCD_SDA, SET)

#define LCD_RES_Clr()  gpio_bit_write(PORT_LCD_RES, GPIO_LCD_RES, RESET)//RES
#define LCD_RES_Set()  gpio_bit_write(PORT_LCD_RES, GPIO_LCD_RES, SET)

#define LCD_DC_Clr()   gpio_bit_write(PORT_LCD_DC, GPIO_LCD_DC, RESET)//DC
#define LCD_DC_Set()   gpio_bit_write(PORT_LCD_DC, GPIO_LCD_DC, SET)

#define LCD_CS_Clr()   gpio_bit_write(PORT_LCD_CS, GPIO_LCD_CS, RESET)//CS
#define LCD_CS_Set()   gpio_bit_write(PORT_LCD_CS, GPIO_LCD_CS, SET)

#define LCD_BLK_Clr()  gpio_bit_write(PORT_LCD_BLK, GPIO_LCD_BLK, RESET)//BLK
#define LCD_BLK_Set()  gpio_bit_write(PORT_LCD_BLK, GPIO_LCD_BLK, SET)

初始化部分完，还需要修改发送数据部分。源代码中使用的是软件 SPI，时序是由厂家编写完成的。我们使用硬件 SPI 则需要对其进行修改。

在 lcd_init.c 文件中，将源代码的 void LCD_Writ_Bus(u8 dat) 函数修改为图 1.5.3.30样式。

/******************************************************************************
      函数说明：LCD串行数据写入函数
      入口数据：dat  要写入的串行数据
      返回值：  无
******************************************************************************/
void LCD_Writ_Bus(u8 dat)
{
    LCD_CS_Clr();

        while(RESET == spi_i2s_flag_get(PORT_SPI, SPI_FLAG_TBE));
                        spi_i2s_data_transmit(PORT_SPI, dat);
        while(RESET == spi_i2s_flag_get(PORT_SPI, SPI_FLAG_RBNE));
                        spi_i2s_data_receive(PORT_SPI);

    LCD_CS_Set();
}

到这里硬件 SPI 就移植完成了，请移步到 1.5.4 节进行移植验证。

1.5.4 移植验证

在 main.c 中输入代码如下

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include "lcd_init.h"
#include "lcd.h"

int main(void)
{
    float t = 0;
    nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  // 优先级分组
    systick_config();//滴答定时器初始化 1ms

    LCD_Init();//屏幕初始化
    LCD_Fill(0,0,LCD_W,LCD_H,BLACK);//清全屏为黑色

    while(1)
    {
                LCD_ShowString(0,16*2,"LCD_W:",WHITE,BLACK,16,0);
                LCD_ShowIntNum(48,16*2,LCD_W,3,WHITE,BLACK,16);
                LCD_ShowString(80,16*2,"LCD_H:",WHITE,BLACK,16,0);
                LCD_ShowIntNum(128,16*2,LCD_H,3,WHITE,BLACK,16);

                LCD_ShowString(0,16*3,"Nun:",WHITE,BLACK,16,0);
                LCD_ShowFloatNum1(8*4,16*3,t,4,WHITE,BLACK,16);
                t+=0.11;

                delay_1ms(1000);
    }
}

上电效果

移植成功案例

入门教程资料

模块移植手册

显示类

传感器类

实战项目资料

训练营活动

电赛项目资料

1.5 2.0 寸彩屏

1.5.1 模块来源

1.5.2 规格参数

1.5.3 移植过程

1.5.3.1 查看资料

1.5.3.2 移植至工程

1.5.3.3 引脚选择

1.5.3.3.1 软件 SPI 移植

1.5.3.3.2 硬件 SPI 移植

1.5.4 移植验证

显示类

传感器类

1.5 2.0 寸彩屏 ​

1.5.1 模块来源 ​

1.5.2 规格参数 ​

1.5.3 移植过程 ​

1.5.3.1 查看资料 ​

1.5.3.2 移植至工程 ​

1.5.3.3 引脚选择 ​

1.5.3.3.1 软件 SPI 移植 ​

1.5.3.3.2 硬件 SPI 移植 ​

1.5.4 移植验证 ​

1.5 2.0 寸彩屏

1.5.1 模块来源

1.5.2 规格参数

1.5.3 移植过程

1.5.3.1 查看资料

1.5.3.2 移植至工程

1.5.3.3 引脚选择

1.5.3.3.1 软件 SPI 移植

1.5.3.3.2 硬件 SPI 移植

1.5.4 移植验证