1.3 寸彩屏

模块来源

采购链接：

1.3 寸 ips 240X240TFT 显示屏液晶 st7789 ips 显示屏带字库高清 ips

资料下载链接：

https://pan.baidu.com/s/18tt2PzcnTvqTRubdRy2yoQ

资料提取码：8888

规格参数

以下信息见厂家资料屏幕规格书

工作电压： 2.4V-3.3V

工作电流： 40MA

模块尺寸： 27.78(H) x 39.22(V) MM

像素大小： 240(H) x 240(V)RGB

驱动芯片： ST7789V2

通信协议： SPI

移植过程

我们的目标是将例程移植至天空星 STM32F407 上。按照以下步骤，即可完成移植。

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

查看资料

打开厂家资料例程

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。

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。（工程可以参考入门手册空白工程下载）

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。

将 lcd_init.h 文件下的 sys.h 改为 stm32f4xx.h还要将lcd.h文件下的 sys.h 改为 stm32f4xx.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)

将 lcd.c 和 lcd_init.c 文件中的 delay.h 改为 board.h

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

引脚选择

该屏幕需要设置 10 个接口。

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。

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。

//-----------------LCD端口移植----------------
//VCC - 3.3V
//SCL - PA5        SPI1-SCK
//SDA - PA7        SPI1-MOSI
//CS  - PA4        SPI1-NSS
//FSO - PA8        SPI1-MISO

#define RCC_LCD                 RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define RCC_SPI1                RCC_APB2Periph_SPI1

#define PORT_LCD                GPIOA

#define GPIO_LCD_AF             GPIO_AF_SPI1

//SCL
#define GPIO_LCD_SCL    GPIO_Pin_5

//SDA
#define GPIO_LCD_SDA    GPIO_Pin_7

//CS1
#define GPIO_LCD_CS     GPIO_Pin_4

//DC
#define GPIO_LCD_DC     GPIO_Pin_2

//RES
#define GPIO_LCD_RES    GPIO_Pin_3

//BLK
#define GPIO_LCD_BLK    GPIO_Pin_6

//FSO
#define GPIO_LCD_FSO    GPIO_Pin_8

//CS2
#define GPIO_LCD_CS2    GPIO_Pi

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)
{
        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_LCD, ENABLE);//使能PORTA时钟

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =   GPIO_LCD_SCL|
                                        GPIO_LCD_SDA|
                                        GPIO_LCD_DC |
                                        GPIO_LCD_CS |
                                        GPIO_LCD_RES|
                                        GPIO_LCD_BLK|
                                        GPIO_LCD_CS2;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
        GPIO_Init(PORT_LCD, &GPIO_InitStructure);//初始化
        GPIO_SetBits(PORT_LCD,      GPIO_LCD_SCL|
                                    GPIO_LCD_SDA|
                                    GPIO_LCD_DC |
                                    GPIO_LCD_CS |
                                    GPIO_LCD_RES|
                                    GPIO_LCD_BLK|
                                    GPIO_LCD_CS2 );

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_LCD_FSO;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
        GPIO_Init(PORT_LCD, &GPIO_InitStructure);//初始化
        GPIO_SetBits(PORT_LCD, GPIO_LCD_FSO);
}

将 lcd_init.h 中的 LCD 端口定义 宏，修改为：

//-----------------LCD端口定义----------------

#define LCD_SCLK_Clr() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SCL, Bit_RESET)//SCL=SCLK
#define LCD_SCLK_Set() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SCL, Bit_SET)

#define LCD_MOSI_Clr() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SDA, Bit_RESET)//SDA=MOSI
#define LCD_MOSI_Set() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SDA, Bit_SET)

#define LCD_RES_Clr()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_RES, Bit_RESET)//RES
#define LCD_RES_Set()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_RES, Bit_SET)

#define LCD_DC_Clr()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_DC, Bit_RESET)//DC
#define LCD_DC_Set()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_DC, Bit_SET)

#define LCD_CS_Clr()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_CS, Bit_RESET)//CS
#define LCD_CS_Set()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_CS, Bit_SET)

#define LCD_BLK_Clr()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_BLK, Bit_RESET)//BLK
#define LCD_BLK_Set()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_BLK, Bit_SET)

//读取字库数据引脚
#define ZK_MISO        GPIO_ReadInputDataBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_FSO)//MISO

#define ZK_CS_Clr()    GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_CS2, Bit_RESET)//CS2 字库片选
#define ZK_CS_Set()    GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_CS2, Bit_SET)

到这里软件 SPI 就移植完成了，请移步到 13.4 节进行移植验证。

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。

天空星的主控为 STM32F407VET6，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。可以通过数据手册进行查看。

数据手册和用户手册都在百度网盘资料，网盘地址看入门手册。

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。而 NSS 我们使用的是软件控制，所以除了 SCL(SCK)/SDA(MOSI)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 PA5/PA6/PA7 的 SPI 复用功能。其他对应接入的屏幕引脚请按照你的需要。这里选择的引脚见硬件 SPI 接线

有 SPI 功能的引脚

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。

//-----------------LCD端口移植----------------
//VCC - 3.3V
//SCL - PA5        SPI1-SCK
//SDA - PA7        SPI1-MOSI
//CS  - PA4        SPI1-NSS
//FSO - PA8        SPI1-MISO

#define RCC_LCD                RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define RCC_SPI1               RCC_APB2Periph_SPI1
#define LCD_SPI                SPI1

#define PORT_LCD               GPIOA

#define GPIO_LCD_AF            GPIO_AF_SPI1

//SCL
#define GPIO_LCD_SCL                  GPIO_Pin_5
#define GPIO_LCD_SCL_PINSOURCE        GPIO_PinSource5

//SDA
#define GPIO_LCD_SDA                  GPIO_Pin_7
#define GPIO_LCD_SDA_PINSOURCE        GPIO_PinSource7

//CS1
#define GPIO_LCD_CS                    GPIO_Pin_4

//DC
#define GPIO_LCD_DC                    GPIO_Pin_2

//RES
#define GPIO_LCD_RES                   GPIO_Pin_3

//BLK
#define GPIO_LCD_BLK                   GPIO_Pin_8

//FSO
#define GPIO_LCD_FSO                   GPIO_Pin_6
#define GPIO_LCD_FSO_PINSOURCE         GPIO_PinSource6

//CS2
#define GPIO_LCD_CS2                   GPIO_Pin_1

引脚初始化配置见如下代码。

void LCD_GPIO_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_LCD, ENABLE);//使能PORTA时钟
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_SPI1, ENABLE);/* SPI时钟使能 */


        /* 设置引脚复用 */
        GPIO_PinAFConfig(PORT_LCD, GPIO_LCD_SCL_PINSOURCE, GPIO_AF_SPI1);
        GPIO_PinAFConfig(PORT_LCD, GPIO_LCD_SDA_PINSOURCE, GPIO_AF_SPI1);
        GPIO_PinAFConfig(PORT_LCD, GPIO_LCD_FSO_PINSOURCE, GPIO_AF_SPI1);

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =    GPIO_LCD_DC |
                                         GPIO_LCD_CS |
                                         GPIO_LCD_RES|
                                         GPIO_LCD_BLK|
                                         GPIO_LCD_CS2;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
        GPIO_Init(PORT_LCD, &GPIO_InitStructure);//初始化
        GPIO_SetBits(PORT_LCD,    GPIO_LCD_DC |
                                  GPIO_LCD_CS |
                                  GPIO_LCD_RES|
                                  GPIO_LCD_BLK|
                                  GPIO_LCD_CS2 );

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_LCD_SCL|GPIO_LCD_SDA|GPIO_LCD_FSO;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
        GPIO_Init(PORT_LCD, &GPIO_InitStructure);


        SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

        /* FLASH_SPI 模式配置 */
        SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 传输模式全双工
        SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;            // 配置为主机
        SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;        // 8位数据
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
        SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;             // 极性相位
        SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                // 软件cs
        SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; // SPI时钟预调因数为2
        SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;       //高位在前
        SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
        SPI_Init(LCD_SPI, &SPI_InitStructure);

        /* 使能 FLASH_SPI  */
        SPI_Cmd(LCD_SPI, ENABLE);
}

将 lcd_init.h 中的 LCD 端口定义 宏，修改为：

//-----------------LCD端口定义----------------

#define LCD_SCLK_Clr() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SCL, Bit_RESET)//SCL=SCLK
#define LCD_SCLK_Set() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SCL, Bit_SET)

#define LCD_MOSI_Clr() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SDA, Bit_RESET)//SDA=MOSI
#define LCD_MOSI_Set() GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_SDA, Bit_SET)

#define LCD_RES_Clr()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_RES, Bit_RESET)//RES
#define LCD_RES_Set()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_RES, Bit_SET)

#define LCD_DC_Clr()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_DC, Bit_RESET)//DC
#define LCD_DC_Set()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_DC, Bit_SET)

#define LCD_CS_Clr()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_CS, Bit_RESET)//CS
#define LCD_CS_Set()   GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_CS, Bit_SET)

#define LCD_BLK_Clr()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_BLK, Bit_RESET)//BLK
#define LCD_BLK_Set()  GPIO_WriteBit(PORT_LCD, GPIO_LCD_BLK, Bit_SET)

//读取字库数据引脚
#define ZK_MISO        GPIO_ReadInputDataBit(PORT_LCD,        GPIO_LCD_FSO)//MISO

#define ZK_CS_Clr()    GPIO_WriteBit(PORT_LCD,GPIO_LCD_CS2,        0)//CS2 字库片选
#define ZK_CS_Set()    GPIO_WriteBit(PORT_LCD,GPIO_LCD_CS2,        1)

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：

/******************************************************************************
      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();

    //等待发送缓冲区为空
    while(RESET == SPI_I2S_GetFlagStatus(LCD_SPI,  SPI_I2S_FLAG_TXE) );
    //通过SPI1发送一个字节数据
    SPI_I2S_SendData(LCD_SPI, dat);

    //等待接收缓冲区不空标志
    while(RESET == SPI_I2S_GetFlagStatus(LCD_SPI,  SPI_I2S_FLAG_RXNE) );
    //读取并返回在SPI读取到的单字节数据
    SPI_I2S_ReceiveData(LCD_SPI);

    LCD_CS_Set();
}

在 zk.c 中将函数 void ZK_command(u8 dat) 和 u8 get_data_from_ROM(void) 修改如下

/******************************************************************************
      函数说明：向字库写入命令
      入口数据：dat  要写入的命令
      返回值：  无
******************************************************************************/
void ZK_command(u8 dat)
{
    //等待发送缓冲区为空
    while(RESET == SPI_I2S_GetFlagStatus(LCD_SPI,  SPI_I2S_FLAG_TXE) );
    //通过SPI1发送一个字节数据
    SPI_I2S_SendData(LCD_SPI, dat);

    //等待接收缓冲区不空标志
    while(RESET == SPI_I2S_GetFlagStatus(LCD_SPI,  SPI_I2S_FLAG_RXNE) );
    //读取并返回在SPI读取到的单字节数据
    SPI_I2S_ReceiveData(LCD_SPI);
 }

/******************************************************************************
      函数说明：从字库读取数据
      入口数据：无
      返回值：  ret_data 读取的数据
******************************************************************************/
u8 get_data_from_ROM(void)
{
    //等待发送缓冲区为空
    while(RESET == SPI_I2S_GetFlagStatus(LCD_SPI,  SPI_I2S_FLAG_TXE) );

    //通过SPI1发送一个字节数据
    SPI_I2S_SendData(LCD_SPI, 0xff);

    //等待接收缓冲区不空标志
    while(RESET == SPI_I2S_GetFlagStatus(LCD_SPI,  SPI_I2S_FLAG_RXNE) );

    //读取并返回在SPI读取到的单字节数据
    return SPI_I2S_ReceiveData(LCD_SPI);
}

到这里硬件 SPI 就移植完成了，请移步到最后一节进行移植验证。

移植验证

在 main.c 中输入代码如下

/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 立创论坛：https://oshwhub.com/forum
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 *

 Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-03-15     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "lcd_init.h"
#include "lcd.h"
#include "pic.h"

int main(void)
{

    board_init();

    uart1_init(115200U);

    u8 i,j;
    float t=0;

    LCD_Init();//LCD初始化
    LCD_Fill(0,0,LCD_W,LCD_H,WHITE);

    while(1)
    {
        LCD_ShowString(0,40,"LCD_W:",RED,WHITE,16,0);
        LCD_ShowIntNum(48,40,LCD_W,3,RED,WHITE,16);
        LCD_ShowString(80,40,"LCD_H:",RED,WHITE,16,0);
        LCD_ShowIntNum(128,40,LCD_H,3,RED,WHITE,16);
        LCD_ShowString(80,40,"LCD_H:",RED,WHITE,16,0);
        LCD_ShowString(0,70,"Increaseing Nun:",RED,WHITE,16,0);
        LCD_ShowFloatNum1(128,70,t,4,RED,WHITE,16);
//        t+=0.11;
        for(j=0;j<3;j++)
        {
            for(i=0;i<6;i++)
            {
                  LCD_ShowPicture(40*i,120+j*40,40,40,gImage_1);
            }
        }
        delay_ms(1000);
        LCD_Fill(0,0,LCD_W,LCD_H,WHITE);
        Display_Asc_String(0,15,7, "ASCII_5x7",RED,WHITE);      //ASC 5X7点阵
        Display_Asc_String(0,25,8, "ASCII_7x8",RED,WHITE);      //ASC 7X8点阵
        Display_Asc_String(0,35,12, "ASCII_6x12",RED,WHITE);          //ASC 6X12点阵
        Display_Asc_String(0,50,16, "ASCII_8x16",RED,WHITE);          //ASC 8X16点阵
        Display_Asc_String(0,70,24, "ASCII_12x24",RED,WHITE);   //ASC 12X24点阵
        Display_Asc_String(0,100,32, "ASCII_16x32",RED,WHITE);        //ASC 16X32点阵
        Display_GB2312_String(0,145,12, "屏幕１２ｘ１２",RED,WHITE); //12x12汉字
        Display_GB2312_String(0,160,16, "屏幕１６ｘ１６",RED,WHITE); //15x16汉字
        Display_GB2312_String(0,179,24, "屏幕２４ｘ２４",RED,WHITE); //24x24汉字
        Display_GB2312_String(0,204,32, "屏幕３２ｘ３",RED,WHITE);   //32x32汉字
        delay_ms(1000);
        LCD_Fill(0,0,LCD_W,LCD_H,WHITE);

        Display_TimesNewRoman_String(0,15,12, "ASCII_8x12",RED,WHITE);   //ASC 8x12点阵(TimesNewRoman类型)
        Display_TimesNewRoman_String(0,30,16, "ASCII_12x16",RED,WHITE);  //ASC 12x16点阵(TimesNewRoman类型)
        Display_TimesNewRoman_String(0,50,24, "ASCII_16x24",RED,WHITE);        //ASC 16x24点阵(TimesNewRoman类型)
        Display_TimesNewRoman_String(0,80,32, "ASCII_24x",RED,WHITE);          //ASC 24x32点阵(TimesNewRoman类型)
        Display_Arial_String(0,120,12, "ASCII_8x12",RED,WHITE);    //ASC 8x12点阵(Arial类型)
        Display_Arial_String(0,140,16, "ASCII_12x16",RED,WHITE);   //ASC 12x16点阵(Arial类型)
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