行业知识
【STM32篇】驱动LCD显示屏
���次使用的硬件设备为野火的霸道V2开发板，显示器控制芯片型号为ILI9341，实际型号为ST7789V。在编写代码时参考的是ILI9341数据手册，二者差别不大，都是240*320分辨率。
1. 简介
ILI9341是一个用于TFT液晶显示的单芯片控制驱动器，具有262144色的240RGB x 320像素显示解决方案。ILI9341支持8/9/16/18位数据总线的MCU接口，6/16/18位数据总线RGB接口以及3/4线的SPI接口。移动图像区域可以通过窗口地址功能再内部GRAM来指定。指定的窗口区域可以选择性地更新，因此，可以在图像区域同时独立的显示移动图像。
系统接口：
8080-Ⅰ/8080-Ⅱ系列MCU的8/9/16/18位接口。
图形控制的6/16/18位RGB接口。
3/4线的SPI接口。
在控制方式上，一般采用16位控制方式（RGB565）。可详读ILI9341数据手册，在3AH寄存器中可进行配置。
2. 引脚连接
LCD显示屏处的排针：
开发板上对应的LCD接口：（FSMC_8080模式）
对应引脚连接：
| 控制引脚 | ||
| CS | PG12 | FSMC_NE4 |
| #RS | PE2 | FSMC_A23 |
| #WR | PD5 | FSMC_NWE |
| #RD | PD4 | FSMC_NOE |
| 复位和背光引脚 | ||
| RES | PG11 | 复位 |
| #BK | PG6 | 背光 |
| 数据引脚 | ||
| DB0 | PD14 | FSMC_D0 |
| DB1 | PD15 | FSMC_D1 |
| DB2 | PD0 | FSMC_D2 |
| DB3 | PD1 | FSMC_D3 |
| DB4 | PE7 | FSMC_D4 |
| DB5 | PE8 | FSMC_D5 |
| DB6 | PE9 | FSMC_D6 |
| DB7 | PE10 | FSMC_D7 |
| DB8 | PE11 | FSMC_D8 |
| DB9 | PE12 | FSMC_D9 |
| DB10 | PE13 | FSMC_D10 |
| DB11 | PE14 | FSMC_D11 |
| DB12 | PE15 | FSMC_D12 |
| DB13 | PD8 | FSMC_D13 |
| DB14 | PD9 | FSMC_D14 |
| DB15 | PD10 | FSMC_D15 |
在引脚连接时，特地将LCD的控制引脚和数据引脚与MCU的FSMC外设连接，在使用FSMC模拟8080时序时，这些引脚便可交由FSMC控制，只需将FSMC配置好就可以了。当然，也可使用模拟SPI对这些引脚进行控制。所以在编写代码时，除了读写接口函数配置不同以外，两种控制方式的其他带啊吗都可相同。
3. FSMC与“8080”
如果说你问我：你怎么知道FSMC可以模拟8080？
我只能回答：我也是听别人说的。
首先我们先对比8080与FSMC二者时序的异同。
LCD 8080时序注：①写命令；②写数据。
FSMC写NOR时序（模式B）| LCD 8080时序 | FSMC 写NOR | ||
| #CS | 片选 | #NEx | 片选 |
| RDX | 读使能 | #NOE | 读使能 |
| WRX | 写使能 | #NWE | 写使能 |
| D/CX | 数据#命令 | A[25:0] | 地址线 |
| D[17:0] | 数据引脚 | D[15:0] | 数据引脚 |
如图可见，LCD的8080时序与FSMC写NOR（模式B）时序近乎相同，数据引脚选用16位模式。
不同的则是FSMC没有数据命令选择引脚，只有地址线，我们可选择地址线中的一根地址线充当数据命令控制引脚即可（0表示命令模式，1表示数据模式）。因此，只要配置好FSMC，便可模拟8080时序驱动LCD屏幕实现数据显示。
3.1 FSMC设备地址
FSMC 存储块如图所示，NOR/PSRAM的地址范围为 0x60000000~0x6FFFFFFF。NOR/PSRAM又分为4个存储块，如下图所示，存储块的选择由地址的26和27位控制。
60000000H二进制表示为：0110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
[27:26]↑↑
HADDR[27:26]=00表示选择了NOR/PSRAM 1，即起始地址为60000000H
HADDR[27:26]=01表示选择了NOR/PSRAM 2，即起始地址为64000000H
HADDR[27:26]=10表示选择了NOR/PSRAM 3，即起始地址为68000000H
HADDR[27:26]=11表示选择了NOR/PSRAM 4，即起始地址为6C000000H
注意：NOR存储区划分了四个区并有四个专用的片选FSMC_NE[4:1]
那么就以为着我选择NOR/PSRAM 1就需要使用FSMC_NE1对应的片选线。
外部存储地址：地址位对应地址线
对于控制LCD屏而言，我们采取的数据宽度为16位即【RGB565】，地址线FSMC_A[24:0]对应着存储器地址HADDR[25:1]。假设我们使用FSMC_A0地址线作为数据命令控制线，选择的存储块为NOR/PSRAM 1 时，地址设置为0x60000000，地址线A0上的电平输出为低电平，表示命令模式；地址设置为0x60000002，地址线A0上的电平输出为高电平，表示数据模式。
而本次使用的开发板与8080数据命令引脚连接的引脚为PE2（FSMC_A23）,对应地址位为HADDR[24]。片选引脚为FSMC_NE4，HADDR[27:26]=11。存储块为NOR/PSRAM 4 ，令地址位的第24位为0时表示命令模式，即0x6C000000;数据模式：0x6D000000。
当我们在该地址上写入数据时，FSMC便会控制数据线输出对应的数据，读取数据时，也可直接读取对应的地址即可。
3.2 FSMC-NOR/PSRAM配置
API(接口函数)：
void FSMC_NORSRAMInit(FSMC_NORSRAMInitTypeDef* FSMC_NORSRAMInitStruct)
FSMC_NORSRAMInitTypeDef 初始化结构体
结构体原型：
/** * @brief FSMC NOR/SRAM Init structure definition */typedef struct{ uint32_t FSMC_Bank; //选择控制存储块 uint32_t FSMC_DataAddressMux; //地址总线与数据总线是否复用 uint32_t FSMC_MemoryType; //存储器类型 uint32_t FSMC_MemoryDataWidth; //设置存储器数据宽度 uint32_t FSMC_BurstAccessMode; //设置是否支持突发访问模式 uint32_t FSMC_AsynchronousWait; //设置同步等待传输时的等待信号 uint32_t FSMC_WaitSignalPolarity;//设置等待信号极性 uint32_t FSMC_WrapMode; //设置是否支持对齐的突发模式 uint32_t FSMC_WaitSignalActive; //配置等待信号在等待前有效还是等待期间有效 uint32_t FSMC_WriteOperation; //设置写使能 uint32_t FSMC_WaitSignal; //设置等待状态插入使能 uint32_t FSMC_ExtendedMode; //设置扩展模式使能 uint32_t FSMC_WriteBurst; //设置突发模式使能/*当不使用扩展模式时，本参数用于配置读写时序，否则用于配置读时序*/ FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef* FSMC_ReadWriteTimingStruct; /*当使用扩展模式时，本参数用于配置写时序*/ FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef* FSMC_WriteTimingStruct; }FSMC_NORSRAMInitTypeDef; FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef
时序结构体：
/** * @brief Timing parameters For NOR/SRAM Banks */typedef struct{ uint32_t FSMC_AddressSetupTime; //地址建立时间 uint32_t FSMC_AddressHoldTime; //地址保持时间 uint32_t FSMC_DataSetupTime; //数据建立时间 uint32_t FSMC_BusTurnAroundDuration; //总线转换周期 uint32_t FSMC_CLKDivision; //时钟分频因子（异步模式下无效） uint32_t FSMC_DataLatency; //数据延迟时间（异步模式下无效） uint32_t FSMC_AccessMode; //设置访问模式}FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef; 3.3 配置FSMC
时钟和中断优先级的配置都在main.c中做统一配置。
引脚配置：除了RES和BK引脚以为，其他引脚都配置为复用输出模式。这里为了减少代码行数，就直接使用16进制代替GPIO_Pin。
void ILI9341_GPIO_Config(void){//复位和背光引脚：通用推挽输出GPIO_InitTypeDef ILI9341_GPIO;ILI9341_GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_11;ILI9341_GPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;ILI9341_GPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOG,&ILI9341_GPIO);//数据引脚和控制引脚：复用推挽输出//GPIODILI9341_GPIO.GPIO_Pin = 0xC733;ILI9341_GPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOD,&ILI9341_GPIO);//GPIOEILI9341_GPIO.GPIO_Pin = 0xFF84;//PE 2、7~15GPIO_Init(GPIOE,&ILI9341_GPIO);//GPIOGILI9341_GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_Init(GPIOG,&ILI9341_GPIO);} FSMC配置：此处就不做过多解释，详情参考STM32F10x用户手册。
void ILI9341_FSMC_Config(void){FSMC_NORSRAMDeInit(FSMC_Bank1_NORSRAM4);//复位存储块NOR/PSRAM 4FSMC_NORSRAMInitTypeDef ili9341_FSMC={0};//NOR初始化结构体/*时序配置*/FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef FSMC_ReadWrite_Timing={0};//时序结构体FSMC_ReadWrite_Timing.FSMC_AddressSetupTime = 0x01;//地址建立时间FSMC_ReadWrite_Timing.FSMC_DataSetupTime = 0x04;//数据建立时间FSMC_ReadWrite_Timing.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_B;//访问模式:模式B/*以下配置与模式B无关*/FSMC_ReadWrite_Timing.FSMC_AddressHoldTime = 0x00;//地址保持时间//仅适用于总线复用模式的NOR闪存操作FSMC_ReadWrite_Timing.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;//总线转换周期//在访问异步NOR闪存、SRAM或ROM时，这个参数不起作用FSMC_ReadWrite_Timing.FSMC_CLKDivision = 0x00;//时钟分频因子FSMC_ReadWrite_Timing.FSMC_DataLatency = 0x00;//数据延迟时间/*NOR初始化配置*/ili9341_FSMC.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;// NOR/PSRAM 4ili9341_FSMC.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;//地址数据总线不复用ili9341_FSMC.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_NOR;ili9341_FSMC.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;ili9341_FSMC.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;//同步突发模式ili9341_FSMC.FSMC_AsynchronousWait = FSMC_AsynchronousWait_Disable;//不使能等待ili9341_FSMC.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;ili9341_FSMC.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;//不支持对齐突发模式ili9341_FSMC.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;//等待信号在等待前有效ili9341_FSMC.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;//写使能ili9341_FSMC.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;//不使能等待状态插入ili9341_FSMC.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;//不使能扩展模式ili9341_FSMC.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;//不使能写突发模式ili9341_FSMC.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &FSMC_ReadWrite_Timing;ili9341_FSMC.FSMC_WriteTimingStruct = &FSMC_ReadWrite_Timing;FSMC_NORSRAMInit(&ili9341_FSMC);FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4,ENABLE);//使能FSMC} 接下来就是写数据、写命令和读数据函数。由于使用了FSMC外设，所以读写数据都可直接对地址操作。这里我定义的地址为：
#define FSMC_ADDR_CMD() *(volatile uint16_t *)0x6C000000
#define FSMC_ADDR_DATA() *(volatile uint16_t *)0x6D000000
改地址为32位地址，因为我们读取的数据位数为16位，所以做了个地址对齐并使用volatile对这段地址进行防止被优化。再取个*表示值，可读取和改变这个值。
/*\brief：写指令\param：cmd: ili9341控制指令\retval：none*/void ILI9341_WriteCmd(uint16_t cmd){FSMC_ADDR_CMD() = cmd;}/*\brief：写数据\param：data: 写入的数据\retval：none*/void ILI9341_WriteData(uint16_t data){FSMC_ADDR_DATA() = data;}/*\brief：读数据\param：none\retval：none*/uint16_t ILI9341_ReadData(void){return FSMC_ADDR_DATA();} 在此，对FSMC的操作已经结束，重要的就是用到这三个函数对ILI9341进行读写操作，换言之，使用SPI也是用到读写函数。
4. 4线SPI
此处先略。
5. LCD配置
驱动LCD屏的关键是在屏幕任意位置画一个点，相对于OLED的画点只是一个位表示亮和不亮，这里的画点，一个点表示一个16位的RGB像素点。
5.1 获取LCD显示屏ID
读取ID指令为04H，在未对屏幕进行任何配置前，可用该指令验证编写好的读写函数是否可行。
/*\brief：读显示ID信息\param：none\retval：ID信息*/uint16_t Read_LCD_ID(void){uint16_t id=0;ILI9341_WriteCmd(0x04);//读显示ID信息ILI9341_ReadData();ILI9341_ReadData();//LCD制造商IDid = ILI9341_ReadData();//驱动版文号IDid 8);//高位ILI9341_WriteData(x&0xFF);//结束地址（与起始地址相同）ILI9341_WriteData(x>>8);//高位ILI9341_WriteData(x&0xFF);ILI9341_WriteCmd(0x2B);//设置页地址//起始地址ILI9341_WriteData(y>>8);//高位ILI9341_WriteData(y&0xFF);//结束地址（与起始地址相同）ILI9341_WriteData(y>>8);//高位ILI9341_WriteData(y&0xFF);} 在设置行列地址时，将起始地址和结束地址设置为同一只，行列交叉的点便是设置的坐标点。
5.3.2 画点函数
在画一个点前，首先需要给定一个坐标点，然后再把像素点画上去。当然，不能直接使用写数据函数直接把像素点画上去，还得发送写存储器指令。
/*\brief：画点函数（在屏幕的任意位置画一个像素）\param：x: 横坐标y: 列坐标colour: 颜色（RGB565）\retval：none*/void LCD_DrawDot(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t colour){if(x+1>LCD_WIDTH || y+1>LCD_HIGH) return ;//超出屏幕范围LCD_SetCoord(x,y);//设置坐标ILI9341_WriteCmd(0x2C);ILI9341_WriteData(colour);//绘制一个像素点} 5.4 清屏函数
将屏幕清成一个颜色，这里使用的画点函数，将屏幕上的240x320个像素点逐一画上一个点。
void LCD_Clear(uint16_t colour){uint16_t i,j;for(i=0;i8);//高位ILI9341_WriteData(0&0xFF);//结束地址ILI9341_WriteData(239>>8);//高位ILI9341_WriteData(239&0xFF);ILI9341_WriteCmd(0x2B);//设置页地址//起始地址ILI9341_WriteData(0>>8);//高位ILI9341_WriteData(0&0xFF);//结束地址ILI9341_WriteData(319>>8);//高位ILI9341_WriteData(319&0xFF);ILI9341_WriteCmd(0x2C);//写存储for(i=0;i
