物聯網之LoRa開發與應用三（Lora人機介面開發）
文章要點：
1、TFT液晶屏工作原理
2、TFT液晶屏驅動開發
3、TFT人機介面開發
TFT液晶屏工作原理
內容概要：
1、TFT液晶屏顯示原理
2、1.44寸TFT液晶屏工作原理
3、1.44寸TFT液晶屏硬體設計
TFT液晶屏如何顯示：
顏色深度：
Color 介紹 ：
① R,G,B三基色組合形成各種顏色。
②能顯示的顏色數由RGB的數字訊號的位數來決定。（8bit 數字訊號剛好能顯示16.7M種顏色）
以3bit為例數字訊號為例：
For 3 bit ： 23(R) * 23(G) * 23(B) = 256 colors
For 6 bit ： 26(R) * 26(G) * 26(B) = 262144 colors（242K）
For8 bit： 28(R) * 28(G) * 28(B) =16777216 colors（16.7M）
For10 bit： 210(R) * 210(G) * 210(B) =1073741824 colors（1 billion）
1.44寸TFT模組：
TFT驅動控制器：
1.44寸模組電路詳解：
TFT液晶屏驅動開發（驅動晶片資料下載連結：https://pan.baidu.com/s/1-tOqlGj_qsniN4xrjIp_aA 密碼：1och）
內容概要：
1、TFT液晶屏硬體介面驅動開發
2、TFT液晶屏取模方式
3、TFT液晶屏顯示字串
硬體介面初始化
根據硬體設計，LoRa與LCD共用SPI匯流排，且LCD_MISO用於命令/資料模式切換控制。
需要修改gpio初始化原始碼，讓片選介面拉高。
寫指令：
寫資料：
初始化：
設定顯示區域：
設定行列起始地址，在此區域內寫點資料自動換行
畫點和清屏：
RGB565顏色對照表：（詳細對照表可以百度搜索）
驅動原始碼移植：（原始碼下載連結：https://pan.baidu.com/s/1MLheOr6d3KDLRROalrPugg 密碼：zdjg）
將原始碼中的三個檔案按照如下位置放入相應的工程檔案目錄下：
開啟工程檔案，將lcd.c新增到工程中：
清除警告：
LoRa模組和LCD顯示屏都是接到同一個SPI引腳，初始化時片選（NSS）引腳要修改為不使能（高電平）：
上電後液晶屏顯示黃色螢幕：
在main.c函式中新增如下程式碼：
1、新增標頭檔案：
#include "lcd.h"2、新增初始化函式和清屏函式：
Lcd_Init();//LCD初始化函式
Lcd_Clear(YELLOW);//全屏清屏函式，引數是清屏時填充的顏色（16位表示）
取模方式：
取模工具：（工具載入連結：https://pan.baidu.com/s/1jwRDjs69i0K9j6ctEFQvtg 密碼：yedy）
文字取模軟體（該工具在本專案中使用不到，可自行了解）
工程中新建一個.h檔案，將生成的子模資料複製到該檔案中，將資料修改成如下陣列，並在lcd.c中新增顯示文字的程式碼：
圖片取模軟體
將生成的.h檔案複製到工程的相關目錄中，並在lcd.c中新增顯示圖片的程式碼：
/*************************************************
函式名：showimage
功能：顯示一副圖片
入口引數：圖片快取
返回值：無
*************************************************/
//因為一副128*128的圖片需要32768個8位陣列成（陣列元素有32768個），很顯然陣列太大，不能放到記憶體中，只能放在靜態儲存區，所以引數使用 const 修飾
void showimage(const unsigned char *p)
{
unsigned int i;
uint16_t HData,LData;
Lcd_SetRegion(0,0,X_MAX_PIXEL-1,Y_MAX_PIXEL-1);
Lcd_WriteIndex(0x2C);
for(i = 0;i < 128*128;i++)//因為我們已經設定顯示屏顯示範圍為128*128，所以寫滿一行會自動換行，不需單獨寫程式碼
{
LData = *(p+i*2);
HData = *(p+i*2+1);
LCD_WriteData_16Bit(HData<<8|LData);
}
}將該函式申明新增到lcd.h中：
main.c函式中呼叫該函式，將圖片顯示到LCD
showimage_all(0,0,32768, gImage_world);//或者：showimage(gImage_world);
LCD顯示字串：
//lcd.c
/*************************************************
函式名：Gui_DrawFont_GBK16
功能：顯示一個字串
入口引數：列地址、行地址、字型顏色、背景顏色、要寫入的字串
返回值：無
*************************************************/
void Gui_DrawFont_GBK16(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t fc, uint16_t bc, uint8_t *s)
{
int i,j,k,x,y,xx;
unsigned char qm;
long int ulOffset;
char ywbuf[32];
// char temp[2];
for(i = 0; i<strlen((char*)s);i++)
{
if(((unsigned char)(*(s+i))) >= 161)
{
// temp[0] = *(s+i);
// temp[1] = '\0';
return;
}
else
{
qm = *(s+i);
ulOffset = (long int)(qm) * 16;
for (j = 0; j < 16; j ++)
{
ywbuf[j]=Zk_ASCII8X16[ulOffset+j];
}
for(y = 0;y < 16;y++)
{
for(x=0;x<8;x++)
{
k=x % 8;
if(ywbuf[y]&(0x80 >> k))
{
xx=x0+x+i*8;
Gui_DrawPoint(xx,y+y0,fc);
}
else
{
xx=x0+x+i*8;
Gui_DrawPoint(xx,y+y0,bc);
}
}
}
}
}
}TFT液晶屏人機介面開發
開機介面設計：
略：講圖片取模軟體時已經做過。。。
選單介面設計：
lcd中新增如下函式：（注：必須將函式宣告新增到lcd.h中）
void show_ssid(uint8_t *s)//將SSID資料顯示到螢幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW, s);
}
void show_rx(uint8_t *s)//將RX資料顯示到螢幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW, s);
}
void show_tx(uint8_t *s)//將TX資料顯示到螢幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW, s);
}main.c中新增如下程式碼：
Lcd_Clear_xy(0,0,GREEN);
Lcd_Clear_xy(0,45,YELLOW);
Gui_DrawFont_GBK16(12, 10, RED, GREEN, "LoRa Topology");
Gui_DrawFont_GBK16(40, 26, RED, GREEN, "Master");
Gui_DrawFont_GBK16(12, 50, BLACK, YELLOW, "SSID:");
Gui_DrawFont_GBK16(12, 77, BLACK, YELLOW, "RX:");
Gui_DrawFont_GBK16(12, 104, BLACK, YELLOW, "TX:");
show_ssid("ERROR");
show_rx("ERROR");
show_tx("ERROR");
Lcd_WriteIndex(0x29);//Display on 開啟LCD螢幕顯示實驗結果：
lcd.c檔案完整程式碼及分析如下：
#include "gpio.h"
#include "stdint.h"
#include "lcd.h"
#include "font_lcd.h"
#include "string.h"
#include "spi.h"
void Delay_ms(int time)
{
int i,j;
for(i=0;i<time*10;i++)
{
for(j=0;j<100;j++)
{
}
}
}
void LCD_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin Output Level */
// HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
/*Configure GPIO pins : PB4 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4;//根據原理圖可知該引腳為spi的SIMO引腳
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//將PB4重新設定為推輓輸出模式，之前是SPI模式，現重新設定是為了切換資料和命令模式（使用LCD時）
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
//向液晶屏寫一個8位指令
void Lcd_WriteIndex(uint8_t Index)
{
//SPI 寫命令時序開始
//NSS = 0;
LCD_CS_CLR; //將PA15拉低，使能LCD顯示屏
LCD_RS_CLR; //LCD_RS_CLR 將PB4拉低，將LCD設定為寫命令模式
HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Index,1,0xfff);
//NSS = 1;
LCD_CS_SET; //將PA15拉高，關閉LCD顯示屏的SPI
}
//向液晶屏寫一個8位資料
void Lcd_WriteData(uint8_t Data)
{
LCD_CS_CLR; //將PA15拉低，使能LCD顯示屏
LCD_RS_SET; //LCD_RS_CLR 將PB4拉高，將LCD設定為寫資料模式
HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Data,1,0xfff);
LCD_CS_SET; //將PA15拉高，關閉LCD顯示屏的SPI
}
void LCD_WriteData_16Bit(uint16_t Data)
{
uint8_t Data_H = Data>>8;
uint8_t Data_L = Data&0xFF;
LCD_CS_CLR;
LCD_RS_SET;
HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Data_H,1,0xfff); //寫入高8位資料
HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Data_L,1,0xfff); //寫入低8位資料
LCD_CS_SET;
}
//LCD Init For 1.44Inch LCD Panel with ST7735R.
void Lcd_Init(void) //LCD初始化函式
{
LCD_GPIO_Init();//spi的SIMO的初始化
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);//根據原理圖可知：PB6引腳為LCD背光設定引腳，這裡設定為使能背光
Lcd_WriteIndex(0x01);//Sleep 寫命令：軟復位
HAL_Delay(120);//寫命令之後需要延時120ms才能寫下一個命令
Lcd_WriteIndex(0x11);//Sleep exit 退出休眠模式
HAL_Delay(120);
Lcd_WriteIndex(0x36); //開啟0x36暫存器，該暫存器可設定：MX（列掃描）, MY（行掃描）, RGB mode等
Lcd_WriteData(0xC8); //寫資料，設定0x36暫存器的值
Lcd_WriteIndex(0x3A); //65k mode 顏色深度暫存器
Lcd_WriteData(0x05); //設定顯示顏色的資料位為16位
//Lcd_WriteIndex(0x29);//Display on 開啟LCD螢幕顯示
}
/*************************************************
函式名：LCD_Set_Region
功能：設定lcd顯示區域，在此區域寫點資料自動換行
入口引數：xy起點和終點
返回值：無
*************************************************/
void Lcd_SetRegion(uint16_t x_start,uint16_t y_start,uint16_t x_end,uint16_t y_end)
{
Lcd_WriteIndex(0x2a);
Lcd_WriteData(0x00);
Lcd_WriteData(x_start+2);
Lcd_WriteData(0x00);
Lcd_WriteData(x_end+2);
Lcd_WriteIndex(0x2b);
Lcd_WriteData(0x00);
Lcd_WriteData(y_start+3);
Lcd_WriteData(0x00);
Lcd_WriteData(y_end+3);
Lcd_WriteIndex(0x2c);
}
/*************************************************
函式名：Lcd_Clear
功能：全屏清屏函式
入口引數：填充顏色COLOR
返回值：無
*************************************************/
void Lcd_Clear(uint16_t Color)
{
unsigned int i,m;
Lcd_SetRegion(0,0,X_MAX_PIXEL-1,Y_MAX_PIXEL-1);
Lcd_WriteIndex(0x2C);
for(i=0;i<X_MAX_PIXEL;i++)
for(m=0;m<Y_MAX_PIXEL;m++)
{
LCD_WriteData_16Bit(Color);
}
}
/****************************************************/
void Lcd_Clear_xy(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t Color)
{
unsigned int i,m;
Lcd_SetRegion(x,y,X_MAX_PIXEL-1,Y_MAX_PIXEL-1);
Lcd_WriteIndex(0x2C);
for(i=x;i<X_MAX_PIXEL;i++)
for(m=y;m<Y_MAX_PIXEL;m++)
{
LCD_WriteData_16Bit(Color);
}
}
/*************************************************
函式名：showimage
功能：顯示一副圖片
入口引數：圖片快取
返回值：無
*************************************************/
//因為一副128*128的圖片需要32768個8位陣列成（陣列元素有32768個），很顯然陣列太大，不能放到記憶體中，只能放在靜態儲存區，所以引數使用 const 修飾
void showimage(const unsigned char *p)
{
unsigned int i;
uint16_t HData,LData;
Lcd_SetRegion(0,0,X_MAX_PIXEL-1,Y_MAX_PIXEL-1);
Lcd_WriteIndex(0x2C);
for(i = 0;i < 128*128;i++)//因為我們已經設定顯示屏顯示範圍為128*128，所以寫滿一行會自動換行，不需單獨寫程式碼
{
LData = *(p+i*2);
HData = *(p+i*2+1);
LCD_WriteData_16Bit(HData<<8|LData);
}
}
/*************************************************
函式名：showimage
功能：任何位置顯示任何圖片（必須在顯示屏顯示的範圍之內）
入口引數：列的起始地址、行的起始地址、陣列的大小、圖片快取
返回值：無
*************************************************/
void showimage_all(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t size, const unsigned char *p)
{
unsigned int i;
uint16_t HData,LData;
Lcd_SetRegion(x,y,X_MAX_PIXEL-1,Y_MAX_PIXEL-1);
Lcd_WriteIndex(0x2C);
for(i = 0;i < size/2;i++)//因為我們已經設定顯示屏顯示範圍為128*128，所以寫滿一行會自動換行，不需單獨寫程式碼
{
LData = *(p+i*2);
HData = *(p+i*2+1);
LCD_WriteData_16Bit(HData<<8|LData);
}
}
/*************************************************
函式名：LCD_DrawPoint
功能：畫一個點
入口引數：無
返回值：無
*************************************************/
void Gui_DrawPoint(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t Data)
{
Lcd_SetRegion(x,y,x+1,y+1);
LCD_WriteData_16Bit(Data);
}
/*************************************************
函式名：Gui_DrawFont_GBK16
功能：顯示一個字串
入口引數：列地址、行地址、字型顏色、背景顏色、要寫入的字串
返回值：無
*************************************************/
void Gui_DrawFont_GBK16(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t fc, uint16_t bc, uint8_t *s)
{
int i,j,k,x,y,xx;
unsigned char qm;
long int ulOffset;
char ywbuf[32];
// char temp[2];
for(i = 0; i<strlen((char*)s);i++)
{
if(((unsigned char)(*(s+i))) >= 161)
{
// temp[0] = *(s+i);
// temp[1] = '\0';
return;
}
else
{
qm = *(s+i);
ulOffset = (long int)(qm) * 16;
for (j = 0; j < 16; j ++)
{
ywbuf[j]=Zk_ASCII8X16[ulOffset+j];
}
for(y = 0;y < 16;y++)
{
for(x=0;x<8;x++)
{
k=x % 8;
if(ywbuf[y]&(0x80 >> k))
{
xx=x0+x+i*8;
Gui_DrawPoint(xx,y+y0,fc);
}
else
{
xx=x0+x+i*8;
Gui_DrawPoint(xx,y+y0,bc);
}
}
}
}
}
}
void show_ssid(uint8_t *s)//將SSID資料顯示到螢幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW, s);
}
void show_rx(uint8_t *s)//將RX資料顯示到螢幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW, s);
}
void show_tx(uint8_t *s)//將TX資料顯示到螢幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW, s);
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