服务热线： 基于STM32的FSMC接口驱动TFT彩屏的设计的具体方案
来源：OB欧宝网页登录 发布时间：2024-06-08 08:39:54 浏览量：1技术是微电子技术和LCD技术巧妙结合的高新技术。随着时下人们对图像清晰度、刷新率、保真度的要求慢慢的升高，的应用场景范围越来越广。本文提出了一种能直接驱动数字液晶屏的设计的具体方案，方案先介绍了接口设计的硬件电路和软件程序均能对显示控制芯片进行相对有效的控制。在实际应用中显示清晰流畅，并且CPU有足够的时间来处理用户程序。该方案能成功应用在电脑横机的人机界面显示中，且其硬件电路结构相对比较简单、控制方式灵活、对其他型号的接口芯片也能提供参考。
随着电子科技类产品的一直更新，各种显示界面的开发慢慢的变多，由于TFT彩屏的性能好价格低，因而被广泛用在各种电子设备上作为显示屏。目前驱动TFT彩屏的方案有很多，可以用底端单片机驱动一个终端类型的液晶模组，这种模组价格相对较贵，当然用起来还是很方便的。
只要单片机通过串口或并行口向TFT发送几个字节的命令，就能在屏幕上显示你需要的效果。本设计利用STM32FSMC总线直接驱动TFT 数字彩屏。这种方案对相应的寄存器进行配置后就可以自动向TFT数字彩屏发送数据，无需CPU参与，让CPU有足够时间来处理其他程序。
STM32 是基于ARM 内核Cortex-M3 的32 位微控制器系列。Cortex-M3内核是为低功耗和价格敏感的应用而专门设计的，具有突出的能效比和处理速度。通过采用Thumb-2 高密度指令集，Cortex-M3 内核降低了系统存储要求，同时快速的中断处理能够很好的满足控制领域的高实时性要求，使基于该内核设计的STM32 系列微控制器能够以更优越的性价比，面向更广泛的应用领域。
STM32系列微控制器为用户更好的提供了丰富的选择，可适用于工业控制、智能家电、建筑安防、医疗设施以及消费类电子科技类产品等多方位嵌入式系统模块设计。STM32系列采用一种新型的存储器扩展技术---FSMC，在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不一样大容量静态存储器的扩展。
本设计采用3.2 寸分辨率为320×240 的液晶屏，并使用ILI9341芯片控制液晶屏。
液晶屏的控制芯片电路很复杂。GRAM 中一个存储单元对应显示屏的一个像素点。芯片内部有电路把GRAM存储单元的数据转化成液晶屏的控制信号，使每个点呈现特定的亮度和颜色，而这些点组合起来则成为显示界面。ILI9341 里有主要配置引脚和控制信号线，能够准确的通过它的设置使芯片工作在不同的模式；使用8080 接口或SPI接口与MCU 进行通信；使用8080 接口的什么模式。MUC通过SPI或8080接口与ILI9341进行通信，从而访问它的地址计数器（AC）、控制寄存器（CR）、GRAM及一个LED 控制器。LCD本身不会发光，它需要借助背光源才实现显示功能，LED控制器就是用来控制液晶屏模块中发光二级管的背光源。LI9341使用8080通信时序工作，ILI9341的8080接口有5条控制信号线：写使能信号线WRX，读使能信号线RDX，复位信号线RESX，片选信号线CSX，区分数据和命令信号线D/CX.除了控制信号，还有数据信号线 总体方案的硬件设计
本文以STM32F103VE 芯片的FSMC接口连接RGB接口数字屏，并利用DMA 从片外FLASH 读取显示数据。DMA即直接内存存取，CPU只需配置DMA相关的寄存器后，DMA 控制器就会自动将数据从一个地址传送到另外一个地址，不占用CPU 时间。本文采用STM32F103VE 芯片外部连接FLASH 用作显存，其整体硬件方案如图1所示。
由于图片的数据太大需要外接FLASH存储器用来存储图片数据，电路如图2 所示。
本设计使用的AT25DF041A芯片是一个串行接口的闪存设备，灵活的架构AT25DF041A擦掉、消除粒度小至4 KB，使它很适合数据存储，不再需要额外数据存储E2PROM设备。
本设计的软件主要有硬件层配置和显示驱动函数。硬件层配置主要是对STM32 的I/O 口的输入/输出和FSMC 相关的寄存器配置。显示驱动函数主要是向TFT彩屏发送控制命令和数据，其他的还有一些简单的画图函数。
为了模拟出8080 时序，把FSMC 地址线为低电平时，数据线］的信号会被理解为ILI9341命令，若A0为高电平时，传输的信号则会被理解为数据。所以传送数据时只需向地址为0x6xxxxxx1，0x6xxxxxx3，0x6xxxxxx5 这些奇数地址写入数据，此时地址线（D/CX）会为高电平；需要发送命令时向0x6xxxxxx0，0x6xxxxxx2，0x6xxxxxx4 这些偶数地址写入数据时，地址线（D/CX）会为低电平，这个数据会被理解为命令。在代码中利用指针变量，向不同的地址单元写入数据，就能够由 FSMC 模拟出8080 接口向ILI9341写入控制命令或GRAM的数据了。
初始化液晶屏是对液晶控制器ILI9341 用到的I/O口、FSMC 接口进行初始化，并且向该控制器写入了命令参数，配置好LCD液晶屏的基本功能。除了复位、背光用的PD11和PD0设置为通用推挽输出外，其他的与FSMC 接口相关的控制信号、地址信号、数据信号的端口全部设置为复用推挽输出。代码如下：
以上主要使用FSMC_NORSRAMInitTypeDef类型的结构体和 FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef类型的结构体对FSMC 进行配置。第一种类型结构体主要配置存储器类型，数据宽度等用于NOR FLASH 的模式配置；另一种类型结构体用于配置FSMC 的NOR FLASH模式下读/写时序中的地址建立时间、地址保持时间等。
限于篇幅，以上只是该函数其中的一部分，省略部分的代码只是写入的参数和命令有些不一样，这些命令和参数设置了像素点颜色格式、屏幕扫描方式、横屏/竖屏等初始化配置，可以从ILI9341的datasheet命令列表中查到这些命令的意义。函数 LCD_ILI9341_CMD（）的作用是写入命令，函数LCD_ILI9341_Parameter（）的作用是写入命令参数。
本文对基于STM32的TFT液晶显示模块的驱动办法来进行了探讨，设计的硬件电路和软件能对显示控制芯片ILI9341进行相对有效的控制，所有程序均在STM32系列的软件编译环境下调试通过。经实际证明，本方案是可行的，能保证320×240 点阵的TFT 刷新率，且留有足够CPU时间给用户程序。其硬件电路结构相对比较简单、控制方式灵活、对其他型号的接口芯片也有参考价值。（作者：汤莉莉，黄伟）
