STM32入門學(xué)習(xí)筆記之TFTLCD顯示實(shí)驗(yàn)1

10.1 概述

之前在51為核心的系統(tǒng)里面，常用的顯示器件有LED，數(shù)碼管，LCD1602和LCD12864，這些器件都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，那就是只有一個(gè)顏色，沒有辦法顯示彩色圖片，為了顯示彩色圖片，我們引入了TFT顯示模組。TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器。其英文全稱為：ThinFilmTransistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD與無源TN-LCD、STN-LCD的簡(jiǎn)單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個(gè)象素上都設(shè)置有一個(gè)薄膜晶體管（TFT），可有效地克服非選通時(shí)的串?dāng)_，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關(guān)，因此大大提高了圖像質(zhì)量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶顯示器。

目前常用的TFT顯示模組按照接口類型可以分為MCU屏幕與RGB屏幕，其中MCU在STM32F1系列中比較常用，原因是MCU屏幕內(nèi)部集成了顯示控制器，只需要按照手冊(cè)指定的協(xié)議將輸入發(fā)送過去即可，但是MCU屏幕受限于屏幕尺寸，一般不會(huì)超過4.3英寸，RGB屏幕內(nèi)部沒有控制器，需要單片機(jī)或者CPU自帶控制器，但是RGB屏幕尺寸較大，且刷新速度快，通用性強(qiáng)，在生活中使用的更廣泛，由于STM32F1單片機(jī)中沒有RGB控制器（LTDC模塊），所以采用核心為5510的TFT屏幕來進(jìn)行TFT顯示實(shí)驗(yàn)。

注 ：我們?cè)诰W(wǎng)上看到的大尺寸MCU屏幕一般都是以屏幕+PCB的形式，這是因?yàn)榘遄由蠑y帶了8080并口轉(zhuǎn)RGB芯片，所以這種情況下，也可以使用MCU屏幕的驅(qū)動(dòng)方式來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

10.2 TFTLCD模塊原理圖

10.2.1 原理圖

RST：復(fù)位端口，高電平有效

CS：片選，低電平有效

RS：數(shù)據(jù)命令選擇，低電平代表命令，高電平代表數(shù)據(jù)

WR：寫控制，高電平有效

RD：讀控制，高電平有效

DB0~DB15：16位并行數(shù)據(jù)口

VCC：電源正極

GND：電源負(fù)極

LEDK：背光LED負(fù)極

LEDA：背光LED正極

Y-：觸摸屏Y軸數(shù)據(jù)

X-：觸摸屏X軸數(shù)據(jù)

Y+：觸摸屏Y軸數(shù)據(jù)

X+：觸摸屏X軸數(shù)據(jù)

10.3 FSMC

10.3.1 FSMC簡(jiǎn)介

FSMC，即靈活的靜態(tài)存儲(chǔ)控制器，能夠與同步或異步存儲(chǔ)器和16位PC存儲(chǔ)器卡連接，STM32F1的FSMC接口支持包括SRAM、NANDFLASH、NOR FLASH和PSRAM等存儲(chǔ)器。一般大容量，且引腳數(shù)目在100腳及以上的 STM32F103芯片都帶有FSMC接口，F(xiàn)SMC的框圖如圖所示。

從上圖可知，STM32的FSMC將設(shè)備分為3種：NOR/PSRAM設(shè)備，NAND設(shè)備和PC設(shè)備，共用地址數(shù)據(jù)總線等信號(hào)，通過CS端口來區(qū)分不同的設(shè)備，比如我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)中LCD的片選就是接在FSMC_NE4端口上，其實(shí)本質(zhì)上就是把TFTLCD作為SRAM來控制。

   外部SRAM設(shè)備的連接一般有地址線（A0~A18），數(shù)據(jù)線（D0~D15），寫信號(hào)（WR），讀信號(hào)（RD）和片選，TFTLCD顯然除了不具備地址線，其他的信號(hào)都是具備的，所以我們可以采用SRAM的方式來進(jìn)行TFT的控制，這種控制方式的好處就是對(duì)比傳統(tǒng)的GPIO翻轉(zhuǎn)可以更快的將數(shù)據(jù)送入TFT。

   STM32F1的FSMC支持8/16/32位數(shù)據(jù)寬度，我們的TFT模塊采用的是16位數(shù)據(jù)寬度，所以只需要將FSMC配置為外置16位寬度即可。FSMC的外部存儲(chǔ)器劃分為了固定的4個(gè)256 M的存儲(chǔ)塊，如下圖所示。

我們?cè)隍?qū)動(dòng)TFTLCD的時(shí)候，用到的存儲(chǔ)塊是塊1，STM32將FSMC的存儲(chǔ)塊1分為4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)管理64M的空間，每個(gè)區(qū)都有獨(dú)立的寄存器對(duì)連接的存儲(chǔ)器進(jìn)行配置，BANK1的256M空間由28根地址線尋址，這28根地址線如下表所示，其中低26個(gè)位來自外部存儲(chǔ)器的地址，我們可以將TFTLCD的片選接在低26位上，通過發(fā)送地址來選中片選，只有高2位才是內(nèi)部可以控制的。

注：

當(dāng)Bank1接的是16位寬度存儲(chǔ)器的時(shí)候：地址線的[25:1]對(duì)應(yīng)FSMC_A[24:0]

當(dāng)Bank1接的是8位寬度存儲(chǔ)器的時(shí)候：地址線的[25:0]對(duì)應(yīng)FSMC_A[25:0]

對(duì)于NOR FLASH控制器，主要通過3個(gè)寄存器來設(shè)置FSMC的時(shí)序參數(shù)，NORFLASH控制器支持同步和異步突發(fā)兩種訪問方式。

   選用同步突發(fā)訪問方式時(shí)，FSMC將系統(tǒng)時(shí)鐘分頻后，發(fā)送給外部存儲(chǔ)器作為同步時(shí)鐘信號(hào) FSMC_CLK。此時(shí)需要的設(shè)置的時(shí)間參數(shù)有2個(gè)，即系統(tǒng)時(shí)鐘HCLK與FSMC_CLK的分頻系數(shù)（可以2~16分頻），同步突發(fā)訪問中獲取第一個(gè)數(shù)據(jù)所需要的等待延遲。

   選用異步突發(fā)訪問方式時(shí)，則需要設(shè)置3個(gè)時(shí)間參數(shù)：地址建立時(shí)間、數(shù)據(jù)建立時(shí)間和地址保持時(shí)間。FSMC綜合了SRAM/ROM、PSRAM和NOR Flash產(chǎn)品的信號(hào)特點(diǎn)，定義了4種不同的異步時(shí)序模型。選用不同的時(shí)序模型時(shí)，需要設(shè)置不同的時(shí)序參數(shù)。

   在實(shí)際擴(kuò)展時(shí)，根據(jù)選用存儲(chǔ)器的特征確定時(shí)序模型，從而確定各時(shí)間參數(shù)與存儲(chǔ)器讀/寫周期參數(shù)指標(biāo)之間的計(jì)算關(guān)系，利用該計(jì)算關(guān)系和存儲(chǔ)芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)中給定的參數(shù)指標(biāo)，可計(jì)算出FSMC所需要的各時(shí)間參數(shù)，從而對(duì)時(shí)間參數(shù)寄存器進(jìn)行合理的配置。

   我們現(xiàn)在使用異步模式A方式來控制LCD，模式A的讀操作時(shí)序如下圖所示。

模式A支持獨(dú)立的讀寫時(shí)序控制，這個(gè)對(duì)驅(qū)動(dòng)TFTLCD來說非常有用，因?yàn)?span id="htpxpp5"    class="hljs-selector-tag">TFTLCD在讀的時(shí)候，一般比較慢，而在寫的時(shí)候可以比較快，如果讀寫用一樣的時(shí)序，那么只能以讀的時(shí)序?yàn)榛鶞?zhǔn)，從而導(dǎo)致寫的速度變慢，或者在讀數(shù)據(jù)的時(shí)候，重新配置FSMC的延時(shí)，在讀操作完成的時(shí)候，再配置回寫的時(shí)序，這樣雖然也不會(huì)降低寫的速度，但是頻繁配置，比較麻煩。而如果有獨(dú)立的讀寫時(shí)序控制，那么我們只要初始化的時(shí)候配置好，之后就不用再配置，既可以滿足速度要求，又不需要頻繁改配置。

   模式A的寫操作如下圖所示。

10.3.2 相關(guān)寄存器

（1）SRAM/NOR 閃存片選控制寄存器：FSMC_BCRx（x=1~4）