物联网之LoRa开发与应用三（LoRa人机界面开发）

文章要点：

1、TFT液晶屏工作原理

2、TFT液晶屏驱动开发

3、TFT人机界面开发
TFT液晶屏工作原理

内容概要：

1、TFT液晶屏显示原理

2、1.44寸TFT液晶屏工作原理

3、1.44寸TFT液晶屏硬件设计

TFT液晶屏如何显示：

颜色深度：

Color 介绍 ：

① R,G,B三基色组合形成各种颜色。

②能显示的颜色数由RGB的数字信号的位数来决定。（8bit 数字信号刚好能显示16.7M种颜色）

以3bit为例数字信号为例：

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模块：

TFT驱动控制器：

1.44寸模块电路详解：

TFT液晶屏驱动开发（驱动芯片资料下载链接：https://pan.baidu.com/s/1-tOqlGj_qsniN4xrjIp_aA 密码：1och）

内容概要：

1、TFT液晶屏硬件接口驱动开发

2、TFT液晶屏取模方式

3、TFT液晶屏显示字符串

硬件接口初始化：

根据硬件设计，LoRa与LCD共用SPI总线，且LCD_MISO用于命令/数据模式切换控制。

需要修改gpio初始化源码，让片选接口拉高。

写指令：

写数据：

初始化：

设置显示区域：

设置行列起始地址，在此区域内写点数据自动换行

画点和清屏：

RGB565颜色对照表：（详细对照表可以百度搜索）

驱动源码移植：（源码下载链接：https://pan.baidu.com/s/1MLheOr6d3KDLRROalrPugg 密码：zdjg）

将源码中的三个文件按照如下位置放入相应的工程文件目录下：

打开工程文件，将lcd.c添加到工程中：

清除警告：

LoRa模块和LCD显示屏都是接到同一个SPI引脚，初始化时片选（NSS）引脚要修改为不使能（高电平）：

上电后液晶屏显示黄色屏幕：

在main.c函数中添加如下代码：

1、添加头文件：

#include "lcd.h"

2、添加初始化函数和清屏函数：

Lcd_Init();//LCD初始化函数
Lcd_Clear(YELLOW);//全屏清屏函数，参数是清屏时填充的颜色（16位表示）

取模方式：

取模工具：（工具加载链接：https://pan.baidu.com/s/1jwRDjs69i0K9j6ctEFQvtg 密码：yedy）

文字取模软件（该工具在本项目中使用不到，可自行了解）

工程中新建一个.h文件，将生成的子模数据复制到该文件中，将数据修改成如下数组，并在lcd.c中添加显示文字的代码：

图片取模软件

将生成的.h文件复制到工程的相关目录中，并在lcd.c中添加显示图片的代码：

/*************************************************
函数名：showimage
功能：显示一副图片
入口参数：图片缓存
返回值：无
*************************************************/
//因为一副128*128的图片需要32768个8位数组成（数组元素有32768个），很显然数组太大，不能放到内存中，只能放在静态存储区，所以参数使用 const 修饰
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++)//因为我们已经设置显示屏显示范围为128*128，所以写满一行会自动换行，不需单独写代码
{
LData = *(p+i*2);
HData = *(p+i*2+1);
LCD_WriteData_16Bit(HData<<8|LData);
}
}

将该函数申明添加到lcd.h中：

main.c函数中调用该函数，将图片显示到LCD

showimage_all(0,0,32768, gImage_world);//或者：showimage(gImage_world);

LCD显示字符串：

//lcd.c

/*************************************************
函数名：Gui_DrawFont_GBK16
功能：显示一个字符串
入口参数：列地址、行地址、字体颜色、背景颜色、要写入的字符串
返回值：无
*************************************************/
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液晶屏人机界面开发

开机界面设计：

略：讲图片取模软件时已经做过。。。

菜单界面设计：

lcd中添加如下函数：（注：必须将函数声明添加到lcd.h中）

void show_ssid(uint8_t *s)//将SSID数据显示到屏幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW, s);
}

void show_rx(uint8_t *s)//将RX数据显示到屏幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW, s);
}

void show_tx(uint8_t *s)//将TX数据显示到屏幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW, s);
}

main.c中添加如下代码：

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 打开LCD屏幕显示

实验结果：

lcd.c文件完整代码及分析如下：

#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;//根据原理图可知该引脚为spi的SIMO引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//将PB4重新设置为推挽输出模式，之前是SPI模式，现重新设置是为了切换数据和命令模式（使用LCD时）
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

//向液晶屏写一个8位指令
void Lcd_WriteIndex(uint8_t Index)
{
//SPI 写命令时序开始
//NSS = 0;
LCD_CS_CLR; //将PA15拉低，使能LCD显示屏
LCD_RS_CLR; //LCD_RS_CLR 将PB4拉低，将LCD设置为写命令模式
HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Index,1,0xfff);
//NSS = 1;
LCD_CS_SET; //将PA15拉高，关闭LCD显示屏的SPI
}
//向液晶屏写一个8位数据
void Lcd_WriteData(uint8_t Data)
{
LCD_CS_CLR; //将PA15拉低，使能LCD显示屏
LCD_RS_SET; //LCD_RS_CLR 将PB4拉高，将LCD设置为写数据模式
HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Data,1,0xfff);
LCD_CS_SET; //将PA15拉高，关闭LCD显示屏的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); //写入高8位数据
HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Data_L,1,0xfff); //写入低8位数据
LCD_CS_SET;
}

//LCD Init For 1.44Inch LCD Panel with ST7735R.
void Lcd_Init(void) //LCD初始化函数
{

LCD_GPIO_Init();//spi的SIMO的初始化
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);//根据原理图可知：PB6引脚为LCD背光设置引脚，这里设置为使能背光

Lcd_WriteIndex(0x01);//Sleep 写命令：软复位

HAL_Delay(120);//写命令之后需要延时120ms才能写下一个命令

Lcd_WriteIndex(0x11);//Sleep exit 退出休眠模式

HAL_Delay(120);

Lcd_WriteIndex(0x36); //打开0x36寄存器，该寄存器可设置：MX（列扫描）, MY（行扫描）, RGB mode等
Lcd_WriteData(0xC8); //写数据，设置0x36寄存器的值

Lcd_WriteIndex(0x3A); //65k mode 颜色深度寄存器
Lcd_WriteData(0x05); //设置显示颜色的数据位为16位

//Lcd_WriteIndex(0x29);//Display on 打开LCD屏幕显示
}

/*************************************************
函数名：LCD_Set_Region
功能：设置lcd显示区域，在此区域写点数据自动换行
入口参数：xy起点和终点
返回值：无
*************************************************/
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);

}
/*************************************************
函数名：Lcd_Clear
功能：全屏清屏函数
入口参数：填充颜色COLOR
返回值：无
*************************************************/
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);
}
}

/*************************************************
函数名：showimage
功能：显示一副图片
入口参数：图片缓存
返回值：无
*************************************************/
//因为一副128*128的图片需要32768个8位数组成（数组元素有32768个），很显然数组太大，不能放到内存中，只能放在静态存储区，所以参数使用 const 修饰
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++)//因为我们已经设置显示屏显示范围为128*128，所以写满一行会自动换行，不需单独写代码
{
LData = *(p+i*2);
HData = *(p+i*2+1);
LCD_WriteData_16Bit(HData<<8|LData);
}
}

/*************************************************
函数名：showimage
功能：任何位置显示任何图片（必须在显示屏显示的范围之内）
入口参数：列的起始地址、行的起始地址、数组的大小、图片缓存
返回值：无
*************************************************/
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++)//因为我们已经设置显示屏显示范围为128*128，所以写满一行会自动换行，不需单独写代码
{
LData = *(p+i*2);
HData = *(p+i*2+1);
LCD_WriteData_16Bit(HData<<8|LData);
}
}

/*************************************************
函数名：LCD_DrawPoint
功能：画一个点
入口参数：无
返回值：无
*************************************************/
void Gui_DrawPoint(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t Data)
{
Lcd_SetRegion(x,y,x+1,y+1);
LCD_WriteData_16Bit(Data);

}

/*************************************************
函数名：Gui_DrawFont_GBK16
功能：显示一个字符串
入口参数：列地址、行地址、字体颜色、背景颜色、要写入的字符串
返回值：无
*************************************************/
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)//将SSID数据显示到屏幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 50, BLACK, YELLOW, s);
}

void show_rx(uint8_t *s)//将RX数据显示到屏幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 77, BLACK, YELLOW, s);
}

void show_tx(uint8_t *s)//将TX数据显示到屏幕上
{
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW," ");
Gui_DrawFont_GBK16(60, 104, BLACK, YELLOW, s);
}

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作者：许新天
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/weixin_39148042/article/details/81700206