STM32入門學習筆記之TFTLCD顯示實驗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，這些器件都有一個共同的特點，那就是只有一個顏色，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的簡單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個象素上都設(shè)置有一個薄膜晶體管（TFT），可有效地克服非選通時的串擾，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，一般不會超過4.3英寸，RGB屏幕內(nèi)部沒有控制器，需要單片機或者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，在生活中使用的更廣泛，由于STM32F1單片機中沒有RGB控制器（LTDC模塊），所以采用核心為5510的TFT屏幕來進行TFT顯示實驗。

注 ：我們在網(wǎng)上看到的大尺寸MCU屏幕一般都是以屏幕+PCB的形式，這是因為板子上攜帶了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)動方式來進行驅(qū)動。

10.2 TFTLCD模塊原理圖

10.2.1 原理圖

RST：復位端口，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：電源負極

LEDK：背光LED負極

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簡介

FSMC，即靈活的靜態(tài)存儲控制器，能夠與同步或異步存儲器和16位PC存儲器卡連接，STM32F1的FSMC接口支持包括SRAM、NANDFLASH、NOR FLASH和PSRAM等存儲器。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，通過CS端口來區(qū)分不同的設(shè)備，比如我們這個實驗中LCD的片選就是接在FSMC_NE4端口上，其實本質(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（WR），讀信號（RD）和片選，TFTLCD顯然除了不具備地址線，其他的信號都是具備的，所以我們可以采用SRAM的方式來進行TFT的控制，這種控制方式的好處就是對比傳統(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的外部存儲器劃分為了固定的4個256 M的存儲塊，如下圖所示。

我們在驅(qū)動TFTLCD的時候，用到的存儲塊是塊1，STM32將FSMC的存儲塊1分為4個區(qū)，每個區(qū)管理64M的空間，每個區(qū)都有獨立的寄存器對連接的存儲器進行配置，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個位來自外部存儲器的地址，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Bank1接的是16位寬度存儲器的時候：地址線的[25:1]對應(yīng)FSMC_A[24:0]

當Bank1接的是8位寬度存儲器的時候：地址線的[25:0]對應(yīng)FSMC_A[25:0]

對于NOR FLASH控制器，主要通過3個寄存器來設(shè)置FSMC的時序參數(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，FSMC將系統(tǒng)時鐘分頻后，發(fā)送給外部存儲器作為同步時鐘信號 FSMC_CLK。此時需要的設(shè)置的時間參數(shù)有2個，即系統(tǒng)時鐘HCLK與FSMC_CLK的分頻系數(shù)（可以2~16分頻），同步突發(fā)訪問中獲取第一個數(shù)據(jù)所需要的等待延遲。

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

   在實際擴展時，根據(jù)選用存儲器的特征確定時序模型，從而確定各時間參數(shù)與存儲器讀/寫周期參數(shù)指標之間的計算關(guān)系，利用該計算關(guān)系和存儲芯片數(shù)據(jù)手冊中給定的參數(shù)指標，可計算出FSMC所需要的各時間參數(shù)，從而對時間參數(shù)寄存器進行合理的配置。

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

模式A支持獨立的讀寫時序控制，這個對驅(qū)動TFTLCD來說非常有用，因為TFTLCD在讀的時候，一般比較慢，而在寫的時候可以比較快，如果讀寫用一樣的時序，那么只能以讀的時序為基準，從而導致寫的速度變慢，或者在讀數(shù)據(jù)的時候，重新配置FSMC的延時，在讀操作完成的時候，再配置回寫的時序，這樣雖然也不會降低寫的速度，但是頻繁配置，比較麻煩。而如果有獨立的讀寫時序控制，那么我們只要初始化的時候配置好，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）