【单片机】用stm32f103驱动ili9341

0xAA55 · 发表于 2018-11-6 07:20:17

欢迎访问技术宅的结界，请注册或者登录吧。

您需要登录才可以下载或查看，没有账号？立即注册→加入我们

×

上次写的代码用了DMA，做了个异步架构。但其实对于传输的数据很小，等待的数量却很多的情况下，这么做犹如大炮打蚊子——设置DMA通道那会儿花费的时间足够SPI传输完所需要的数据了。ili9341屏幕对于传输“命令”的时候DC线必须为低电平，而传输“数据”的时候DC必须为高电平，命令通常只有1字节，传输完了后就要立即传输数据作为“参数”。这个时候如果你要使用那个异步DMA方式来完成命令和数据的自动传输的话，你不能一次性就把命令和数据都打包好让DMA自动传递数据给SPI控制器，必须在发送完命令后等SPI控制器真的完成了数据传输，再设置GPIO的状态（DC线的电平），然后再进行下一轮的DMA传输。在绘制大量“随机坐标”的像素点，比如使用“中点画圆算法”画圆的时候，或者绘制斜线的时候，由于一条由像素块组成的“斜线”通常由无数条不同长度的由像素块组成的“直线段”组成，这些“直线段”很多时候都很短，使用异步DMA的话，你会把大量的时间浪费在读取异步操作队列、设置DMA通道等各种初始化的操作上。

事实上，stm32f103它也并不适合这种方式。它既不能产生足够多的、值得去使用异步方式进行输出的数据，速度也不够快——ili9341支持很高的SPI波特率，至少你可以每秒传输60帧以上的每像素18bit的全屏画面（320x240x18，共1382400bit，也就是172800字节。每秒钟60帧意味着波特率约为82 MHz）而stm32f103的SPI波特率一般只能到36 MHz（SPI1运行于APB2，假设主频72 MHz，APB2也是72 MHz）。直接使用写外设寄存器来通讯的方式已经足够。

#include<inttypes.h>
#include<stm32f10x.h>
#include<system_stm32f10x.h>
#include<stddef.h>
#include"delay.h"
#include"ili9341.h"
#define ILI9341_RCC_APB2Periph_SPIx RCC_APB2Periph_SPI1
#define ILI9341_RCC_APB2Periph_GPIOx RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ILI9341_GPIOx GPIOA
#define ILI9341_SPIx SPI1
#define ILI9341_RESET_PIN GPIO_Pin_2
#define ILI9341_DC_PIN GPIO_Pin_3
#define ILI9341_CS_PIN GPIO_Pin_4
#define ILI9341_SCK_PIN GPIO_Pin_5
#define ILI9341_MISO_PIN GPIO_Pin_6
#define ILI9341_MOSI_PIN GPIO_Pin_7
#define ILI9341_LED_PIN GPIO_Pin_8
int ILI9341_XRes;
int ILI9341_YRes;
int ILI9341_bpp;
// 配置外设时钟
static void ILI9341_RCC_Configuration()
{
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
RCC_APB2PeriphClockCmd(ILI9341_RCC_APB2Periph_SPIx | ILI9341_RCC_APB2Periph_GPIOx | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}
// 配置GPIO
static void ILI9341_GPIO_Configuration()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ILI9341_SCK_PIN | ILI9341_MOSI_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(ILI9341_GPIOx, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ILI9341_MISO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(ILI9341_GPIOx, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ILI9341_RESET_PIN | ILI9341_DC_PIN | ILI9341_CS_PIN | ILI9341_LED_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(ILI9341_GPIOx, &GPIO_InitStructure);
}
// 配置SPI
static void ILI9341_SPI_Configuration()
{
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
SPI_StructInit(&SPI_InitStructure);
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init(ILI9341_SPIx, &SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(ILI9341_SPIx, ENABLE);
}
// 使用SPI进行传输
static uint32_t ILI9341_SPIx_Transfer(uint32_t data)
{
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(ILI9341_SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(ILI9341_SPIx, data);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(ILI9341_SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
return SPI_I2S_ReceiveData(ILI9341_SPIx);
}
// 等待SPI忙状态
static void ILI9341_SPIx_Flush()
{
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(ILI9341_SPIx, SPI_I2S_FLAG_BSY) == SET);
}
// SPI控制器切到8bit模式
static void ILI9341_SPIx_8bit()
{
ILI9341_SPIx_Flush();
SPI_Cmd(ILI9341_SPIx, DISABLE);
SPI_DataSizeConfig(ILI9341_SPIx, SPI_DataSize_8b);
SPI_Cmd(ILI9341_SPIx, ENABLE);
}
// SPI控制器切到16bit模式
static void ILI9341_SPIx_16bit()
{
ILI9341_SPIx_Flush();
SPI_Cmd(ILI9341_SPIx, DISABLE);
SPI_DataSizeConfig(ILI9341_SPIx, SPI_DataSize_16b);
SPI_Cmd(ILI9341_SPIx, ENABLE);
}
// 设置屏幕方向
void ILI9341_SetOrientation(int orient)
{
uint8_t o;
switch(orient)
{
case 0: // 水平
o = 0x28;
ILI9341_XRes = 320;
ILI9341_YRes = 240;
break;
case 1: // 垂直（默认）
o = 0x48;
ILI9341_XRes = 240;
ILI9341_YRes = 320;
break;
case 2: // 垂直反向
o = 0x88;
ILI9341_XRes = 240;
ILI9341_YRes = 320;
break;
case 3: // 水平反向
o = 0xE8;
ILI9341_XRes = 320;
ILI9341_YRes = 240;
break;
default:
return;
}
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x36);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(o);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 设置传输的像素格式为RGB565
void ILI9341_Set16bpp()
{
ILI9341_bpp = 16;
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x3A);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x55);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 设置传输的像素格式为RGB666（实际传输是RGB888，每通道低位会被ILI9341丢弃）
void ILI9341_Set18bpp()
{
ILI9341_bpp = 18;
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x3A);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x66);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 初始化ILI9341
void ILI9341_Init()
{
ILI9341_RCC_Configuration();
ILI9341_GPIO_Configuration();
ILI9341_SPI_Configuration();
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_LED_PIN | ILI9341_RESET_PIN; // 熄灯，重置
delay_ms(10);
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_RESET_PIN; // 结束重置，等待初始化
delay_ms(50);
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN; // 传输命令
ILI9341_SPIx_Transfer(0x11); // 退出睡眠
delay_ms(150);
ILI9341_SPIx_Transfer(0x29); // 开启显示
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
ILI9341_SetOrientation(1); // 设置朝向
ILI9341_Set16bpp(); // 设置像素格式（默认18bpp）
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_LED_PIN; // 屏幕亮灯
}
// 垂直滚动
void ILI9341_VScroll(int top, int lines, int dest_y)
{
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x33);
ILI9341_SPIx_16bit();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(top);
ILI9341_SPIx_Transfer(lines);
ILI9341_SPIx_Transfer(ILI9341_YRes - top - lines);
ILI9341_SPIx_8bit();
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x37);
ILI9341_SPIx_16bit();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(dest_y);
ILI9341_SPIx_8bit();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 设置地址窗口
void ILI9341_SetAddress(int x1, int y1, int x2, int y2)
{
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x2A);
ILI9341_SPIx_16bit();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(x1);
ILI9341_SPIx_Transfer(x2);
ILI9341_SPIx_8bit();
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x2B);
ILI9341_SPIx_16bit();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(y1);
ILI9341_SPIx_Transfer(y2);
ILI9341_SPIx_8bit();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 设置亮度
void ILI9341_SetBrightness(uint8_t brightness)
{
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x51);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(brightness);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 取得亮度
uint8_t ILI9341_GetBrightness()
{
uint8_t brightness;
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x52);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0);
brightness = ILI9341_SPIx_Transfer(0);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
return brightness;
}
// 取像素
uint32_t ILI9341_GetPixel(int x, int y)
{
uint32_t ret = 0;
if(x < 0 || y < 0 || x >= ILI9341_XRes || y >= ILI9341_YRes) return 0;
ILI9341_SetAddress(x, y, ILI9341_XRes - 1, ILI9341_YRes - 1); // 把x,y当作“起点”
ILI9341_ReadGRAM(&ret, 1);
return ret;
}
// 绘制单个像素。慢。
void ILI9341_SetPixel(int x, int y, int r, int g, int b)
{
if(x < 0 || y < 0 || x >= ILI9341_XRes || y >= ILI9341_YRes) return;
ILI9341_SetAddress(x, y, ILI9341_XRes - 1, ILI9341_YRes - 1); // 把x,y当作“起点”
ILI9341_WriteGRAMColor(r, g, b, 1);
}
// 读显存
void ILI9341_ReadGRAM(void *ptr, size_t count)
{
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x2E);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0); // dummy read
if(ILI9341_bpp == 16)
{
uint16_t *ptr_16 = ptr;
ILI9341_SPIx_16bit();
while(count --) *ptr_16 ++ = ILI9341_SPIx_Transfer(0);
ILI9341_SPIx_8bit();
}
else
{
uint8_t *ptr_8 = ptr;
while(count --)
{
*ptr_8 ++ = ILI9341_SPIx_Transfer(0);
*ptr_8 ++ = ILI9341_SPIx_Transfer(0);
*ptr_8 ++ = ILI9341_SPIx_Transfer(0);
}
ILI9341_SPIx_Flush();
}
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 写显存
void ILI9341_WriteGRAM(void *ptr, size_t count)
{
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x2C);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
if(ILI9341_bpp == 16)
{
uint16_t *ptr_16 = ptr;
ILI9341_SPIx_16bit();
while(count --) ILI9341_SPIx_Transfer(*ptr_16 ++);
ILI9341_SPIx_8bit();
}
else
{
uint16_t *ptr_8 = ptr;
while(count --)
{
ILI9341_SPIx_Transfer(*ptr_8 ++);
ILI9341_SPIx_Transfer(*ptr_8 ++);
ILI9341_SPIx_Transfer(*ptr_8 ++);
}
ILI9341_SPIx_Flush();
}
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 向显存里重复写入纯色
void ILI9341_WriteGRAMColor(int r, int g, int b, size_t count)
{
ILI9341_GPIOx->BRR = ILI9341_CS_PIN | ILI9341_DC_PIN;
ILI9341_SPIx_Transfer(0x2C);
ILI9341_SPIx_Flush();
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_DC_PIN;
if(ILI9341_bpp == 16)
{
uint16_t color_value =
((r << 8) & 0xF800) |
((g << 3) & 0x07E0) |
((b >> 3) & 0x001F) |
0;
ILI9341_SPIx_16bit();
while(count --) ILI9341_SPIx_Transfer(color_value);
ILI9341_SPIx_8bit();
}
else
{
while(count --)
{
ILI9341_SPIx_Transfer(r);
ILI9341_SPIx_Transfer(g);
ILI9341_SPIx_Transfer(b);
}
ILI9341_SPIx_Flush();
}
ILI9341_GPIOx->BSRR = ILI9341_CS_PIN;
}
// 读取像素，注意SPI频率必须不能高于24 MHz
size_t ILI9341_ReadPixels(int x, int y, int w, int h, void *ptr)
{
size_t count;
size_t cb;
if(x < 0)
{
w += x;
if(w < 1) return 0;
x = 0;
}
else if(x >= ILI9341_XRes) return 0;
if(y < 0)
{
h += y;
if(h < 1) return 0;
y = 0;
}
else if(y >= ILI9341_YRes) return 0;
if(x + w > ILI9341_XRes) w = ILI9341_XRes - x;
if(y + h > ILI9341_YRes) h = ILI9341_YRes - y;
count = w * h;
cb = count * (ILI9341_bpp == 16 ? 2 : 3);
if(!ptr) return cb;
ILI9341_SetAddress(x, y, x + w - 1, y + h - 1);
ILI9341_ReadGRAM(ptr, count);
return cb;
}
// 写像素，SPI频率可以很高
size_t ILI9341_WritePixels(int x, int y, int w, int h, void *ptr)
{
size_t count;
size_t cb;
if(x < 0)
{
w += x;
if(w < 1) return 0;
x = 0;
}
else if(x >= ILI9341_XRes) return 0;
if(y < 0)
{
h += y;
if(h < 1) return 0;
y = 0;
}
else if(y >= ILI9341_YRes) return 0;
if(x + w > ILI9341_XRes) w = ILI9341_XRes - x;
if(y + h > ILI9341_YRes) h = ILI9341_YRes - y;
count = w * h;
cb = count * (ILI9341_bpp == 16 ? 2 : 3);
if(!ptr) return cb;
ILI9341_SetAddress(x, y, x + w - 1, y + h - 1);
ILI9341_WriteGRAM(ptr, count);
return cb;
}
// 填充矩形区域，给两个对角坐标
void ILI9341_FillRect(int x1, int y1, int x2, int y2, int r, int g, int b)
{
if(x2 < x1) {int t = x1; x1 = x2; x2 = t;}
if(y2 < y1) {int t = y1; y1 = y2; y2 = t;}
if(x1 < 0) x1 = 0; else if(x1 > ILI9341_XRes - 1) x1 = ILI9341_XRes - 1;
if(x2 < 0) x2 = 0; else if(x2 > ILI9341_XRes - 1) x2 = ILI9341_XRes - 1;
if(y1 < 0) y1 = 0; else if(y1 > ILI9341_YRes - 1) y1 = ILI9341_YRes - 1;
if(y2 < 0) y2 = 0; else if(y2 > ILI9341_YRes - 1) y2 = ILI9341_YRes - 1;
ILI9341_SetAddress(x1, y1, x2, y2);
ILI9341_WriteGRAMColor(r, g, b, (x2 + 1 - x1) * (y2 + 1 - y1));
}
// 填充矩形区域，给左上角坐标和矩形宽高
void ILI9341_FillRect2(int x, int y, int w, int h, int r, int g, int b)
{
if(x < 0)
{
w += x;
if(w < 1) return;
x = 0;
}
else if(x >= ILI9341_XRes) return;
if(y < 0)
{
h += y;
if(h < 1) return;
y = 0;
}
else if(y >= ILI9341_YRes) return;
if(x + w > ILI9341_XRes) w = ILI9341_XRes - x;
if(y + h > ILI9341_YRes) h = ILI9341_YRes - y;
ILI9341_SetAddress(x, y, x + w - 1, y + h - 1);
ILI9341_WriteGRAMColor(r, g, b, w * h);
}

复制代码

事实上，ILI9341_GetPixel()和ILI9341_ReadPixels()经过实际测试并不能正确运行。不知道是因为什么的原因。我试着将SPI的波特率降低到0.5 MHz都不行。它的表现是：当你把手指放在MISO线的金属部分的时候，读到的就全是0xFF；而当你不去触摸MISO线的时候，它的表现甚至犹如CSPRNG一样“优秀”。估计和我买的这款屏幕本身的组装设计有关，因为ILI9341本身并不是只能用SPI进行传输的，它其实支持不止一种协议。

Si515 · 发表于 2018-11-20 18:16:17

我发现，帖子怎么好像都是你发的？

0xAA55 · 发表于 2018-11-21 02:58:37

Si515 发表于 2018-11-20 18:16
我发现，帖子怎么好像都是你发的？

别人发的也有

账号		自动登录	找回密码
密码			立即注册→加入我们