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LCD显示屏ILI9341芯片接口定义和使用SPI驱动分析理解

创作时间:
作者:
@小白创作中心

LCD显示屏ILI9341芯片接口定义和使用SPI驱动分析理解

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/weixin_72755055/article/details/145093547

本文详细介绍了LCD显示屏ILI9341芯片的接口定义和使用SPI驱动的方法，涵盖了硬件连接、信号定义、时序分析和代码实现等多个方面，对于从事嵌入式开发和硬件设计的工程师具有较高的参考价值。

LCD显示屏模块结构图

LCD显示屏模块结构图（由于 ILI9341 芯片是内嵌封装在 LCD 屏模块内部，我们无需了解该芯片引脚信息，只需要关注整个 LCD 屏的管脚定义）：

ILI9341芯片管脚定义

电源支持管脚(了解即可):

电源支持引脚

接口逻辑信号（重点关注）：

接口逻辑信号1

接口逻辑信号2

ILI9341芯片IM[3:0]配置分析

ILI9341 支持 8/9/16/18 位数据总线的 MCU 接口，6/16/18 位数据总线的 RGB 接口，以及 3/4 线的 SPI 接口。由IM[3:0]原理图可知，硬件直连设置IM[3:0]为1110——4线8bits数据串行接口，该模式为SPI通信，使用的是SCL(时钟)、SDI（输入数据）、D/CX（数据/命令选择）、SDO（输出数据）、CSX（片选线），详情如图所示：

IM[3:0]原理图

LCD原理图

由上下两张图可知，SCL(对应单片机的PA5)、SDI（对应单片机的PA7）、D/CX（对应到单片机的PA4）、SDO（对应单片机的PA6）、CSX（由LCD原理图可知CSX默认接地是低电平）。

STM32U575单片机对应LCD显示屏原理图

通过外部 IM[3:0]不同值配置下会使用到的所有PIN有：D[17:0]、WRX、RDX、CSX、D/CX、SCL、SDA。

D[17:0]

ILI9341芯片中的图像存储器 GRAM是一个图像 RAM，可存储显示数据。GRAM 大小是172800字节。一个像素点用18位显示，由上图可知D [17:0]存在18个管脚PIN，这18个管脚PIN就是对应到GRAM的18位中，其中D0和D12两个位是无效的位，实际上只有D11-D1，D17-D13是有效的，最终由这16位控制最终GRAM的像素点，而我们知道，一个字节是8位，因此就需要传输两个字节来控制像素点的显示。

ILI9341芯片指令分析

列地址设置

D/CX-数据/命令选择

当前设置IM[3:0]为1110的模式下，是4线8bits串行数据接口D/CX为数据/命令选择。所以D/CX=0，选择命令指令，用于告诉LCD接下来要进行的操作；D/CX=1，选择数据指令，要将数据读/写在对应命令下的D[17:0]中。

RDX-读信号

作为一个读取信号，在其高电平时MCU读取数据；

WRX-写信号

作为一个写入信号，当在其上升沿时写入数据；

命令下发函数ILI9341_WR_REG

HAL_GPIO_WritePin(LCD_DCX_GPIO_Port, LCD_DCX_Pin, GPIO_PIN_RESET);用于控制D/CX=0，告诉LCD接下来发送的是命令。

HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&REG,1, 1); 使用HAL库函数下SPI的发送命令，给hspi1的REG功能码传输1个字节长度的命令码。

HAL_GPIO_WritePin(LCD_DCX_GPIO_Port, LCD_DCX_Pin, GPIO_PIN_SET);用于控制D/CX=1，告诉LCD接下来发送的是数据。

/*
**********************************************************************
* @fun     :ILI9341_WR_REG 
* @brief   :写寄存器函数
* @param   :REG:寄存器值
* @return  :None 
**********************************************************************
*/
inline void ILI9341_WR_REG(uint8_t REG)
{ 
    HAL_GPIO_WritePin(LCD_DCX_GPIO_Port, LCD_DCX_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
    HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&REG,1, 1);  //不读取从机返回数据     
    
    HAL_GPIO_WritePin(LCD_DCX_GPIO_Port, LCD_DCX_Pin, GPIO_PIN_SET);
}

数据下发ILI9341_WR_DATA

HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&DATA,1, 1);使用HAL库函数下SPI的发送命令，给hspi1的DATA功能码传输1个字节长度的数据码。

/*
**********************************************************************
* @fun     :ILI9341_WR_DATA 
* @brief   :写ILI9341数据
* @param   :DATA:要写入的值
* @return  :None 
**********************************************************************
*/
inline void ILI9341_WR_DATA(uint8_t DATA)
{                                                   
    HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&DATA,1, 1);  //不读取从机返回数据         
}

时序分析

四线SPI通讯协议时序

时序分析：四线SPI通讯协议时序

ILI9341芯片代码分析

ILI9341芯片初始化

  1. ILI9341复位

由接口逻辑信号1图中可知，RESX低电平有效，可以重置设备，对应到LCD原理图中是LCD_RST，对应的单片机PA8管脚，因此设置PA8输出模式低电平即可生效。代码如下：

//ILI9341复位 
    HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port, LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(1);
    HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port, LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_Delay(80);
    HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port, LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(10);

2.功耗控制B

如图所示代码如下即可实现对功耗控制B（CFH）下发数据（0X00,0X81,0X30）实现设置功耗相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xCF);  
    ILI9341_WR_DATA(0x00); 
    ILI9341_WR_DATA(0x81); 
    ILI9341_WR_DATA(0X30);

3.电源时序控制

如图所示代码如下即可实现对电源控制序列（EDH）下发数据（0X55,0X01,0X23,0X01）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xED);  
    ILI9341_WR_DATA(0x55); 
    ILI9341_WR_DATA(0x01); 
    ILI9341_WR_DATA(0X23); 
    ILI9341_WR_DATA(0X01);

4.驱动时序控制A

如图所示代码如下即可实现对驱动时序控制A（E8H）下发数据（0X84,0X11,0X7A）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xE8);  
    ILI9341_WR_DATA(0x84); 
    ILI9341_WR_DATA(0x11); 
    ILI9341_WR_DATA(0x7A);
  1. 功耗控制A

如图所示代码如下即可实现对功耗控制A（CBH）下发数据（0X39,0X2C,0X00,0X34,0X02）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xCB);  
    ILI9341_WR_DATA(0x39); 
    ILI9341_WR_DATA(0x2C); 
    ILI9341_WR_DATA(0x00); 
    ILI9341_WR_DATA(0x34); 
    ILI9341_WR_DATA(0x02);

6.使能 3G

如图所示代码如下即可实现对使能 3G（F2H）下发数据（0X02）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xF7);  
    ILI9341_WR_DATA(0x02);

7.驱动时序控制 B

如图所示代码如下即可实现对驱动时序控制 B（EAH）下发数据（0X66,0X00）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xEA);  
    ILI9341_WR_DATA(0x66); 
    ILI9341_WR_DATA(0x00);

8.功耗控制 1

如图所示代码如下即可实现对功耗控制 1（C0H）下发数据（0X00）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xC0);    //Power control 
    ILI9341_WR_DATA(0x00);   //VRH[5:0]

9..功耗控制 2

如图所示代码如下即可实现对功耗控制 2（C1H）下发数据（0X10）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xC1);    //Power control 
    ILI9341_WR_DATA(0x10);   //SAP[2:0];BT[3:0]

10.VCOM 控制 1

如图所示代码如下即可实现对VCOM 控制 1（C5H）下发数据（0X31,0X3C）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xC5);    //VCM control 
    ILI9341_WR_DATA(0x31);      //31
    ILI9341_WR_DATA(0x3C);      //3C

11.VCOM 控制 2

如图所示代码如下即可实现对VCOM 控制 2（C7H）下发数据（0X31）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xC7);    //VCM control2 
    ILI9341_WR_DATA(0X31);

12.存储器访问控制(MADCTL)

如图所示代码如下即可实现对存储器访问控制（36H）下发数据（0X00）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0x36);    // Memory Access Control 
    ILI9341_WR_DATA(0x00);     //RGB

13.COLMOD：像素格式设置

如图所示代码如下即可实现对COLMOD：像素格式设置（3AH）下发数据（0X66）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0x3A);   
    ILI9341_WR_DATA(0x66);

14.帧速率控制（在正常模式/全色模式）

如图所示代码如下即可实现对帧速率控制（在正常模式/全色模式）（B1H）下发数据（0X00,0X00）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0xB1);   
    ILI9341_WR_DATA(0x00);   
    ILI9341_WR_DATA(0x00);

15.列地址设定

如图所示代码如下即可实现对列地址设定（2AH）下发数据（0X00,0X00,0X00,0X0F）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0x2A); 
    ILI9341_WR_DATA(0x00);
    ILI9341_WR_DATA(0x00);
    ILI9341_WR_DATA(0x00);
    ILI9341_WR_DATA(0xef);

16.页地址设定

如图所示代码如下即可实现对页地址设定（2BH）下发数据（0X00,0X00,0X01,0X3F）实现相关的配置。

    ILI9341_WR_REG(0x2B); 
    ILI9341_WR_DATA(0x00);
    ILI9341_WR_DATA(0x00);
    ILI9341_WR_DATA(0x01);
    ILI9341_WR_DATA(0x3f);

以上，为 ILI9341芯片初始化相关的一些基础配置，具体代码可查看STM32U575单片机通过SPI总线控制LCD屏显示字符串-CSDN博客

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