STM32f103的TFTLCD和FSMC的使用

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Savy1314 发布时间：2017-7-18 14:30

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STM32f103的TFTLCD和FSMC的使用

多功能采集显示平台将通过 STM32 的 FSMC 接口来控制 TFTLCD 的显示，所以本节分为两个部分，分别介绍 TFTLCD 和 FSMC。

TFT -LCD 即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT - LCD 与无源 TN - LCD、STN - LCD 的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT -LCD 也被叫做真彩液晶显示器。FSMC ( Flexible Static Memory Controller ，可变静态存储控制器)是STM32系列采用一种新型的存储器扩展技术。在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。

多功能采集显示平台使用的LCD的驱动芯片是 ILI9325，有一个16位的变址寄存器（IR）、一个18位的写数据寄存器（WDR）和一个18位的读数据寄存器（RDR）。变址寄存器（IR）存储来自控制寄存器和内部的GRAM的指令信息。写数据寄存器（WDR）用来暂时存储要被写到控制寄存器和内部的GRAM中的数据。读数据寄存器（RDR）用来暂时存储从GRAM中读取的数据。MPU中要写入内部GRAM的数据，首先写到写数据寄存器（WDR），然后再又内部操作自动的写到内部的GRAM 中。要读取的数据要通过读数据寄存器（RDR）从内部GRAM 中读取。因此无效数据将被读到数据总线，当ILI9325从内部的GRAM中读取第一个数据的时候，有效数据将在ILI9325进行了第二次读操作之后被读出。同时使用FSMC驱动TFTLCD的显存工作，可以极大地提升LCD的显示效率和刷屏频率。相对于以往使用IO口控制LCD屏幕来说，使用FSMC的优势在于MCU可以将内存的数据通过并行总线直接传送至LCD显存，极大地提高了速度，保证了LCD的显示刷新频率。经过简单测试，使用IO口控制的LCD的刷新频率大概可以达到14帧一秒，使用FSMC的控制的LCD的刷新频率大概可以达到28帧一秒，效率足足提升了100%，这足以使得多功能采集显示平台的显示模块达到显示要求。

TFTLCD 和 FSMC设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤：

1．设置 STM32 与 TFTLCD 模块相连接的 IO

2．配置相应IO的功能

3．并设置FSMC，并使能 FSMC Bank1_SRAM Bank

4．TFTLCD硬复位

5．初始化相应TFT的序列

6．通过函数将需要的图像或者文字显示在TFTLCD上面

TFTLCD接口如下：

初始化函数代码如下：

void LCD_guanjiao(void)
' E5 v8 E: i. u+ u9 f" w! Z
{
& ?% Y$ _& M% d3 V0 _
u16 a=1000;
6 B9 E5 b. f! s" {, k. h* f
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 9 [# g; e9 F. c! a7 E3 B
- {# q7 W2 c+ ]6 W' t5 W
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE); : h! ^1 ?. }- o& l: V _5 x. s
8 M$ f4 a. I1 N4 P9 ~
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE |
8 m% d B) l0 V. N
RCC_APB2Periph_GPIOF | RCC_APB2Periph_GPIOG ,ENABLE); 3 D5 H; @9 z( j6 m6 ?
* x$ O1 v8 b; ^% E3 y
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 |
( `) j% ~" v2 U m" t9 }- [, \0 v
GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_14 |
) v' ^8 Y9 ^* U8 V, K3 @+ c8 n" s
GPIO_Pin_15; / f" i# M7 |6 \* q" R5 A' |
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
2 n9 Z- z0 P# d1 Y0 w
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
' A% O6 {3 d E* E% h" j
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); * G+ H6 p: A' a$ W" f
; q( v8 |- h. D
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | ( ^7 |" V T4 v' _) Y
GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 |
) I) \6 W( d$ J7 p- t1 ^5 E* t
GPIO_Pin_15;
7 X" e5 n# H9 O5 ~
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
! V/ K6 O8 O$ H0 l! z6 n
; X3 `, N- u5 @0 N- b
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
8 P; N9 m5 O, |+ h' }
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
5 G% H& A4 _8 }9 o) G
) J" c0 o/ x% @/ i
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; ! Z0 b2 h8 f" B
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
! M) l6 `, X7 @* `2 O$ Y/ L% [
/ _9 }8 W- C, A
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; 0 E" n) m3 ?, W/ s
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 5 `7 l4 T! I0 A
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
7 y5 \! p) G, N1 t3 f, J
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
! x$ D6 b" [! O! _; O8 U
! p4 K$ f7 a: O8 u' a% d
GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11); //管脚复位 ' E8 G4 [; @1 D' _$ K% i2 m
while(a--); 5 m( g* P5 c* z
GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11);
l$ N( h2 A% s+ c$ C
}

复制代码

void LCD_FSMC() 6 }3 ~" X O: U" _ o
{ " I, g9 \+ M0 E8 u ^4 @
FSMC_NORSRAMInitTypeDef FSMC_NORSRAMInitStructure; % q) N& h' P5 h N3 O! S
FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef p; # y7 K* V* C. q. U- h
6 _, [9 J5 ?% G) U( |/ w8 r# j% U5 S
+ Y& K3 R" e) ]. n; d X3 R: [
p.FSMC_AddressSetupTime = 0x02; //地址建立时间
# E I$ f5 s( m. B
p.FSMC_AddressHoldTime = 0x00; //地址保持时间
' e* \. W4 M) M/ x, T, B
p.FSMC_DataSetupTime = 0x05; //数据建立时间
' e4 h$ Z: @3 L+ z: L$ R- n4 P
p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
% r8 G5 \- a( V4 d1 @$ [$ ?
p.FSMC_CLKDivision = 0x00; ' \) X" G' s( @ k4 A- @
p.FSMC_DataLatency = 0x00; 8 x! T; j1 c% r) E+ w! E: ]
p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_B; // 一般使用模式B来控制LCD
1 i4 c# u5 w: o5 p* J( b: F$ A
& p) A# L5 s" s# X" ^
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4; % [- K( i' c+ H/ S
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable; q5 T1 Y; l0 z: H- s! H
//FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
% @) i; z0 a! r5 ~% j r2 Q
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_NOR;
" a& N @* _7 h3 p* t U8 `
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
' Y, d7 H, p( ~4 L' ^
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable; ) q5 V$ h. B9 o8 R+ l W
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low; : N2 s* S9 M, P
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
( P# V" w& a# i' n
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState; ( R3 v0 ]" [: L7 r* a
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
" {5 @8 M9 C- p" `+ G6 H7 X
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
7 p' V3 v2 l) ?' K
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
& |1 D% ?% |% G
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
% x9 T3 V. f/ j9 ~4 f
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p; 0 A8 ~7 _ B; L. i, ]6 y$ h4 l% i
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p; 5 Y, d+ S, G" u+ ]$ n
8 e* j! Q; S& \, @2 }
FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);
3 _& j6 \8 U0 T' U) X* E* Y* Q
5 S/ ^8 `# l: c H' r1 V/ [8 n
/* 使能 FSMC Bank1_SRAM Bank */ $ b5 ]$ X$ A' P6 V. ~# v* ^# t
FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);
8 }1 @. q( a3 D/ X1 |- C
}

复制代码

关于优化

多功能采集显示平台需要要求每秒刷新屏幕10次，尽管刷新频率较低，但是如果使用先将全屏幕刷白，再通过计算添加不同的界面控件，这样的方法难以保证刷新屏幕的工作正常进行。有了优化显示，所以这里使用了局部刷新的方法，根据需要修改的显示区域进行刷白处理，其余的显示不变。这样处理有一个好处，就是需要修改的部分才进行刷新，保证了其他显示部分不受修改的部分的影响。同时采用局部刷新的方法可以大大的减少FSMC的写入数据量从而可以减少刷屏时间。

为了保证LCD的刷屏操作正常进行，多功能采集显示平台增添了专门的定时器用于控制CPU响应屏幕刷新的操作，中断级别稍高，以防一些操作打断显示刷屏。另一方面，经过一系列的实验，为了保证刷新能力还有50%的剩余，加上一些突发中断的测试，最终制定了一秒刷新10次的方案。