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。
+ `6 I0 ?) r- K2 I+ k1 F
4 O, [2 J7 _1 }- V# x2 X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。
" R+ d( X) ?6 I! f
/ S$ E9 v7 c( FTFTLCD 和 FSMC设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤：
1 x$ B4 @+ n% j  d
6 @# A1 z- d) p1．设置 STM32 与 TFTLCD 模块相连接的 IO
- h4 D+ z. K: t+ V7 Y
2．配置相应IO的功能

3．并设置FSMC，并使能 FSMC Bank1_SRAM Bank
3 ?6 q3 C; Z/ n+ e
4．TFTLCD硬复位

4 l: S# \" C8 B+ I5 e  L1 Y' q6 @# p5．初始化相应TFT的序列
* T: u: p9 J0 {3 t
) e% P: z3 P2 k. N5 `6．通过函数将需要的图像或者文字显示在TFTLCD上面

) a6 ~+ Z% q3 i1 m+ I, Z. R$ F% c4 vTFTLCD接口如下：


初始化函数代码如下：

1. void LCD_guanjiao(void)  
   : J& K7 p) A8 \: D& W; H3 Q
2. {  
   # i" l  |& Z+ \6 M
3.   u16 a=1000;  
   3 m; |, A+ ~) W2 |
4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
   ! p& B5 \0 m: |& I. Q) T3 O
5.   
   
6.   RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE);  
   
7.   
     J* q; R& y+ E5 ]4 u2 c/ c
8.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE |  
   
9.                          RCC_APB2Periph_GPIOF | RCC_APB2Periph_GPIOG ,ENABLE);  
   : t* O' h; R8 F
10.   
    
11.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 |  
    / {, \6 f. I. b; p
12.                                 GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_14 |   
    
13.                                 GPIO_Pin_15;  
    1 }7 B6 i1 Q$ t8 z, x
14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  
    ' Q6 R5 y2 O6 V4 q( S9 T
15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  
    ; ?- P; p6 s" D5 O# ~
16.   GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);  
    
17.   
    
18.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 |   
    
19.                                 GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 |   
    % D/ v; E- P  h: l1 p& B, E& C
20.                                 GPIO_Pin_15;  
    
21.   GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);  
    9 t" p5 g$ A. V& [( v9 }
22.   
    " c* x2 [- W0 l; {3 _/ m
23.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;  
    - W' f0 S4 ~4 @7 ^6 ~0 t
24.   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);  
    
25.   
    
26.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;  
    7 k4 D8 J4 ?" \+ U6 O. Q# D( t
27.   GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);  
    
28.   
    
29.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;            
      m- _/ l5 E$ k) h; c8 R1 l5 D. x
30.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  
    
31.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  
    
32.   GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);  
    7 _/ h/ ]* _2 q% X! `
33.   
    
34.   GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11);  //管脚复位  
    1 n8 I/ O; @. k% i
35.   while(a--);  
    
36.   GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11);  
    
37. }  

复制代码

1. void LCD_FSMC()  
   
2. {  
   $ c( g* K5 J% c' H9 x. O; n
3.     FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;  
   
4.     FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  p;   
   
5.       
   
6.       
   , a: P2 E5 Q) _, L3 A" v& P  U
7.     p.FSMC_AddressSetupTime = 0x02;  //地址建立时间  
   
8.     p.FSMC_AddressHoldTime = 0x00;   //地址保持时间  
   
9.     p.FSMC_DataSetupTime = 0x05;         //数据建立时间  
   ; I6 B1 Y3 I' k6 `% I) F9 C
10.     p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;  
    
11.     p.FSMC_CLKDivision = 0x00;  
    
12.     p.FSMC_DataLatency = 0x00;  
    
13.     p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_B;   // 一般使用模式B来控制LCD  
    
14.       
    - d$ S3 r! I  M* \' @! y
15.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;  
    6 n$ |6 l8 ?' D3 ^" k1 }  D% K: U
16.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;  
    
17.     //FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;  
    
18.         FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_NOR;  
    
19.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;  
    0 {6 Z6 X! N* U( y5 X7 r3 O
20.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;  
    % G/ }+ u, X1 A: C% @5 B- [' n
21.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;  
    
22.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;  
    
23.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;  
    * r6 Q# e" l% o+ a7 z) Z. O
24.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;  
    
25.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;  
    
26.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;  
    / _) F/ o9 B. d0 l! V4 Y" Q
27.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;  
    
28.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p;  
    2 e( @6 c. X9 V! n9 A1 V  V
29.     FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p;   
    
30.       
    
31.     FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);   
    ! r) w8 i6 ]6 Q& l! f
32.       
    " ]2 Y9 ]) I! m/ R5 @3 O9 r
33.     /* 使能 FSMC Bank1_SRAM Bank */  
    
34.     FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);   
    
35. }  

复制代码

关于优化
" W6 U8 s3 {' p( s
, p' Z& c2 y! ^8 L. g5 \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。
9 x' u8 T1 |1 o, n) J" |$ @6 W1 z( q
# J9 x' `0 i" q1 l7 U) C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。

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