前言
本应用笔记讲解的低成本解决方案可使用任何未配备片上 LCD 控制器的 STM32F10xxx 微控制器，直接驱动 QVGA TFT-LCD。强大的 STM32F10xxx 器件具有嵌入式的 FSMC（灵活的静态存储控制器），它可与片上 DMA 控制器共同使用，实现对 TFT-LCD 的直接驱动。此低成本解决方案为数字相框、独立信息显示器、静态广告板等应用的理想选择。
本应用笔记说明了怎样将 STM32F10xx 用作 LCD 控制器，驱动一个与 FSMC 接口的 QVGA3.5" TFT 面板。此解决方案实现的优化意味着仅需 1% CPU 负荷即可显示静态图片。
) Q. M$ K9 [" g0 I+ C! c4 \' m固件的演示已在 320x240 像素分辨率的 CT05350DW0000T QVGA 3.5" LCD 模块上开发并测试。
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$ ^) H4 H! ^% t- ?3 ]6 n& m7 T% u1 STM32 QVGA TFT-LCD 直接驱动
# [, ~) w, _/ \, _STM32 微控制器具有一个嵌入式的灵活静态存储控制器 （FSMC），可连接 NAND、 NOR、SRAM、PSRAM 等外部存储器接口。该微控制器还有大量通用 I/O 端口引脚，可与 FSMC 共同工作，成为低端显示器的低成本 TFT-LCD 控制器：
● FSMC外设的16位数据线可方便地与TFT-LCD面板的565 RGB格式线接口（在565 RGB格式中， 5 位用于红色， 6 位用于绿色， 5 位用于蓝色）。
- a# @1 C8 m4 L& B; y● 外部存储器可用作图片源，也可作为 TFT-LCD 刷新的帧缓冲。
; U9 r* J' I! x" r; m● 通用 I/O 引脚可为 LCD 提供同步逻辑。
8 j* l! n7 s# e6 P  D1.1 STM32 QVGA TFT-LCD 直接驱动原理
无控制器 TFT-LCD 面板具有多种数据线配置，例如 16 位、 18 位、 24 位 RGB 线。具有 16位数据接口的 TFT-LCD 为每个像素提供了 565 格式。
, x7 U- r" R' bTFT-LCD面板显示器以行列结构管理。垂直扫描控制行数据输出，水平扫描控制列数据输出。
除数据线配置不同外，其它数据显示管理信号对所有 TFT-LCD 面板通用：
● 帧同步信号 （VSYNC）管理垂直扫描，作为图片 （帧）更新选通。
7 A* B* s* ~/ Z9 U3 N9 f/ s# H● 行同步信号 （HSYNC）管理水平线扫描，作为行显示选通。
● 同步信号与像素数据时钟 （DCLK）执行数据输出到 TFT RGB 数据线。
● DCLK仅作为TFT的数据有效信号。仅在DCLK信号沿时TFT才将数据作为输入。DCLK有效沿 （上升 / 下降）在 TFT 数据手册中讲述。
( L8 F6 a1 S9 e( `6 E3 Z  }  |. |水平扫描构建一条线显示，垂直扫描构建整个帧。每秒连续执行多帧图片的垂直和水平扫描。
5 V) ^  `% f% BTFT 还需要一个 TFT 使能信号，它仅作为芯片使能信号和 TFT 复位信号。
必须根据显示时间的限制同步 TFT 信号，以确保显示具有连续视觉效应。
/ A0 X! m1 o& D图 1 显示了水平和垂直扫描信号。
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FSMC 总线数据宽度为 16 位，因此，若 TFT-LCD 面板有 24 位 RGB 线，则 LCD RGB 数据线的 MSB 能以 565 格式接口。
图片必须在 TFT-LCD 上连续显示，这可以由 STM32 微控制器方便管理。
图 2 显示了 TFT 同步信号波形。
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2 STM32 QVGA TFT-LCD 驱动实现
. b4 L$ ?  G3 @3 k0 X5 H基于 STM32 的 TFT-LCD 驱动是使用 FSMC 16 位数据线实现的。 STM32 有两个内部 DMA控制器，用以提高显示性能，从而增加显示帧率。
- t8 w3 }6 P$ K0 j9 n; T外部 SRAM 用作帧缓冲，可通过定时器控制实现连续图片刷新过程。
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2.1 QVGA TFT-LCD 信号与 STM32F10xx FSMC 接口
" p/ z, Y% Q6 h% KTFT-LCD 同步信号 VSYNC 和 HSYNC 是通过 STM32 GPIO 管理的。
FSMC 存储器接口写使能信号以反转配置使用，作为 TFT 的 DCLK（像素时钟），FSMC 片选信号作为 TFT 使能信号。
5 W/ n; k. y- b& @8 [当数据传输到 FSMC 总线时，片选首先处于低电平，使能 TFT-LCD。然后写使能信号处于低电平，令 16 位数据传输到 TFT RGB 线，显示单个像素：
. B+ _  i  w/ {  T8 Q3 b3 W+ ~0 \■ TFT- 使能：FSMC 片选 （引脚 PG12）
  y- C4 }4 Y: v# o, ]1 C■ VSYNC：GPIO - 引脚 PA8
■ HSYNC：GPIO - 引脚 PC6
■ DCLK：FSMC WE 的反转模式 - 引脚 PD5
■ 数据总线：FSMC[D015]
■ SPI1：用于 LCD 配置

2.2 图片格式与分辨率
STM32 FSMC 的 16 位数据总线可驱动无控制器的 24 位 LCD 模块。由于 FMSC 存储器总线上只有 16 条数据线，所以接口为 565 格式的 RGB。QVGA TFT-LCD 的其余线开路。图片以565 格式加载到外部 SRAM，以避免 STM32 的转换开销。
从性能的角度，在存储器中转换的图片提供了向 TFT 接口快速传输数据的好处。因此，可支持更快的图片刷新率。
. y5 t% [; }2 [" Q: M, e. H5 B- K● 像素数据大小 = 16 比特 = 2 字节
● QVGA TFT 的图片存储器大小 = 320 x 240 x 2 = 153600 字节
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2.3 图片源
565 格式的图片编程于 NOR 存储器中。
首先，两个图片从 NOR 传输到外部板上 SRAM。外部 SRAM 作为 TFT-LCD 的帧刷新缓冲。
" V5 v# [9 ^% o. F# }" k为实现动画横幅广告显示，使用 NOR 存储器中的新图片在运行模式期间更新 SRAM 帧缓冲。使用此方法维持 TFT-LCD 控制器的确切工作模型。
板上 NOR 存储器包含编程的图片，将显示在 LCD 上。SRAM 双缓冲管理可令源数据在运行模式中更新。
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9 g8 x: a" o( H! [/ ]完整版请查看：附件
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