Передмова
Бібліотека для роботи з дисплеєм 240х320 з чипом ILI9341 за допомоги інтерфейсу FSMC.
Колись придбав таку плату розробника з чипом STM32F407VET6 для дослідження 4хх серії. Плата якісна. Має на борту роз'єм для радіомодуля 2.4 ГГц NRF24L01, роз'єм для дисплею FSMC, модуль SD-CARD, тримач батарейки 3В для модуля RTC. Пам'ять FLASH. Два вбудованих світлодіода та дві користувацькі кнопки. Досить пристойний кандидат для серйозної розробки. Почнемо з дисплею.
Колись придбав таку плату розробника з чипом STM32F407VET6 для дослідження 4хх серії. Плата якісна. Має на борту роз'єм для радіомодуля 2.4 ГГц NRF24L01, роз'єм для дисплею FSMC, модуль SD-CARD, тримач батарейки 3В для модуля RTC. Пам'ять FLASH. Два вбудованих світлодіода та дві користувацькі кнопки. Досить пристойний кандидат для серйозної розробки. Почнемо з дисплею.
 |
| STM32F407VET6 Black Board |
До цієї плати продають сумісні по роз'єму дисплеї з резистивним тачскріном. Цей дисплей достатньо просто вставити "бутербродом" в роз'єм плати розробника.
 |
| 3.2 inch TFT LCD Resistive Touch Screen 320 * 240 ILI9341 Display Module |
Є варіант плати з дисплеєм в одним лотом на aliexpress.
Залізяччя
- Плата розробника STM32F407VE_Black, або комплект плати з дисплеєм
- Дисплей сумісний роз'ємом з платою розробника TFT LCD 3.2 240x320 ILI9341
- Программатор ST-Link V2
Схема підключення TFT до MCU
 |
| Розпіновка роз'ємів JTAG та TFT |
 |
| Схема підключення TFT |
CubeMX
Відкриваємо CubeMX або CubeIDE і налаштовуємо периферію:
- В розділі "Connectivity" обираємо "FSMC";
- В розділі "NOR Flash/PSRAM/SRAM/ROM/LCD 1" активуємо "NE1 Chip Select", обираємо "Memory type -> LCD Interface", "LCD Register Select -> A18" (відповідно до розпіновки роз'єму для дисплею, в мене сигнал RS дисплею під'єднано до PD13 мікроконтролеру. А ніжка PD13 активується для RS, коли обрати A18), "Data -> 16 bits";
- В розділі "Configurations -> NOR/PSRAM control" обираємо: "Memory type -> LCD Interface", "Bank -> Bank 1 NOR/PSRAM 1", "Write operation -> Enabled", "Extended mode -> Disabled". В розділі "NOR/PSRAM timing" обираємо: "Address setup time in HCLK clock cicles -> 1", "Data setup time in HCLK clock cycles -> 5", "Bus turn around time in HCLK clock cycles -> 0";
- Не забуваємо про підсвічування екрану. Відповідно до схеми це PB1. Встановимо режим GPIO_Output і дамо назву цій шпильці - "LCD_BL";
- Генеруємо проект. Даємо назву проекту, наприклад: "STM32F407VET6_Black_ILI9341". Вказуємо шлях до проекту та зберігаємо проект на диску.
 |
| Налаштування FSMC в CubeMX (для збільшення клацайте по світлині) |
Підєднуємо бібліотеку до проекту
Запускаємо свій засіб розробки. Я використовую, або "CubeIDE for STM32", або "Atolic True Studio for STM32". Обидві IDE абсолютно безкоштовні. Відкриваємо проект згенерований CubeMX або CubeIDE і додаємо файли бібліотеки до проекту. Файли з розширенням *.h до теки INC проекту, а файли з розширенням *.c до теки SRC проекту.
Бібліотека містить такі файли:
- colors.h - визначення кольорів
- fonts.h - структура шрифтів та перелік шрифтів
- ili9341.h - визначення, макроси, прототипи функцій бібліотеки
- image.h - структура для зображень, та перелік зображень
- registers.h - визначення регістрів дисплею
- STLogo.c - приклад картинки 240X240 для демонстрації
- font12.c - шрифт 12 пікселів у висоту
- font16.c - шрифт 16 пікселів у висоту
- font20.c - шрифт 20 пікселів у висоту
- font24.c - шрифт 24 пікселів у висоту
- font8.c - шрифт 8 пікселів у висоту
- ili9341.c - містить всі функції бібліотеки
- example.c - містить демо-код, додати до файлу main.c свого проекту у відповідні секції коду.
Всі шрифти запозичив у ST, які знаходяться у репозиторії CubeMX за шляхом наприклад: "C:\Users\ваш_логін\STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_F4_V1.24.1\Utilities\Fonts".
Налаштування бібліотеки
Інтерфейс FSMC передбачає що, дисплей, який під'єднано до мікроконтролеру, буде "бачитись" як додаткова область пам'яті. І для надсилання команд і даних до дисплею достатньо ці команди і дані пересилати в певну ділянку додаткової пам'яті. Всі інші "ногодриги" шпильками зробить периферія FSMC мікроконтролеру. Залишилось тільки визначити за якими ж адресами надсилати команди і дані.
Звернемось до документації.
Розділ 36.4 External device address mapping:
 |
| Малюнок 435 |
 |
| Таблиці 216, 217 |
В нас обрано Bank1 - NOR/PSRAM 1, А18, 16-біт. Відповідно до малюнку та таблиць - адреса для команд 0x60000000. Визначаємо адресу для даних: 1 << 18 = 0x40000 де 18 це A18. Плюс, так як в нас 16 бітна шина, то 0x40000 << 1 = 0x80000. Тепер складаємо ці дві адреси до купи: 0x60000000 + 0x80000 = 0x60080000 і отримуємо адресу для даних. Заносимо ці адреси до визначень у файл ili9341.h:
#define LCD_BASE0 ((uint32_t)0x60000000) #define LCD_BASE1 ((uint32_t)0x60080000)
Якщо ви в CubeMX не вказали назву шпильки для керування підсвіткою екрана, як було запропоновано "LCD_BL", то тоді потрібно тут поміняти:
#define LCD_BL_ON() HAL_GPIO_WritePin(LCD_BL_GPIO_Port, LCD_BL_Pin, GPIO_PIN_SET) #define LCD_BL_OFF() HAL_GPIO_WritePin(LCD_BL_GPIO_Port, LCD_BL_Pin, GPIO_PIN_RESET)
Демо-код
Перш за все вкладаємо до свого проекту директивою #include - бібліотеку ili9341:
/* USER CODE BEGIN Includes */ #include "ili9341.h" /* USER CODE END Includes */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PD */ #define min(a,b) (((a)<(b))?(a):(b)) /* USER CODE END PD */
/* USER CODE BEGIN PFP */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void demoLCD(int i); unsigned long testFillScreen(); unsigned long testText(); unsigned long testLines(uint16_t color); unsigned long testFastLines(uint16_t color1, uint16_t color2); unsigned long testRects(uint16_t color); unsigned long testFilledRects(uint16_t color1, uint16_t color2); unsigned long testFilledCircles(uint8_t radius, uint16_t color); unsigned long testCircles(uint8_t radius, uint16_t color); unsigned long testTriangles(); unsigned long testFilledTriangles(); unsigned long testRoundRects(); unsigned long testFilledRoundRects(); unsigned long testDrawImage(); /* USER CODE END PFP */
/* USER CODE BEGIN 2 */ LCD_BL_ON(); lcdInit(); int i = 0; /* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { demoLCD(i); i++; /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */
/* USER CODE BEGIN 4 */ void demoLCD(int i) { lcdSetOrientation(i % 4); uint32_t t = testFillScreen(); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", t); HAL_Delay(2000); t = HAL_GetTick(); lcdTest(); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", HAL_GetTick() - t); HAL_Delay(2000); t = testText(); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", t); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testLines(COLOR_CYAN)); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testFastLines(COLOR_RED, COLOR_BLUE)); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testRects(COLOR_GREEN)); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testFilledRects(COLOR_YELLOW, COLOR_MAGENTA)); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testFilledCircles(10, COLOR_MAGENTA)); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testCircles(10, COLOR_WHITE)); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testTriangles()); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testFilledTriangles()); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testRoundRects()); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testFilledRoundRects()); HAL_Delay(2000); lcdSetTextFont(&Font16); lcdSetCursor(0, lcdGetHeight() - lcdGetTextFont()->Height - 1); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("Time: %4lu ms", testDrawImage()); HAL_Delay(2000); } unsigned long testFillScreen() { unsigned long start = HAL_GetTick(), t = 0; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); t += HAL_GetTick() - start; lcdSetCursor(0, 0); lcdSetTextFont(&Font24); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("BLACK"); HAL_Delay(1000); start = HAL_GetTick(); lcdFillRGB(COLOR_RED); t += HAL_GetTick() - start; lcdSetCursor(0, 0); lcdSetTextFont(&Font24); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("RED"); HAL_Delay(1000); start = HAL_GetTick(); lcdFillRGB(COLOR_GREEN); t += HAL_GetTick() - start; lcdSetCursor(0, 0); lcdSetTextFont(&Font24); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("GREEN"); HAL_Delay(1000); start = HAL_GetTick(); lcdFillRGB(COLOR_BLUE); t += HAL_GetTick() - start; lcdSetCursor(0, 0); lcdSetTextFont(&Font24); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdPrintf("BLUE"); HAL_Delay(1000); start = HAL_GetTick(); lcdFillRGB(COLOR_BLACK); return t += HAL_GetTick() - start; } unsigned long testText() { lcdFillRGB(COLOR_BLACK); unsigned long start = HAL_GetTick(); lcdSetCursor(0, 0); lcdSetTextColor(COLOR_WHITE, COLOR_BLACK); lcdSetTextFont(&Font8); lcdPrintf("Hello World!\r\n"); lcdSetTextColor(COLOR_YELLOW, COLOR_BLACK); lcdSetTextFont(&Font12); lcdPrintf("%i\r\n", 1234567890); lcdSetTextColor(COLOR_RED, COLOR_BLACK); lcdSetTextFont(&Font16); lcdPrintf("%#X\r\n", 0xDEADBEEF); lcdPrintf("\r\n"); lcdSetTextColor(COLOR_GREEN, COLOR_BLACK); lcdSetTextFont(&Font20); lcdPrintf("Groop\r\n"); lcdSetTextFont(&Font12); lcdPrintf("I implore thee,\r\n"); lcdSetTextFont(&Font12); lcdPrintf("my foonting turlingdromes.\r\n"); lcdPrintf("And hooptiously drangle me\r\n"); lcdPrintf("with crinkly bindlewurdles,\r\n"); lcdPrintf("Or I will rend thee\r\n"); lcdPrintf("in the gobberwarts\r\n"); lcdPrintf("with my blurglecruncheon,\r\n"); lcdPrintf("see if I don't!\r\n"); return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testLines(uint16_t color) { unsigned long start, t; int x1, y1, x2, y2, w = lcdGetWidth(), h = lcdGetHeight(); lcdFillRGB(COLOR_BLACK); x1 = y1 = 0; y2 = h - 1; start = HAL_GetTick(); for(x2 = 0; x2 < w; x2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); x2 = w - 1; for(y2 = 0; y2 < h; y2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); t = HAL_GetTick() - start; // fillScreen doesn't count against timing HAL_Delay(1000); lcdFillRGB(COLOR_BLACK); x1 = w - 1; y1 = 0; y2 = h - 1; start = HAL_GetTick(); for(x2 = 0; x2 < w; x2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); x2 = 0; for(y2 = 0; y2 < h; y2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); t += HAL_GetTick() - start; HAL_Delay(1000); lcdFillRGB(COLOR_BLACK); x1 = 0; y1 = h - 1; y2 = 0; start = HAL_GetTick(); for(x2 = 0; x2 < w; x2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); x2 = w - 1; for(y2 = 0; y2 < h; y2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); t += HAL_GetTick() - start; HAL_Delay(1000); lcdFillRGB(COLOR_BLACK); x1 = w - 1; y1 = h - 1; y2 = 0; start = HAL_GetTick(); for(x2 = 0; x2 < w; x2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); x2 = 0; for(y2 = 0; y2 < h; y2 += 6) lcdDrawLine(x1, y1, x2, y2, color); return t += HAL_GetTick() - start; } unsigned long testFastLines(uint16_t color1, uint16_t color2) { unsigned long start; int x, y, w = lcdGetWidth(), h = lcdGetHeight(); lcdFillRGB(COLOR_BLACK); start = HAL_GetTick(); for(y = 0; y < h; y += 5) lcdDrawHLine(0, w, y, color1); for(x = 0; x < w; x += 5) lcdDrawVLine(x, 0, h, color2); return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testRects(uint16_t color) { unsigned long start; int n, i, i2, cx = lcdGetWidth() / 2, cy = lcdGetHeight() / 2; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); n = min(lcdGetWidth(), lcdGetHeight()); start = HAL_GetTick(); for(i = 2; i < n; i += 6) { i2 = i / 2; lcdDrawRect(cx - i2, cy - i2, i, i, color); } return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testFilledRects(uint16_t color1, uint16_t color2) { unsigned long start, t = 0; int n, i, i2, cx = lcdGetWidth() / 2 - 1, cy = lcdGetHeight() / 2 - 1; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); n = min(lcdGetWidth(), lcdGetHeight()); for(i = n; i > 0; i -= 6) { i2 = i / 2; start = HAL_GetTick(); lcdFillRect(cx-i2, cy-i2, i, i, color1); t += HAL_GetTick() - start; // Outlines are not included in timing results lcdDrawRect(cx-i2, cy-i2, i, i, color1); } return t; } unsigned long testFilledCircles(uint8_t radius, uint16_t color) { unsigned long start; int x, y, w = lcdGetWidth(), h = lcdGetHeight(), r2 = radius * 2; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); start = HAL_GetTick(); for(x = radius; x < w; x += r2) { for(y = radius; y < h; y += r2) { lcdFillCircle(x, y, radius, color); } } return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testCircles(uint8_t radius, uint16_t color) { unsigned long start; int x, y, r2 = radius * 2, w = lcdGetWidth() + radius, h = lcdGetHeight() + radius; // Screen is not cleared for this one -- this is // intentional and does not affect the reported time. start = HAL_GetTick(); for(x = 0; x < w; x += r2) { for(y = 0; y < h; y += r2) { lcdDrawCircle(x, y, radius, color); } } return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testTriangles() { unsigned long start; int n, i, cx = lcdGetWidth() / 2 - 1, cy = lcdGetHeight() / 2 - 1; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); n = min(cx, cy); start = HAL_GetTick(); for(i = 0; i < n; i += 5) { lcdDrawTriangle( cx , cy - i, // peak cx - i, cy + i, // bottom left cx + i, cy + i, // bottom right lcdColor565(i, i, i)); } return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testFilledTriangles() { unsigned long start, t = 0; int i, cx = lcdGetWidth() / 2 - 1, cy = lcdGetHeight() / 2 - 1; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); for(i = min(cx, cy); i > 10; i -= 5) { start = HAL_GetTick(); lcdFillTriangle(cx, cy - i, cx - i, cy + i, cx + i, cy + i, lcdColor565(0, i*10, i*10)); t += HAL_GetTick() - start; lcdFillTriangle(cx, cy - i, cx - i, cy + i, cx + i, cy + i, lcdColor565(i*10, i*10, 0)); } return t; } unsigned long testRoundRects() { unsigned long start; int w, i, i2, cx = lcdGetWidth() / 2 - 1, cy = lcdGetHeight() / 2 - 1; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); w = lcdGetWidth(), lcdGetHeight(); start = HAL_GetTick(); for(i = 0; i < w; i += 6) { i2 = i / 2; lcdDrawRoundRect(cx-i2, cy-i2, i, i, i/8, lcdColor565(i, 0, 0)); } return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testFilledRoundRects() { unsigned long start; int i, i2, cx = lcdGetWidth() / 2 - 1, cy = lcdGetHeight() / 2 - 1; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); start = HAL_GetTick(); for(i = min(lcdGetWidth(), lcdGetHeight()); i > 20; i -=6 ) { i2 = i / 2; lcdFillRoundRect(cx - i2, cy - i2, i, i, i / 8, lcdColor565(0, i, 0)); } return HAL_GetTick() - start; } unsigned long testDrawImage() { unsigned long start; lcdFillRGB(COLOR_BLACK); start = HAL_GetTick(); if (lcdGetOrientation() == LCD_ORIENTATION_LANDSCAPE || lcdGetOrientation() == LCD_ORIENTATION_LANDSCAPE_MIRROR) { lcdDrawImage((lcdGetWidth() - bmSTLogo.xSize) / 2, 0, &bmSTLogo); } else { lcdDrawImage(0, (lcdGetHeight() - bmSTLogo.ySize) / 2, &bmSTLogo); } return HAL_GetTick() - start; } /* USER CODE END 4 */
Файли
- Бібліотека на GitHub
- Бібліотека на DropBox
- Архів документації Black STM32F407VET6
