程序员经验分享-hwhale

ST7701芯片820*320屏幕移植stemwin

2023-10-27

简要说明

如题，公司最近更换820*320屏幕，移植stemwin，使用3线spi通讯＋16RGB，这屏幕工作流程为：首先通过3线spi发送初始化指令，之后通过16bitRGB发送像素点。
移植过程参考了安富莱、野火、https://www.nxpic.org.cn/module/forum/thread-622198-1-1.html

移植过程

首先对屏幕进行初始化，使用模拟3线SPI方式，因为为9bit方式，首位代表命令。
手册上的通讯时序如下：
在这里插入图片描述
但实际上这时序是个坑，实际上的时序如下：
在这里插入图片描述
SCL在空闲状态为高电平，然后在第一个上升沿采样，也是就CPOL=1、CPHA=1。
初始化代码如下：最主要就是要把SCL拉高。

void SPI3_GPIO_Config(void)
{		
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_AHB1PeriphClockCmd ( SDI_GPIO_CLK|
	                         SCL_GPIO_CLK|
	                         CS_GPIO_CLK|
	                         RES_GPIO_CLK, ENABLE); 															   
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDI_PIN;	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;   
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;  //SDA有上拉电阻
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; 
	GPIO_Init(SDI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;														   
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SCL_PIN;	
    GPIO_Init(SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);															   
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CS_PIN;	
    GPIO_Init(CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RES_PIN;	
    GPIO_Init(RES_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);			
	SET_LSCE_HIGH;
	SET_LSCK_LOW;
	SET_LSCK_HIGH;
}

时序部分参考https://www.nxpic.org.cn/module/forum/thread-622198-1-1.html

static void St7701_Write_Byte(unsigned short temp)
{
	unsigned char i;
	SET_LSCE_LOW;
//	GPIO_PortClear(GPIO, 4U, 1<<0U);
	for(i=0;i<9;i++)
	{
		SET_LSCK_LOW;
//		ST7701_SCL(0);
		if(temp&0x0100)
//			ST7701_SDA(1);
			SET_LSDA_HIGH;
		else
//			ST7701_SDA(0);
			SET_LSDA_LOW;
		UDELAY(5);
		SET_LSCK_HIGH;
//		ST7701_SCL(1);
		UDELAY(5);
		temp = temp<<1;
	}
	SET_LSCE_HIGH;
//	GPIO_PortSet(GPIO, 4U, 1<<0U);
}

static void St7701_WriteCommand(uint8_t c)
{
	unsigned short temp = 0x00;
	temp = temp | c;
	St7701_Write_Byte(temp);
	UDELAY(100);
}

static void St7701_WriteData(uint8_t c)
{
	unsigned short temp = 0x100;
	temp = temp | c;
	St7701_Write_Byte(temp);
	UDELAY(100);
}


#define W_C(x)    St7701_WriteCommand(x)
#define W_D(x)    St7701_WriteData(x)



void LCD_SPI_Init(void)
{ 
	uint8_t id1, id2, id3;
	SPI3_GPIO_Config();
	SET_LRES_HIGH;
	mdelay(1);
	SET_LRES_LOW;
	mdelay(100);
	SET_LRES_HIGH;
	mdelay(200);
	//id1 = SPI_St7701s_ReadByte(0xDA);
	//id2 = SPI_St7701s_ReadByte(0xDB);
	//id3 = SPI_St7701s_ReadByte(0xDC);
#if 1
	W_C (0x11);
	mdelay(20); //Delayms 20ms	

	W_C (0xFF);     
	W_D (0x77);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x13);   

	W_C (0xEF);     
	W_D (0x08);   

	W_C (0xFF);     
	W_D (0x77);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x10);   

	W_C (0xC0);    //设置显示行为820 
	W_D (0xE5);   
	W_D (0x02);   

	W_C (0xC1);     //设置VBP=12，VFP=10
	W_D (0x0C);   
	W_D (0x0A);   

	W_C (0xC2);     //反转选择性和帧率控制
	W_D (0x07);    //7Column
	W_D (0x0F);     //PCLK=512+(0X0F*16)=752

	W_C (0xC3);     //RGB控制
	W_D (0x02);     //RGB DE mode--VSYNC信号极性（LOW）--HSYNC信号极性（LOW）--DP = “1” The data is input on the negative edge of DOTCLK--|||||||EP = 0 The data DB23-0 is written when ENABLE = “1”. Disable data write operation when ENABLE = “0”
//HBP--0x10  VBP=0x08(猜测为HFP）
	W_C (0xCC);     
	W_D (0x10);   

	 
	W_C(0xCd);
	W_D(0x08); 

	W_C (0xB0);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x08);   
	W_D (0x51);   
	W_D (0x0D);   
	W_D (0xCE);   
	W_D (0x06);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x08);   
	W_D (0x08);   
	W_D (0x1D);   
	W_D (0x02);   
	W_D (0xD0);   
	W_D (0x0F);   
	W_D (0x6F);   
	W_D (0x36);   
	W_D (0x3F);   

	W_C (0xB1);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x10);   
	W_D (0x4F);   
	W_D (0x0C);   
	W_D (0x11);   
	W_D (0x05);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x07);   
	W_D (0x07);   
	W_D (0x1F);   
	W_D (0x05);   
	W_D (0xD3);   
	W_D (0x11);   
	W_D (0x6E);   
	W_D (0x34);   
	W_D (0x3F);   

	W_C (0xFF);     
	W_D (0x77);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x11);   

	W_C (0xB0);     
	W_D (0x4D);   

	W_C (0xB1);     
	W_D (0x1C);   

	W_C (0xB2);     
	W_D (0x87);   

	W_C (0xB3);     
	W_D (0x80);   

	W_C (0xB5);     
	W_D (0x47);   

	W_C (0xB7);     
	W_D (0x85);   

	W_C (0xB8);     
	W_D (0x21);   

	W_C (0xB9);     
	W_D (0x10);   

	W_C (0xC1);     
	W_D (0x78);   

	W_C (0xC2);     
	W_D (0x78);   

	W_C (0xD0);     
	W_D (0x88);   

	UDELAY(100);    //---------------------------------------            

	W_C (0xE0);     
	W_D (0x80);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x02);   

	W_C (0xE1);     
	W_D (0x04);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x05);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x60);   
	W_D (0x60);   

	W_C (0xE2);     
	W_D (0x30);   
	W_D (0x30);   
	W_D (0x60);   
	W_D (0x60);   
	W_D (0x3C);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x3D);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   

	W_C (0xE3);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x33);   
	W_D (0x33);   

	W_C (0xE4);     
	W_D (0x44);   
	W_D (0x44);   

	W_C (0xE5);     
	W_D (0x06);   
	W_D (0x3E);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x08);   
	W_D (0x40);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x0A);   
	W_D (0x42);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x0C);   
	W_D (0x44);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   

	W_C (0xE6);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x33);   
	W_D (0x33);   

	W_C (0xE7);     
	W_D (0x44);   
	W_D (0x44);   

	W_C (0xE8);     
	W_D (0x07);   
	W_D (0x3F);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x09);   
	W_D (0x41);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x0B);   
	W_D (0x43);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0x0D);   
	W_D (0x45);   
	W_D (0xA0);   
	W_D (0xA0);   

	W_C (0xEB);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x4E);   
	W_D (0x4E);   
	W_D (0xEE);   
	W_D (0x44);   
	W_D (0x00);   

	W_C (0xED);     
	W_D (0xFF);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0x04);   
	W_D (0x56);   
	W_D (0x72);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0x27);   
	W_D (0x65);   
	W_D (0x40);   
	W_D (0xFF);   
	W_D (0xFF);   

	W_C (0xEF);     
	W_D (0x10);   
	W_D (0x0D);   
	W_D (0x04);   
	W_D (0x08);   
	W_D (0x3F);   
	W_D (0x1F);   

	W_C (0xFF);     
	W_D (0x77);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x13);   

	W_C (0xE8);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x0E);   

	W_C (0xFF);     
	W_D (0x77);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   

	W_C (0x11);     

	UDELAY(100);   //----------------------------             

	W_C (0xFF);     
	W_D (0x77);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x13);   

	W_C (0xE8);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x0C);   

	UDELAY(10 );    //-------------------------------            

	W_C (0xE8);     
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   

	W_C (0xFF);     
	W_D (0x77);   
	W_D (0x01);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   
	W_D (0x00);   

	W_C(0x36);
	W_D(0x00); //0x00
	W_C(0x3A);
	W_D(0x50);
	W_C(0x11);

	/*
	W_C (0xFF);
	W_D (0x77);
	W_D (0x01);
	W_D (0x00);
	W_D (0x00);
	W_D (0x12);
	W_C (0xD1);
	W_D (0x81);
	W_D (0x08);
	W_D (0x03);
	W_D (0x20);
	W_D (0x08);
	W_D (0x01);
	W_D (0xA0);
	W_D (0x01);
	W_D (0xE0);
	W_D (0xA0);
	W_D (0x01);
	W_D (0xE0);
	W_D (0x03);
	W_D (0x20);
	W_C (0xD2);
	W_D (0x08);
	*/
	UDELAY(100);
	W_C(0x29);
	Delay1ms(20);
#else
#endif
}

初始化过程注意SCL空闲电平就成，其他没啥好说的。
之后就是LCD的初始化，一把抄，改一下VBP、HBP、HFP、VFP这几个参数

void LCD_Init(void)
{
 LTDC_InitTypeDef       LTDC_InitStruct;

 /* Enable the LTDC Clock */
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_LTDC, ENABLE);

 /* Enable the DMA2D Clock */
 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2D, ENABLE);

 /* Configure the LCD Control pins */
 LCD_GPIO_Config();

 /* Configure the FMC Parallel interface : SDRAM is used as Frame Buffer for LCD */
 

 /* LTDC Configuration *********************************************************/
 /* Polarity configuration */
 /* Initialize the horizontal synchronization polarity as active low */
 LTDC_InitStruct.LTDC_HSPolarity = LTDC_HSPolarity_AL;
 /* Initialize the vertical synchronization polarity as active low */
 LTDC_InitStruct.LTDC_VSPolarity = LTDC_VSPolarity_AL;
 /* Initialize the data enable polarity as active low */
 LTDC_InitStruct.LTDC_DEPolarity = LTDC_DEPolarity_AL;
 //LTDC_InitStruct.LTDC_DEPolarity = LTDC_DEPolarity_AH;
 /* Initialize the pixel clock polarity as input pixel clock */
 LTDC_InitStruct.LTDC_PCPolarity = LTDC_PCPolarity_IPC;

 /* Configure R,G,B component values for LCD background color */
 LTDC_InitStruct.LTDC_BackgroundRedValue = 0;
 LTDC_InitStruct.LTDC_BackgroundGreenValue = 0;
 LTDC_InitStruct.LTDC_BackgroundBlueValue = 0;

	/* 配置 PLLSAI 分频器，它的输出作为像素同步时钟CLK*/
  /* PLLSAI_VCO 输入时钟 = HSE_VALUE/PLL_M = 1 Mhz */
  /* PLLSAI_VCO 输出时钟 = PLLSAI_VCO输入 * PLLSAI_N = 384 Mhz */
  /* PLLLCDCLK = PLLSAI_VCO 输出/PLLSAI_R = 384/6  Mhz */
  /* LTDC 时钟频率 = PLLLCDCLK / DIV = 384/4/4 = 24 Mhz */
	/* LTDC时钟太高会导花屏，若对刷屏速度要求不高，降低时钟频率可减少花屏现象*/
	/* 以下函数三个参数分别为：PLLSAIN,PLLSAIQ,PLLSAIR，其中PLLSAIQ与LTDC无关*/
 RCC_PLLSAIConfig(384, 7, 4);
 	/*以下函数的参数为DIV值*/
 RCC_LTDCCLKDivConfig(RCC_PLLSAIDivR_Div4);

 /* Enable PLLSAI Clock */
 RCC_PLLSAICmd(ENABLE);
 /* Wait for PLLSAI activation */
 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLSAIRDY) == RESET)
 {
 }

  /* 时间参数配置 */  
 /* 配置行同步信号宽度(HSW-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_HorizontalSync =HSW-1;
 /* 配置垂直同步信号宽度(VSW-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_VerticalSync = VSW-1;
 /* 配置(HSW+HBP-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_AccumulatedHBP =HSW+HBP-1;
 /* 配置(VSW+VBP-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_AccumulatedVBP = VSW+VBP-1;
 /* 配置(HSW+HBP+有效像素宽度-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_AccumulatedActiveW = HSW+HBP+LCD_PIXEL_WIDTH-1;
 /* 配置(VSW+VBP+有效像素高度-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_AccumulatedActiveH = VSW+VBP+LCD_PIXEL_HEIGHT-1;
 /* 配置总宽度(HSW+HBP+有效像素宽度+HFP-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_TotalWidth =HSW+ HBP+LCD_PIXEL_WIDTH  + HFP-1; 
 /* 配置总高度(VSW+VBP+有效像素高度+VFP-1) */
 LTDC_InitStruct.LTDC_TotalHeigh =VSW+ VBP+LCD_PIXEL_HEIGHT  + VFP-1;

 LTDC_Init(&LTDC_InitStruct);
}

这一步要注意的就是X轴和Y轴，这个st7701，短轴是X轴，长轴是Y轴。

/* LCD Size (Width and Height) */
#define  LCD_PIXEL_WIDTH       ((uint16_t)320)  //X轴
#define  LCD_PIXEL_HEIGHT      ((uint16_t)820)  //Y轴

之后就是emwin的移植了，参考安富莱的裸机移植代码。
基本上都差不多，修改的地方如下：

/* 
  1. 显示屏的物理分辨率，驱动已经做了显示屏自适应，支持4.3寸，5寸和7寸屏
     这里填写自适应显示屏中的最大分辨率。
*/
#define XSIZE_PHYS       320  //320
#define YSIZE_PHYS       820

uint16_t g_LcdHeight = YSIZE_PHYS;			/* 显示屏分辨率-高度 */
uint16_t g_LcdWidth = XSIZE_PHYS;			/* 显示屏分辨率-宽度 */

/* 
   4. 重定义图层数，对于STM32F429/439，用户可以选择一个图层或者两个图层，不支持三图层 
      (1). 设置GUI_NUM_LAYERS = 1时，即仅使用图层1时，默认触摸值是发送给图层1的。
	  (2). 设置GUI_NUM_LAYERS = 2时，即图层1和图层2都已经使能，此时图层2是顶层，
	       用户需要根据自己的使用情况设置如下两个地方。
		   a. 在bsp_touch.c文件中的函数TOUCH_InitHard里面设置参数State.Layer = 1，1就表示
		      给图层2发送触摸值。
		   b. 调用GUI_Init函数后，调用函数GUI_SelectLayer(1), 设置当前操作的是图层2。
*/
#undef  GUI_NUM_LAYERS
#define GUI_NUM_LAYERS    1

/* 7. 配置图层1的颜色模式和分辨率大小 */
#define COLOR_MODE_0      _CM_RGB565
#define XSIZE_0           XSIZE_PHYS
#define YSIZE_0           YSIZE_PHYS

/* 8. 配置图层2的的颜色模式和分辨率大小 */
#define COLOR_MODE_1      _CM_RGB565
#define XSIZE_1           XSIZE_PHYS
#define YSIZE_1           YSIZE_PHYS

之后在初始化图层中：

/*
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: _LCD_InitController
*	功能说明: LCD初始化
*	形    参: LayerIndex  选择图层0或者1
*	返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void _LCD_InitController(int LayerIndex) 
{
.......
    LTDC_Layer_InitStruct.LTDC_HorizontalStart = HBP + HSW;;
	LTDC_Layer_InitStruct.LTDC_HorizontalStop = HSW+HBP+LCD_PIXEL_WIDTH-1;
	LTDC_Layer_InitStruct.LTDC_VerticalStart = VBP + VSW; 
	LTDC_Layer_InitStruct.LTDC_VerticalStop = VSW+VBP+LCD_PIXEL_HEIGHT-1;
}

之后再测试一下：

/*
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: MainTask
*	功能说明: GUI主函数
*	形    参: 无
*	返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
uint64_t i=0;
void MainTask(void) 
{
	
	GUI_TIMER_HANDLE hTimer;

	GUI_Init();
//	
	/*
	 关于多缓冲和窗口内存设备的设置说明
	   1. 使能多缓冲是调用的如下函数，用户要在LCDConf_Lin_Template.c文件中配置了多缓冲，调用此函数才有效：
		  WM_MULTIBUF_Enable(1);
	   2. 窗口使能使用内存设备是调用函数：WM_SetCreateFlags(WM_CF_MEMDEV);
	   3. 如果emWin的配置多缓冲和窗口内存设备都支持，二选一即可，且务必优先选择使用多缓冲，实际使用
		  STM32F429BIT6 + 32位SDRAM + RGB565/RGB888平台测试，多缓冲可以有效的降低窗口移动或者滑动时的撕裂
		  感，并有效的提高流畅性，通过使能窗口使用内存设备是做不到的。
	   4. 所有emWin例子默认是开启三缓冲。
	*/
	//GUI_SetOrientation(0);
	WM_MULTIBUF_Enable(1);
	
	//LCD_SetDirection(2);
	//i = GUI_SetOrientation(GUI_SWAP_XY);
	GUI_SetOrientation(GUI_SWAP_XY | GUI_MIRROR_Y);
	/*
       触摸校准函数默认是注释掉的，电阻屏需要校准，电容屏无需校准。如果用户需要校准电阻屏的话，执行
	   此函数即可，会将触摸校准参数保存到EEPROM里面，以后系统上电会自动从EEPROM里面加载。
	*/
    //TOUCH_Calibration();
		
	GUI_SetBkColor(0x000064c8); 
	GUI_Clear();
	GUI_Delay(2000);
	//GUI_SetBkColor(GUI_GRAY);
	GUI_Clear();
	GUI_Delay(2000);
	GUI_SetColor(GUI_BLACK);
	GUI_SetTextMode(GUI_TM_NORMAL);
	GUI_SetFont(GUI_FONT_32B_ASCII);
	GUI_DispStringHCenterAt("GUI_TM_NORMAL" , 160, 10);	
	GUI_Delay(1000);
	hWin = Createtestwindows();
	WM_EnableMemdev(hWin);
	while(1) 
	{
		i++;
		//GUI_Delay(100);
		GUI_Exec();
		WINDOW_SetBkColor(hWin, 0x00FF0000);
		GUI_Exec();
		sys_timer_usDelay(1000000);
		WINDOW_SetBkColor(hWin, GUI_BLACK);
		GUI_Exec();
		sys_timer_usDelay(1000000);
	}
}

其中main.c如下

/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
int main(void)
{
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_CRC, ENABLE);
	
	sys_timer_init();
	sys_timer_usDelay(1000);
	SDRAM_Init();
	//PhotomoveSdram();
	/* LED 端口初始化 */
	LED_GPIO_Config();	 
  //SDRAM_Init();
  /*初始化液晶屏*/
	LCD_SPI_Init();
  
    LCD_Init();
    //LCD_LayerInit();
    //LTDC_Cmd(ENABLE);
	
    while(1)
	{
		MainTask();
	}  

}

卡壳的地方有:
1、spi初始化哪儿，SCL的空闲时钟。
2、emwin移植之后图像显示有问题，颜色显示不正确，后面通过测试RGB才发现，这个屏用的RGB565，线序与RGB888相比为：

RGB888    RGB565
   R0-------无
   R1-------无
   R2-------无
   R3-------R0
   R4-------R1
   R5-------R2
   R6-------R3
   R7-------R4
   
   G0-------无
   G1-------无
   G2-------G0
   G3-------G1
   G4-------G2
   G5-------G3
   G6-------G4
   G7-------G5
   
   B0-------无
   B1-------无
   B2-------无
   B3-------B0
   B4-------B1
   B5-------B2
   B6-------B3
   B7-------B4

3、测试中调用 IMAGE_SetDTA() 函数总是跑飞，调整一下堆栈大小： Stack_Size EQU 0x00001000
4、显示亮色图片对比鲜明的像素点不正常，不知道原因。

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