基于ST7735s的0.96寸tft屏幕顯示

效果展示

• 實現(xiàn)了時鐘顯示，基于ds1307模塊，時鐘字體采用的模擬數(shù)碼管字體
• 實現(xiàn)了圖標(biāo)顯示，后續(xù)用于天氣以及狀態(tài)指示
• 暫未添加網(wǎng)絡(luò)校時，以及網(wǎng)絡(luò)獲取天氣數(shù)據(jù)等功能
• 界面顯示沒有采用第三方庫（暫未找到合適的），采用原始的一個一個圖標(biāo)畫點顯示

整個實驗斷斷續(xù)續(xù)耗時接近快2周時間，主要消耗的精力的有幾個方面

熟悉和了解ST7735原理接口，及操控方法。難點在于理解其初始化代碼和顯示原理。

屏幕點亮畫點調(diào)試，這一部分難點在于找到屏幕的（0,0）坐標(biāo)，以及屏幕的偏移量，由于該屏幕的分辨率不是ST7735默認的兩種分辨率，故存在x軸或者y軸的偏移量，這一點也是在不停的測試過程中測試出來的，這一部分耗了相當(dāng)一大部分的精力。

文字及圖片取模軟件的深入了解，及測試。這里面特別坑的一點是，圖片取模軟件直接取得單色圖片直接顯示是有問題的，圖片先要用圖片取模軟件轉(zhuǎn)成要求尺寸的bmp圖片，然后再將該圖片導(dǎo)入文字取模軟件取模，最終才能正常顯示，這個坑也卡了很久。剩下就是取模掃描方式以及取模的高低字節(jié)順序。

本文的重點講解的方面也就是上述3個采坑較多的地方，最后一部分就簡單展示下關(guān)鍵的代碼，具體的代碼連接間本文末尾。話不多講，開始正文部分。

1、模塊及開發(fā)環(huán)境簡介

tft屏幕參數(shù)

分辨率：160*80
驅(qū)動芯片：ST7735S
通信接口：SPI
供電電壓：3.3V

tft屏幕與ESP32模塊連線

TFTESP32

GND	GND
VCC	3.3v
SCL	19(CLK)
SDA	23(MOSI)
DC	21
RST	18

其中
DC引腳用于控制spi總線傳輸?shù)氖敲钸€是數(shù)據(jù)。
DC：0傳送命令，DC：1傳送數(shù)數(shù)據(jù)，可以這么理解，要向st7735某個寄存器寫入值，那么一般的邏輯是，先傳輸寄存器地址，再傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)傳輸?shù)刂非?#xff0c;DC引腳置為low，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)前，DC引腳置為high。也就是說DC引腳實際控制的是接下來是要寫地址還是寫數(shù)據(jù)。

RST引腳是硬件復(fù)位tft屏幕，當(dāng)RST=0時，硬件復(fù)位。需要將RST=1然后重新初始化屏幕，才能正常顯示。正常如果不用該引腳可以直接用上拉電阻拉高。在程序中，初始化前，需要將該引腳拉高。

開發(fā)環(huán)境

開發(fā)環(huán)境 vscode + platformIO
開發(fā)框架 esp-idf
開發(fā)語言 C

2、ST7735S說明

備注：ST775S是內(nèi)置的tft屏幕面板內(nèi)部的，一般情況下是看不到該芯片的樣子。 所以不要拿到了屏幕模塊后就想拆開看下ST7735芯片長啥樣子，其實，筆者也很好奇芯片的樣子。

2.1主要特性

支持3線或者4線SPI（區(qū)別在于3線沒有用DC pin）
支持8位/16位并行接口
數(shù)據(jù)顯示RAM 132H18RGB162V bits
顏色深度最高支持262K顏色，通常用的是64K
供電電壓3.15V to 5V
最大分辨率132*162

2.2 3&4線spi數(shù)據(jù)圖

3線spi實際每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是9bit，最高為實現(xiàn)的就是DC引腳功能。

4線spi采用DC硬件引腳控制寫命令和寫數(shù)據(jù)。正常來說選擇3線還是4線，屏幕在出廠的時候就確定了。3線還是4線是由ST7735內(nèi)部的SPI4W引腳來決定的。目前市面上默認的液晶屏都是采用4線模式

選擇是串口還是spi實際也是出廠就設(shè)置好了的，其由內(nèi)部的IM2引腳來確定。

所以不要妄想將買到的并口屏幕改為spi串行通信，除非將整個屏幕拆開，重新連線，這基本是不現(xiàn)實的。

2.3初始化注意事項

在屏幕初始化過程中，會對st7735中的多個寄存器進行賦值，其中有一些寄存器的值直接影響到屏幕的點亮和顯示，現(xiàn)將調(diào)試過程中出現(xiàn)的一些重要的寄存器初始化進行說明。

**10h Sleep In & 11h Sleep Out **
進入睡眠模式，上電后，或者軟件或者硬件重置后，屏幕默認進入sleep 模式，此時屏幕是不會有任何顯示的。
退出睡眠模式只有一個方式，通過設(shè)置11h

初始化時只需要將11h中寫入0 即可。

**28h DisplayOff & 29h Display On **
上電默認是顯示關(guān)閉模式，初始化時需要將液晶設(shè)置為顯示開啟模式

初始化時只需要將 29h中寫入0即可打開顯示開啟模式。

** 3ah Interface Pixel Format **
屏幕色彩格式，設(shè)置屏幕的色彩位數(shù)。通常應(yīng)用情況下，采用的都是16bit色彩模式，也就是常說的64K顏色。上電默認是18bit顏色。

初始化時，只需要在31h中寫入5，即可將其設(shè)置為64K色模式。

2.4液晶顯示原理分析

與屏幕顯示位置及顯示方向相關(guān)的寄存器主要有：

36h Memory Data Access Control 內(nèi)存數(shù)據(jù)控制，用于控制，屏幕(0,0)原點的位置，及x軸和y軸的方向
2ah 列地址設(shè)置寄存器
2bh 行地址設(shè)置寄存器
2c 內(nèi)存寫入寄存器，某個像素點顯示的顏色數(shù)據(jù)
其中最需要耗時也最需要深入了解的是36h寄存器，其涉及到屏幕的顯示方向及顯示位置。

36h 寄存器

在談寄存器具體內(nèi)容及含義前，先說明下一般比較推薦的顯示方式。
一般是針對屏幕，將屏幕的左上腳默認為屏幕原點（0,0），X軸往右，Y軸往下。掃描方向，從左到右，從上到下，這比較符合人正常的書寫順序。可能不太好理解掃描，舉個簡單的例子
比如要在屏幕上顯示8bit英文 HELLO WORLD
那么 H 起始坐標(biāo) （0，0），終點坐標(biāo) （7,7）
E 起始坐標(biāo) （8,0），終點坐標(biāo)（15,7）
。。。。。
依次類推，那么D的起始和終點坐標(biāo)分別是（80,0）（87,7）
顯示的步驟如下

1、 設(shè)置行列地址，起始坐標(biāo)和終點坐標(biāo)
2、向屏幕內(nèi)存寫入每個像素點的顏色數(shù)據(jù)
3、屏幕將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)按照掃描順序顯示在屏幕上
掃描順序從左到右，則先顯示（0，0）到（7,7）區(qū)域的 H，顯示順序 H -> E -> …-> D
如果是從右向左，則先顯示（80,0）（87,7）的D-> L … -> H
上下掃描也是如此，如果有多行，上下掃描，顯示上衣行再顯示下一行，如果是下上掃描，則先顯示下一行再顯示上一行。

一般情況下，不影響最終顯示結(jié)果，但是為了便于理解和習(xí)慣，推薦掃描順序從左到右，從上到小

再回到36h寄存器本身
MY 是鏡像Y軸
MX是鏡像X軸
MV是XY軸調(diào)換位置
以上圖為例，假設(shè)此時 MY =0； MX =0 ，MV =0 則
當(dāng)MY=1 MX =0 ，MV =0，坐標(biāo)原點在左下角
當(dāng)MY=0 MX =1 ，MV =0，坐標(biāo)原點在右上角
當(dāng)MY=1 MX =1 ，MV =0，坐標(biāo)原點在右下角

ML 豎直方向掃描順序
MH水平方向掃描順序
通常都設(shè)置為0 從左到右，從上到下

屏幕原點的方向就依靠36H寄存器進行調(diào)整，當(dāng)拿到一個新的屏幕的時候，就要選擇屏幕的坐標(biāo)原點，通過調(diào)整36H，實現(xiàn)正對屏幕，原點位于左上角。

**2ah列地址設(shè)置 **

列地址對應(yīng)的是X軸，其由4個字節(jié)組成，第一個字節(jié)是起始地址高8位，第二個字節(jié)是起始地址低8為，第三個字節(jié)是終點坐標(biāo)高8位，第四個字節(jié)是終點坐標(biāo)低8位。

這一值得注意的是，采用的大端模式，低地址存儲的高位字節(jié)，高地址存儲的低位字節(jié)。
比如如果地址是0xa0b1,則傳輸大端模式是應(yīng)該先傳輸0xa0，然后是0xb1；通常的用小端模式都是先傳輸0xb1然后是0xa0

**2bh行地址設(shè)置 **

行地址方式與列地址完全一致，就不過多說明。

再說下st7735屏幕分辯率的選擇。ST7735最大支持兩種分辨率 132162和128160
到底最大支持哪種分辨率是在屏幕模塊一出廠就確定了的，其取決月GM1和GM0兩個引腳

由于筆者用的屏幕是160*80所以不管是哪種方式，都不受影響。這主要是山寨屏幕，沒有出場說明書，不知道出場的配置是怎么樣的。這里當(dāng)時也想了好久才想明白。

這張圖里面實際上就將36h的設(shè)置寫明白了。看圖吧就不多贅述了。

3、文字取模和圖片取模軟件

文字取模和圖片取模軟件都是將要在屏幕上顯示的轉(zhuǎn)化成為一個色彩集合數(shù)組。顯示是設(shè)置好地址后將該數(shù)組按照順序?qū)懭肫聊粌?nèi)存，最終在屏幕上顯示。這里面也有一些坑，如果沒注意，可能會顯示不正常。在此一次將這兩種取模軟件整理清楚。

3.1文字取模軟件

文字取模軟件通常使用的是PCtoLCD2002，界面如下圖

其中的關(guān)鍵點主要是在設(shè)置選項里面。
那么一個一個來測試，以生活的“生”字為例：

點陣格式取模方式取模走向字模

陰碼	逐行	逆向	0x80,0x00,0x88,0x00,0x88,0x00,0x88,0x00,0xFC,0x3F,0x84,0x00,0x82,0x00,0x81,0x00, 0x80,0x00,0xFC,0x1F,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0xFF,0x7F,0x00,0x00
陰碼	逐行	順向	0x01,0x00,0x11,0x00,0x11,0x00,0x11,0x00,0x3F,0xFC,0x21,0x00,0x41,0x00,0x81,0x00, 0x01,0x00,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x00,0x00,
陰碼	逐列	順向	0x01,0x02,0x02,0x02,0x0C,0x42,0x78,0x42,0x08,0x42,0x08,0x42,0x08,0x42,0xFF,0xFE, 0x08,0x42,0x08,0x42,0x08,0x42,0x08,0x42,0x08,0x42,0x08,0x02,0x00,0x02,0x00,0x00,
陰碼	逐列	逆向	0x80,0x40,0x40,0x40,0x30,0x42,0x1E,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0xFF,0x7F, 0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x40,0x00,0x40,0x00,0x00,

陰碼：需要點亮的點為1，如上圖，生活的“生”字最上面一個點占的bit7，如果是左往右寫點就是0x80。
逐行就是從左往右一個bit一個bit點亮數(shù)碼管，逆向是低位在前，順向是高位在前
分析表格最上面兩行，逆向第一個字節(jié)是0x80，順向第一個字節(jié)是0x01，將二者轉(zhuǎn)換為二進制

走向HEX二進制

逆向	0x80	1000 0000
順向	0x01	0000 0001

逆向順向的區(qū)別是轉(zhuǎn)成二進制后，二者順序顛倒。

如圖數(shù)碼管，假設(shè)地址（0,0）在左上角。如果要顯示“生”字最上面的一個點
逆向：寫入順序（0,0）（1,0）（2,0）（3,0）（4,0）（5,0）… （7,0）
順向：寫入順序（7,0）（6,0）… （2,0）（1,0）（0,0）
都是在（7,0）坐標(biāo)寫入1，其他未寫入0，則點亮了“生”字最上面的一個點。對應(yīng)到tft屏幕寫入的就是顏色需要點亮就寫入前景色，需要滅的就寫入背景色。

這里要注意：在寫代碼向st7735的2c寄存器寫入的時候，逆向時要先判斷bit0的值，如果是1則寫入前景，0背景，然后是bit1，bit2…。順向的時候，則要先判斷bit7的值，然后bit6，bit5…

當(dāng)設(shè)置逐列時，則寫入順序為
逆向：（0,0）（0，1）（0,2）… (0,7)
順向：（0,7）（0,6）…(0,1) (0,0)
再此就不在進行二進制轉(zhuǎn)換分析了。感興趣的可以自行研究下

從上述取模方式來看，由于st7735我們推薦的掃描方式是從左到右從上到小，這對應(yīng)的取模順序是逐行，逆向。所以只要任何屏幕我們都采用這種方式的時候，取模時就可以固定逐行+逆向。

3.2圖片取模軟件

圖片取模軟件通常使用的是Image2Lcd V2.9版本。其機密如下圖所示

掃描模式與文字取模一致，16位真彩色，取出來的數(shù)組一共是3200個，40402。每個像素點顏色占2個字節(jié)。
這里的高位在前，是色彩的高8字節(jié)在前。正常顏色0xfbba，正常生成的數(shù)組是，0xba，0xfb。高位在前則為：0xfb，0xba。
這與文字取模里的順向和逆向是有區(qū)別的。

正常情況下建議，采用默認的低位在前的方式。

3.3圖片取單色模

如果要將上述的qq圖片成為40*40單色顯示，直接用Image2Lcd設(shè)置為單色是不行的。經(jīng)過多次測試，這種方法取出模，數(shù)組是錯誤的。

正確的方式是：
1、先用Image2Lcd將圖片保存為單色圖片

2、再將單色圖片導(dǎo)入到文字取模軟件PCtoLcd2002中，

3、生成數(shù)組。陰碼，逐行式，逆向

單色qq圖片文字取模軟件取模結(jié)果如下。共有200個字節(jié)，40*40/8 每8個像素點占用一個字節(jié)

0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x03,0x00,0x00,0x80,0xFF,0x0F,0x00,0x00, 0x60,0xFE,0x1F,0x00,0x00,0xB0,0xFF,0x7F,0x00,0x00,0xF8,0xFF,0x7F,0x00,0x00,0xFC, 0xFF,0xFF,0x00,0x00,0xFC,0xF1,0xFC,0x01,0x00,0xFE,0xF3,0xF9,0x01,0x00,0xFE,0xF0, 0xF9,0x03,0x00,0xFF,0xB0,0xF8,0x03,0x08,0xFF,0x30,0xF8,0x03,0x1F,0xFF,0x70,0xF8, 0x03,0x3E,0xFF,0xFF,0xFC,0x03,0x7E,0xFF,0xFF,0xFF,0x07,0xFC,0x7F,0x00,0xFC,0x07, 0xF8,0x1F,0x00,0xF0,0x0F,0xF8,0x5F,0x00,0xEC,0x0F,0xF0,0xFF,0x01,0xFE,0x0F,0xE0, 0xFF,0xFF,0xFF,0x0F,0xC0,0xDF,0xFF,0xFF,0x1F,0x80,0x7F,0xFC,0xFF,0x3F,0x80,0xFF, 0xE7,0xFF,0x3F,0x80,0xF9,0xFF,0xFF,0x7E,0x80,0xE1,0xFF,0x7F,0x7C,0x80,0x01,0xFE, 0x7F,0xFC,0x80,0x01,0x00,0x7E,0xFC,0x80,0x01,0x00,0x7E,0xFC,0x80,0x01,0x00,0x7E, 0xFC,0x00,0x01,0x00,0x7E,0xEE,0x00,0x03,0x00,0x3C,0xC6,0x00,0x02,0x00,0x00,0x07, 0x00,0x06,0x00,0x00,0x03,0x00,0x0C,0x00,0x80,0x03,0x00,0x19,0x00,0xC0,0x04,0x80, 0x30,0x00,0x70,0x08,0x80,0xC0,0x01,0x3C,0x08,0x80,0x00,0xDF,0x0F,0x08,0x00,0x03, 0x8C,0x01,0x04,0x00,0xFC,0x03,0xFE,0x03,/*"C:\Users\yp\Downloads\0.96TFT測試程序\0.96TFT測試程序\圖片取模軟件(贈送)\單色qq.bmp",0*/ /* (40 X 40 )*/

經(jīng)測試能正常顯示。

而直接用圖片取模軟件，生成的數(shù)組如下：

0X00,0X00,0X0C,0X00,0X00,0X00,0X00,0X7F,0XC0,0X00,0X00,0X01,0XFF,0XF0,0X00,0X00, 0X06,0X7F,0XF8,0X00,0X00,0X0D,0XFF,0XFE,0X00,0X00,0X1F,0XFF,0XFE,0X00,0X00,0X3F, 0XFF,0XFF,0X00,0X00,0X3F,0X8F,0X3F,0X80,0X00,0X7F,0XCF,0X9F,0X80,0X00,0X7F,0X0F, 0X9F,0XC0,0X00,0XFF,0X0D,0X1F,0XC0,0X10,0XFF,0X0C,0X1F,0XC0,0XF8,0XFF,0X0E,0X1F, 0XC0,0X7C,0XFF,0XFF,0X3F,0XC0,0X7E,0XFF,0XFF,0XFF,0XE0,0X3F,0XFE,0X00,0X3F,0XE0, 0X3F,0XF8,0X00,0X0F,0XF0,0X1F,0XFA,0X00,0X37,0XF0,0X0F,0XFF,0X80,0X7F,0XF0,0X07, 0XFF,0XFF,0XFF,0XF0,0X03,0XFB,0XFF,0XFF,0XF8,0X01,0XFE,0X3F,0XFF,0XFC,0X01,0XFF, 0XC3,0XFF,0XFC,0X01,0X9F,0XFF,0XFF,0X7E,0X01,0X87,0XFF,0XFE,0X3E,0X01,0X80,0X7F, 0XFE,0X3F,0X01,0X80,0X00,0X7E,0X3F,0X01,0X80,0X00,0X7E,0X3F,0X01,0X80,0X00,0X7E, 0X3F,0X01,0X80,0X00,0X7E,0X77,0X00,0XC0,0X00,0X3C,0X63,0X00,0X40,0X00,0X00,0XE0, 0X00,0X60,0X00,0X00,0XC0,0X00,0X30,0X00,0X01,0X80,0X00,0X98,0X00,0X03,0X80,0X01, 0X0C,0X00,0X0E,0X20,0X01,0X03,0X00,0X3C,0X10,0X01,0X01,0XFF,0XF0,0X10,0X00,0XC0, 0X71,0XC0,0X60,0X00,0X3F,0XC0,0X7F,0X80

該數(shù)組顯示不正常。

切記，單色圖片取模要先用Imag2Lcd轉(zhuǎn)成單色bmp圖片，然后用PCtoLcd轉(zhuǎn)成數(shù)組

4、重點部分代碼展示

設(shè)置顯示區(qū)域起始坐標(biāo)和終點坐標(biāo)。傳送方式為大端模式，要先傳送地址的高8位，然后再是低8位。

void lcd_set_region(uint8_t x_s,uint8_t y_s,uint8_t x_e,uint8_t y_e) {/*in st7735 col address set regeister 2Ah ,first byte send high 8bit second byte send lou 8bit,row address 2Bh is same*/uint8_t x_data[4]={0x00,x_s,0x00,x_e};uint8_t y_data[4]={0x00,y_s+24,0x00,y_e+24};lcd_cmd(my_spi,0x2A);lcd_data(my_spi,x_data,4);lcd_cmd(my_spi,0x2b);lcd_data(my_spi,y_data,4);lcd_cmd(my_spi,0x2c); }

比較坑的是，這塊0.96寸tft屏幕，像素不是從0開始的，所以y軸有一個24的偏移量，這一點太坑了，如果不知道，直接在（0，0）顯示一個顏色，實際是沒有的，因為這個點超出屏幕的顯示范圍。

畫點函數(shù)，要先傳送顏色的高8位，然后是低8位，采用的也是大端傳輸方式。

void lcd_draw_point(uint8_t x ,uint8_t y,uint16_t color) {uint8_t temp[2];temp[0]=color>>8;temp[1]=color;lcd_set_region(x,y,x+1,y+1);lcd_data(my_spi,temp,2);}

顯示單色圖片,注意大端模式。另外取模時是逆向，則先要判斷bit0的值 data>>0&0x01;如果是順向。則先要判斷bit7的值，data<<0&0x80

void lcd_draw_pic(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t x_pixel,uint8_t y_pixel, uint16_t fc,uint16_t bc,char *s) {uint16_t i,j,k;uint8_t x_length = x_pixel/8;uint8_t x_yu = x_pixel%8;uint16_t fc_temp,bc_temp;/*st7735 */fc_temp =(fc <<8)|(fc>>8);bc_temp =(bc <<8)|(bc>>8);if(x_yu!=0){x_length = x_length +1;}lcd_set_region(x,y,x+x_pixel-1,y+y_pixel-1);// lcd_set_region(x,y,x+39,y+39);for(i=0;i<y_pixel;i++){for(j=0;j<x_length;j++){for (k=0;k<8;k++){if(((*(s+j+i*x_length))>>k)&0x01){lcd_write_data16bit(fc_temp);}else {lcd_write_data16bit(bc_temp);}/*check the last none 8bit byte of one row*/if (x_yu!=0 && j==(x_length-1) && k==(x_yu-1)){printf("break \r\n");break;}}}} }

具體代碼鏈接如下
https://gitee.com/yvany/esp32projects.git

歡迎各位大佬指導(dǎo)和交流！！！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ESP32实验03:0.96tft液晶显示屏驱动的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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