TFT_70模块编程手册v10.pdf

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1、 目 录目 录 1 产品简介.1 1.1 主要功能与基本参数.1 1.2 模块结构.1 1.3 系统环境.2 2 液晶显示器介绍.4 2.1.1 显示RAM区映射情况.4 2.2 操作时序.5 2.3 控制方法及LCD显示特性.6 2.3.1 TFT驱动模块控制方法.6 2.3.2 控制寄存器介绍.7 2.3.3 TFT驱动模块寄存器说明.7 2.4 控制流程介绍.8 2.4.1 TFT驱动模块的基本操作.8 2.4.2 控制寄存器设置流程.10 2.4.3 设置显存地址.11 2.5 TFT驱动模块模块底层接口程序参考.11 2.5.1 模块与MCS51 的连接.11 2.5.2 与LCD模

2、块连接的端口定义.12 2.5.3 TFT驱动模块基本操作函数.13 2.5.4 初始化TFT驱动模块以及绘制一个点.15 1 产品简介产品简介 1.1 主要功能与基本参数主要功能与基本参数 TFT 驱动模块是一块高画质的 TFT 真彩 LCD 驱动模块，模块内置 LCD 控制器以及驱动器，外部 8位的 8080 总线接口，可方便的使用单片机对其进行连接控制，具有编程方便、易于扩展等良好性能。TFT驱动模块内部的控制器包含有显示缓存，无需外部显示缓存，而其背光可由指令控制（128 级可调）。TFT 驱动显示模块的基本参数如下表：项目 规格 单位 注备 显示点阵数 800RGB480 Dots

3、LCD 尺寸 7（对角线）英寸 LCD 模式 65K TFT 16 位色深度 总线 8 位 Intel 80 总线 工作电源电压 5 V 可选择 3.3V 的模块 端口电压 3.3 V 1.2 模块结构模块结构 TFT 驱动模块在 PCB 背板上集成了一个 LCD 控制器以及显存、背光控制等电路；而模块以 DIP 的双排插针引出控制接口（8 位 8080 并行总线）模块以便于用户连接。下面介绍模块的接口，如图 1.1所示：图 1.1 模块接口示意图 表 1.1 模块接口引脚说明 接口引脚 说 明 VCC 模块供电电源输入（一般无特殊要求为 5V）D0D7 8 位数据总线 CS 片选（低电平有效

4、）RST Reset 复位（低电平复位）A0 控制寄存器/数据寄存器选择（低电平选择控制寄存器）WE 写信号（低电平有效）RD 读信号（低电平有效）GND 接地 1.3 系统环境系统环境 7 寸 TFT 驱动模块的极限电气特性如下表所示：表 1.2 模块极限电压范围 参数 符号最小 最大 单位 备注 Vcc-0.3 5.5 V 模块电源 输入电源电压 Vio-0.3 3.5 V 端口电平 注意注意：上表中的极限电压范围并非是模块的工作电压，而是指模块可以承受的电压范围；如果用户在接入电压时，超过了极限电压范围，则模块内部的 LCD 控制逻辑电路会受到破坏，并使模块的性能受到严重的影响；所以强烈

5、推荐用户在使用模块时，使用正常的工作电压（以用户购买的实际模块为准）；上表以 5V 电源输入的模块为例。表 1.3 极限环境参数 参数 符号最小 最大 单位 备注 操作温度范围 Top 0 70 周围环境 储存温度范围 Tst-20 80 周围环境 注意：注意：（1）禁止在含有腐蚀性气体的环境中保存、操作；而模块的工作电气参数，如表 1.4 所示：表 1.4 TFT-LCD 模块操作电压（25）项目 符号 最小值 典型值 最大值 单位 输入高电平 VIH1.7 3.3 4.0 V 输入低电平 VIL-0.5 0 0.8 V 输出高电平 VOH3.0 3.1 V 输出低电平 VOL 0 0.2

6、V 2 液晶显示器介绍液晶显示器介绍 7 寸彩色 TFTLCD 显示模块的内置 LCD 控制器以及显存，用户在对 7 寸模块进行操作时，实际上是对 LCD 控制器进行相关的控制寄存器、显示数学据存储器进行操作的，所以，接下来重点对 7 寸的驱动控制特性进行详细的介绍。而需要注意的是。7 寸模块内部有两个图层的显存，但仅能同时显示一个图层，可以通过指令来指定当前显示的显存，以及对哪一层显存进行操作；而当当前显示的显存与操作的显存为同一屏显存时，此时对显存的操作便会直接体现于屏幕上。2.1.1 显示显示 RAM 区映射情况区映射情况 7 寸 TFT 驱动模块所驱动的 TFT-LCD 显示面板上，共

7、分布着 800480 个像素点，当打开显示时，面板上的像素点将与当前选择的显示层显存的数据一一对应；模块中每个像素点需要 16 位的数据（即 2字节长度）来表示该点的 RGB 颜色信息，所以模块内置一屏的的显存共有 800 480 16bit 的空间，通常我们以字节（byte）来描述其的大小。7 寸 TFT 驱动模块的显示操作非常简便，需要改变某一个像素点的颜色时，只需要对该点所对应的 2个字节的显存（指的是两屏显存中当前处于显示的显存）进行操作即可。而为了便于索引操作，模块将所有的显存地址分为低 10 位地址（X Address）和高 9 位地址（Y Address），X Address 和

8、 Y Address 对应着一个显存单元（2byte）；这样只要索引到了某一个 X、Y 轴地址时，并对该地址的寄存器进行操作，便可对 TFT-LCD 显示器上对应的像素点进行操作了。提示：以上的描述意味着，当我们对某一个地址上的显示进行操作时，需要对该地址进行连续两次的 8 位数据写入或读出的操作，方可完成对一个显存单元的数据写入操作；除此之外，还应确认该层显存当前是处于显示的并且处于操作状态。7 寸TFT驱动模块的像素点与显存对应关系如图 2.1所示：图 2.1 显存与像素点对应关系示意图 7寸TFT驱动模块内部有一个显存地址累加器AC，即用于在读写显存时对显存地址进行自动的累加，这在连续对

9、屏幕显示数据操作时非常有用，特别是应用在图形显示、视频显示时。此外，AC 累加器为对X Address 累加方式，具体为当累加到一行的尽头时，会切换到下一行的开始累加。7 寸 TFT 驱动模块内部有四屏的显存，但只能同时显示一屏的显存，用户可以通过指令来指定当前显示的显存图层，此外，还可以指定当前操作的显存图层，也就是说显示着的图层可以与操作着的图层不一样。2.2 操作时序操作时序 7 寸 TFT 驱动模块支持 intel8080 总线，总线的最高速度可达 20MHz（当然总线的速度能否达到最高接口速度，还与用户的总线布线、线长等有关），也就是说，如果控制 MCU 速度足够快的话，是可以支持视

10、频的显示的。图 2.5 为 7 寸 TFT 驱动模块的总线时序图：图 2.2 MzT35C1 模块总线时序图 注意注意：7 寸 TFT 驱动模块的总线接口是 8 位的，也就意味着对显存的数据操作时，需要连续进行两次操作方可完成，先传高字节再传低字节；但对于寄存器的操作（写入寄存器地址，即 A0 为低时的写入操作）8 位的操作方可。表 2.1 时序特性（IOVcc=3.3V，TA=25）参数 符号 单位 最小值 典型 最大值 写周期 Twe_cyc ns 50-总线周期时间 读周期 Trd_cyc ns 50-写使能信号滞后 CS 要求时间 Tcs_we ns 1-写使能信号低电平保持时间 Tw

11、e_l ns 25 写使能信号高电平保持时间 Twe_h ns 25-参数 符号 单位 最小值 典型 最大值 读使能信号滞后 CS 要求时间 Tcs_rd ns 1-读使能信号低电平保持时间 Trd_l ns 25-读使能信号高电平保持时间 Trd_h ns 25-数据输出滞后时间 Tdata ns-5 7 寸 TFT 驱动模块的上电复位时间需要保证大于 20ms；而上电复位以后的正常工作之下，如果用户仍需要对模块进行外部复位操作，则需要保证 1ms 的低电平时间即可；复位完成后，需大概等待 1us 后模块可以接受用户的操作。2.3 控制方法及控制方法及 LCD 显示特性显示特性 2.3.1

12、TFT 驱动模块控制方法驱动模块控制方法 TFT 驱动模块的操作主要分为两种，一是对控制寄存器的地址写入，二是对数据的读写操作；A0 控制线的高低电平状态来区别当前的总线操作是对控制寄存器的地址写入还是对所指向的寄存器进行数据操作：当 A0 为低电平时，表示当前的总线操作是对控制寄存器的地址进行操作；当 A0 为高电平时，表示为对数据写入/读出操作。TFT 驱动模块内部有控制寄存器，用户在使用 TFT 驱动模块之前以及对其进行操作过程当中，需要对一些寄存器进行写操作以完成对 LCD 的初始化，或者是完成某些功能的设置（如当前显存操作地址设置等）。对控制寄存器进行操作前，需要先对控制寄存器地址进

13、行写入操作，以指明接下去的数据操作是针对哪一个寄存器的。一般来说操作的步骤如下：1、在 A0 为低电平的状态下，写入一个字节的数据，该字节为寄存器地址。2、然后在 A0 为高电平的状态下，写入两个字节数据，第一字节为高八位，第二字节为低八位；如要读出指定寄存器的数据，则需要连续三次读操作方能完成一次读出操作，第一个字节为无效数据，第二字节为高八位，第三字节为低八位。注意：TFT 驱动模块操作也是通过向指定的寄存器地址进行读写操作来完成的，即对 0 x02 寄存器进行操作时，就是对当前处于操作状态下的图层显存进行读写操作。TFT驱动模块的控制寄存器当中，最常被调用的是寄存器除了对显存操作的 0

14、x02 寄存器外，还有当前显存地址的寄存器display RAM bus address counter(AC)，一共由两个的寄存器组成，分别存放有Y Address和X Adderss，表示当前对显存数据的读写操作是针对于该地址所指向的显存单元；而每一个显存单元在前面已经用图示意过，每个单元有 16 位，最高的 5 位为R（红）的分量，最低的 5 位为B（蓝）的分量，中间 6 位为G（绿）分量。如图 2.3所示：图 2.3 显存单元示意图 所以，当需要对 LCD 显示面板上某一个点（X，Y）进行操作时，需要先设置 AC，以指向需要操作 的点所对应的显存地址，然后连续写入或者读出数据，才完成对

15、该点的显存单元的数据操作。而当对某一个显存单元完成写入数据操作后，AC 会自动的进行调整，将会指向同一行的下一个点，即 X 地址自动加 1，当 X 地址到达行末时，会自动将 X 地址清零并将 Y 地址自动加 1。注意：写入地址时，要先写入注意：写入地址时，要先写入 Y 地址，然后再写入地址，然后再写入 X 地址。地址。2.3.2 控制寄存器介绍控制寄存器介绍 为了广大用户快速地掌握 TFT 驱动模块的使用，这里列出 TFT 驱动模块内部控制寄存器，以便快速的掌握 TFT 驱动模块的驱动控制方法。表 2.2 控制寄存器说明 高八位 低八位 地址 名称 b15 b14b13 b12 b11b10b

16、9b8b7b6b5b4 b3 b2 b1b00 x00 Y 地址-YA8YA7YA6YA5YA4 YA3 YA2 YA1YA00 x01 X 地址-XA9XA8XA7XA6XA5XA4 XA3 XA2 XA1XA00 x02 显存 R4 R3R2 R1 R0G5G4G3G2G1G0B4 B3 B2 B1B00 x03 背光控制-On/offBl6Bl5Bl4 Bl3 Bl2 Bl1Bl00 x04 模块设置-S1S0C1C0-On/off 2.3.3 TFT 驱动模块寄存器说明驱动模块寄存器说明 1）、Y 地址寄存器(0 x00)当 A0 为低电平时，从总线写入一个字节 0 x00，此时将控制

17、寄存器指向 Y 地址寄存器，该寄存器需设置 16 位的寄存器数值，即为 Y 轴地址，实际上高八位为无用数据，低 9 位为指定的寄存器地址（YA8YA0）。注意：对注意：对 Y 地址寄存器进行数据写入操作完成后，寄存器地址自动指向地址寄存器进行数据写入操作完成后，寄存器地址自动指向 X 地址寄存器。地址寄存器。2）、X 地址寄存器(0 x01)当 A0 为低电平时，从总线写入一个字节 0 x01，此时将控制寄存器指向 X 地址寄存器，该寄存器需设置 16 位的寄存器数值，即为 Y 轴地址，实际上高 7 位为无用数据，低 10 位为指定的寄存器地址（XA9XA0）。注意：对注意：对 Y 地址寄存器

18、进行数据写入操作完成后，寄存器地址自动指向显存寄存器。地址寄存器进行数据写入操作完成后，寄存器地址自动指向显存寄存器。3）、显存操作寄存器(0 x02)当 A0 为低电平时，从总线写入一个字节 0 x02，此时将控制寄存器指向显存操作寄存器，此后再对总线进行数据地读写操作时，将会写入或读出之前设置的 Y、X 轴地址所指向的显存数据（指的是当前处于操作的图层显存）。对该寄存器的数据读写操作时，一个完整的数据操作包含两个字节，共 16 位，分别定义为某一显存 上的三原色分量的分布，如下图：即为 RGB565 的格式。4）、背光设置寄存器(0 x03)当 A0 为低电平时，从总线写入一个字节 0 x

19、03，此时将控制寄存器指向背光设置寄存器，该寄存器需设置 16 位的寄存器数值，bit7 位为背光开关控制，为 1 时表示打开背光，为 0 表示关闭背光；bit6bit0为背光等级设置，可从 0127。5）、模块设置寄存器(0 x04)当 A0 为低电平时，从总线写入一个字节 0 x04，此时将控制寄存器指向模块设置寄存器，该寄存器需设置 16 位的寄存器数值，bit7，bit6 位为当前显示图层设置（可为 03，分别表示 03 图层显存）；bit5，bit4 为当前操作图层显存设置（可为 03，分别表示 03 图层显存）；bit0 为显示开关，为 1 表示打开显示，为 0 表示关闭显示。2.

20、4 控制流程介绍控制流程介绍 2.4.1 TFT 驱动模块的基本操作驱动模块的基本操作 如前面所述，这里将对 LCD 的操作分为两种：?寄存器写入操作：1 个字节，完成对寄存器的指定，以便于后面数据写入/读出时，对所指定的寄存器操作；?数据写入/读出操作：2 个字节，完成对所指定的寄存器的数据写入/读出操作。寄存器写入操作的流程图如下图中所示：上图表明，当进行寄存器写入操作时，仅需要对总线进行一个字节的数据写入操作，当然要保持 A0为低电平的状态下。数据写入/读出操作流程图如下所示：数据的操作都是 16 位的，但由于总线宽度为 8 位，所以将会分为两次传输，先写高字节再写入低字节；而数据的读出

21、（针对显存），则有一些特殊，需要用户在第一次读取数据时，要进行一次完整的空读操作（即表示首次读出的数据无效），其后再进行的读操作则连续的将显存中的数据读出（读出数据时AC 也会自动增加，当然空读操作不会影响 AC）。注意：此处的第一次读取数据操作指的是只要是在该操作之前数据的操作非读取操作。2.4.2 控制寄存器设置流程控制寄存器设置流程 实际上对 TFT 驱动模块模块的操作都是通过对控制寄存器进么数据写入操作来完成的，包括对显存的读写，也是通过对显存寄存器的写入/读出数据操作来完成，只是具体读写哪个地址的数据，由之前设置的 X、Y 轴地址所决定，并且地址（AC）会跟着显存数据的操作作自加一的

22、操作。控制寄存器的设置将会调用前面所介绍的两个功能程序（前面介绍有流程图）：寄存器写入和数据定入；一般来说，都需要先调用寄存器写入程序将要设置的控制寄存器地址（一个字节）写入 LCD 控制器，然后跟着要写入两个字节的数据作为设置给该寄存器的数据。流程图如下：2.4.3 设置显存地址设置显存地址 TFT 驱动模块模块的显存地址设置是通过设置 0 x00 和 0 x01 两个寄存器的数据来实现的，分别设置高 9 位地址（Y)和低 10 位的地址（X），但需要用户注意，必需先设置 Y 地址然后再设置 X 地址；而如前所述，当用户当前设置的是 Y 地址寄存器 0 x00 时，在完成对 Y 地址寄存器设

23、置后，会自动指向 X 地址寄存器，再完成 X 地址寄存器的设置后，也会自动指向显存寄存器。下图是设置显存地址的流程示意：如上图，在完成 X 地址的写入操作后，就可以直接写入数据以操控显存了。2.5 TFT 驱动模块模块底层接口程序参考驱动模块模块底层接口程序参考 接下来的例子，以将 MCS51 单片机为例，介绍 TFT 驱动模块模块的底层接口程序，也就是一些基本上操作方法的实际例程，如寄存器写、数据写、数据读等代码。2.5.1 模块与模块与 MCS51 的连接的连接 在接下来的参考代码当中，MCS51 与 LCD 模块之间使用端口进行连接，为了将时序以及操作方法 解释清楚，使用 MCS51 的

24、端口操作来模拟 8080 时序，大概的连接电路图如下：P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78R ST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20P2.0(A8)21P2.1(A9)22P2.2(A10)23P2.3(A11)24P2.4(A12)25P2.5(A13)26P2.6(A14)27P2.7(A15)28PSEN29ALE30EA31P0.7(AD7)32P0.6(AD6)33

25、P0.5(AD5)34P0.4(AD4)35P0.3(AD3)36P0.2(AD2)37P0.1(AD1)38P0.0(AD0)39VCC40U1AT89F51_PDIP VDDVDDGNDA0WER STDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7Y1C RYSTALC 130pC 230pGNDXTA1XTA2XTA1XTA2C 3105R 15.1KGNDVDDR ESETR ESETVDDVDDR DC S1234567891011121314151617181920J2M zT35C 1VDDLCD_R STLCD_C SLCD_A0LCD_WELCD_R DLCD_D0LCD_

26、D1LCD_D2LCD_D3LCD_D4LCD_D5LCD_D6LCD_D7R 2100R 10100R 3100R 11100R 4100R 12100R 5100R 13100R 6100R 14100R 7100R 8100R 9100DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7LCD_D0LCD_D1LCD_D2LCD_D3LCD_D4LCD_D5LCD_D6LCD_D7C SR STA0WER DLCD_C SLCD_R STLCD_A0LCD_WELCD_R D 图中为 Atmel 的 89S52，工作电压为 5V，所以它与 MzT35 模块的端口进行连接时，需要串入 100欧

27、的电阻，当然建议用户使用专用的 5V 转 3.3V 的芯片来进行端口的电平转换；实际上图中的连接图，也可以用 51 的总线进行驱动，只不过图中仅仅是简单的将 CS 连接在外部总线的 A14 上，而 MzT35 的 A0连接在 A13 上。下面的例程将主要以端口模拟总线的形式进行示例。2.5.2 与与 LCD 模块连接的端口定义模块连接的端口定义 为了方便移植，以及在使用时便于修改端口，在此将所有与 LCD 模块连接的端口进行定义，如下：#include REG52.h#define LCD_Ctrl_GPIO()/无定义#define LCD_Ctrl_Out()LCD_CS_SET();LC

28、D_RD_SET();LCD_RW_SET();#define LCD_Ctrl_Set(n)/无定义#define LCD_Ctrl_Clr(n)/无定义 sbit LCD_CS=P26;#define LCD_CS_SET()LCD_CS=1#define LCD_CS_CLR()LCD_CS=0 sbit LCD_RE=P35;#define LCD_RE_SET()LCD_RE=1#define LCD_RE_CLR()LCD_RE=0 sbit LCD_A0=P25;#define LCD_A0_SET()LCD_A0=1#define LCD_A0_CLR()LCD_A0=0 sb

29、it LCD_RW=P36;#define LCD_RW_SET()LCD_RW=1#define LCD_RW_CLR()LCD_RW=0 sbit LCD_RD=P37;#define LCD_RD_SET()LCD_RD=1#define LCD_RD_CLR()LCD_RD=0#define LCD_Data_GPIO()/无定义#define LCD_Data_Out()/无定义#define LCD_Data_In()P0=0 xff#define LCD_Data_BUS_Clr()/无定义#define LCD_Data_BUS_Set(n)P0=n#define LCD_Da

30、ta_Read()P0 上面例程中的一些宏定义，其实是对一些端口操作的重定义，在接下来的程序当中将使用这些定义好的宏，为的仅有一个目的：便于移植。而代码中也有一些定义，并没有进行实质性的定义，仅仅是为了考虑一些另外的 MCU 的端口操作方式与 MCS51 不同而考虑的。2.5.3 TFT 驱动模块基本操作函数驱动模块基本操作函数 寄存器写入仅需要写入一个字节数据即可，函数如下例程所示：void LCD_RegWrite(unsigned char Command)LCD_A0_CLR();/先将 A0 清零，以指示接下的总线操作为寄存器写入 LCD_CS_CLR();LCD_Data_BUS_

31、Clr();/由于该宏没有实质定义，所以编译时这行代码将无内容 LCD_Data_BUS_Set(n);LCD_RW_CLR();LCD_RW_SET();LCD_CS_SET();数据写入需要写入两个字节的数据，即为 16 位宽度的数据，分两次写，先写高字节再写低字节，代码如下所示：void LCD_DataWrite(unsigned short Dat)LCD_A0_SET();LCD_CS_CLR();LCD_Data_BUS_Clr();LCD_Data_BUS_Set(unsigned char)(n8);LCD_RW_CLR();LCD_RW_SET();LCD_Data_BUS

32、_Clr();LCD_Data_BUS_Set(unsigned char)n);LCD_RW_CLR();LCD_RW_SET();LCD_CS_SET();数据的读出较为特殊一些，在首次读数据时，需要进行一次空读操作，即空读两个字节的数据，然后才能读出实际所需的数据；当然如果用户需要连续读多个数据的话，也是需要在首数据前读两个字节无效数据，之后的连续读操作就可以完整的进行了。下面的例程仅演示读取一个显存单元的数据，如下：unsigned short LCD_DataRead(void)unsigned short Read_Data;LCD_Data_In();/由于该宏没有实质定义，所以

33、编译时这行代码将无内容 LCD_A0_SET();LCD_CS_CLR();LCD_RD_CLR();/接下来两个字节的空读操作 LCD_RD_SET();LCD_RD_CLR();LCD_RD_SET();LCD_RD_CLR();/有效数据 Read_Data=LCD_Data_Read();/先读高字节，再读低字节数据 Read_Data=Read_Data8;LCD_RD_SET();LCD_RD_CLR();Read_Data|=LCD_Data_Read();LCD_RD_SET();LCD_CS_SET();LCD_Data_Out();return Read_Data;2.5.

34、4 初始化初始化 TFT 驱动模块以及绘制一个点驱动模块以及绘制一个点 液晶模块的初始化很重要，初始化是否完成，直接就影响之后的操作是否能够显示出来，特别是 TFT模块的背光设置，如果背光不亮的，则显示是看不出来的。下面的代码为 TFT 驱动模块的初始化代码，以供参考：void LCD_PortInit(void)/初始化端口的函数 LCD_Ctrl_GPIO();LCD_Ctrl_Out();LCD_Data_GPIO();LCD_Data_Out();void LCD_Init(void)/LCD 驱动所使用到的端口的初始化 LCD_PortInit();LCD_RE_CLR();TimeDelay(20);LCD_RE_SET();LCD_RegWrite(0 x03);LCD_DataWrite(17)|/设置背光控制使能 (0 x600);/设置背光亮度等级为 0 x60(0127)LCD_RegWrite(0 x04);/写系统寄存器 LCD_DataWrite(06)|/当前显示页 (04)|/当前读写页设置 (1 10;x=ptr&0 x3ff;LCD_RegWrite(0 x00);LCD_DataWrite(y);LCD_DataWrite(x);LCD_DataWrite(i);