🍋 🥀 🎽 通过FMC将10“ ER-TFT101-1显示器连接到STM32F429 🤘🏽 👩‍🏭 🧚🏿

祝大家好。在本文中，我们将使用FMC（柔性内存控制器）模块通过16位8080并行接口分析TFT显示器ER-TFT101-1（10英寸，RA8876驱动器）与STM32F429L Discovery板的连接。

关于显示器组装

EastRising的ER-TFT101-1是一个分辨率为1024x600的10英寸TFT矩阵和一个带有RA8876驱动器的电路板的组件。在带有驱动程序的主板上，所有必需的电源都已布线，有一个16 MB的SD-RAM内存（16位总线，最大频率166 MHz，最大容量64 MB），还有一个标准的microSD卡插槽。带有外部字体的EEPROM下和闪存下的空脚印，带有用于对其编程的输出连接器的图像。同样，可以将电阻式或电容式触摸面板安装在组件上。

板上是最高工作频率为120 MHz的高端RAiO RA8876驱动器，如果需要，它本身可以用作控制微控制器。您可以编写一个小程序（仅12条指令）并将其放入外部闪存中。当显示开始时，该程序将首先开始运行，实质上是通过外部接口复制所有控制选项。

RA8876没有自己的RAM，因此使用外部SD-RAM存储器。它可以使用DMA从闪存读取图像并将其加载到其帧缓冲区中，并具有非常灵活的配置。该驱动程序使用标准的18位宽RGB接口连接到矩阵本身。每个红色通道仅使用6位，每个绿色通道仅使用6位，蓝色通道仅使用6位。不使用每个通道的低两位，理论上它提供262,144种颜色。

RA8876的DMA模块与STM的DMA2D非常相似-它可以通过颜色转换，透明度和其他芯片，将矩形的存储器从一个地方复制到另一个地方。

RA8876还具有内置的英文和中文字体（8x16、12x24、16x32像素），具有灵活的显示设置（旋转，缩放等），以及单独的矩阵接口（5 x 5），用于硬件按钮（独立和（不但可以使用），还可以通过长按和短按等一系列设置，同时按下一个按钮并同时按下几个按钮来唤醒显示。

有画中画功能（不支持透明度），用于显示任何弹出窗口和菜单。

驱动程序本身可以绘制图形图元，例如正方形，圆形，曲线，椭圆形，三角形，圆角正方形（带有或不带有填充）。顺便说一下，在RA8875和RA8876中，有一个小错误可以填充三角形，并且每个驱动程序都有自己的驱动程序。但是RAiO并没有在高耸的钟楼上对此表示可恶...我试图以某种方式给他们写封信，所以他们甚至都没有回答。绘制此类图元，即使使用速度较慢的微控制器也可以创建精美的图形。

与外部世界相比，RA8876通过8080/6800 8/16位，3/4线SPI和I2C接口进行通信。此外，驱动器芯片本身可以充当SPI和I2C主设备。在RA8876中，有两个PWM输出可用于灵活控制背光。最高SPI CLK频率声明为66 MHz，驱动器频率为120 MHz，理论上每秒可提供6帧全屏更新（1024 x 600 x 16位）。此连接经过我的测试，表明如果我们不将视频显示在屏幕上，它就有生命的权利。

在我们的案例中，我们将使用FMC模块（柔性内存控制器）将使用宽度为16位的8080协议的显示器连接到STM32F429ZIT6，这将使我们获得更高的屏幕填充速度和更少的微控制器负载。

8080和FMC引脚的配置

我们将在显示屏的数据表中查看8080的连接图：

我们将介绍在CubeMX中连接STM32所需的引脚。我们对＃1组（NOR Flash / PSRAM / SRAM / ROM / LDC 1）感兴趣。

关于数据表中的XnWAIT，您可以阅读以下内容：

连续的数据写入速度决定了显示更新速度。 如果用户不采用XnWait插入等待状态，则周期间隔必须大于系统时钟周期的5。 如果不使用xnwait机制，则超出规格可能导致数据丢失或功能失败。

从字面上看，在8080协议的操作周期之间，如果用户不使用XnWAIT机制等待RA8876的释放，则应插入5个RA8876系统碎片。我们将再次使用该引脚，因为在实践中，我尝试插入五个周期的延迟，但没有成功。

代替FMC单元的完整地址总线，我们仅使用一个引脚A16。

我们将数据引脚（D0-D15）配置为替代功能＃12，例如推挽式，最大速度且没有任何悬挂装置。
XnWAIT，XnWR，XnRD，XA0和XnCS引脚被配置为替代功能＃12，例如带有上拉（PULL UP）的推挽式。
我们将XnRST配置为不带悬挂器的常规GPIO（位于板本身上）。
XnINTR可配置为输入的GPIO，并提升为加号。

我也将背光灯连接到100％，而不通过PWM控制它。为此，将显示器组合件连接器上的＃14引脚连接到VDD。

我没有提供引脚的配置代码，因为我使用自己的配置库，并且在集线器和其他来源上GPIO配置本身已经被咀嚼了一百次。

初始化库在这里。

FMC设置

每个存储体三个存储体负责设置FMC模块的存储体（NOR Flash / PSRAM / SRAM / ROM / LDC 1）。它们是FMC_BCRx，FMC_BTRx和FMC_BWTRx。在STM32F429 MK定义中，将FMC_BCRx和FMC_BTRx寄存器组合为一个公用数组，称为FMC_BTCR，具有八个元素，其中零元素为FMC_BCR1，第一个元素为FMC_BTR1，第二个元素为FMC_BCR2，依此类推。 FMC_BWTRx组合成具有七个元素的FMC_BWTR数组，尽管应该有四个。不要问我为什么...

FMC_BCRx包含基本设置，FMC_BTRx包含常规时序，而FMC_BWTRx包含单独的读取时序（如果设备需要的话）。

STM32F429和RA8876交互的时序图和时序。

为了简化配置，我们将8080协议时序插入常量中。我自己凭经验选择时间，从而降低了价值，因为带有数据表的时序表更像是真空中的球形马。

unsigned long ADDSET = 0; unsigned long ADDHLD = 1; unsigned long DATAST = 5; unsigned long BUSTURN = 0; unsigned long CLKDIV = 1; unsigned long DATLAT = 0; unsigned long ACCMOD = 0; RCC->AHB3ENR |= RCC_AHB3ENR_FMCEN; //  FMC FMC_Bank1->BTCR[0] = 0; //    FMC_Bank1->BTCR[0] |= FMC_BCR1_MWID_0; //    16  FMC_Bank1->BTCR[0] |= FMC_BCR1_WREN; //    FMC_Bank1->BTCR[0] |= FMC_BCR1_WAITEN; //   XnWAIT FMC_Bank1->BTCR[0] |= FMC_BCR1_ASYNCWAIT; // XnWAIT    FMC_Bank1->BTCR[0] |= FMC_BCR1_WAITCFG; //  XnWAIT FMC_Bank1->BTCR[1] = 0; //    FMC_Bank1->BTCR[1] |= (ADDSET << 0) | (ADDHLD << 4) | (DATAST << 8) | (BUSTURN << 16) | (CLKDIV << 20) | (DATLAT << 24) | (ACCMOD << 28); //   FMC_Bank1->BTCR[0] |= 1; //

复位后FMC_BTCRx寄存器的值为0x0FFF FFFF，即设置最大时间。如果您有新的显示器或内存，请降低计时并尝试运行。

显示初始化

使用显示器的工作归结为读取或写入某些内存区域。 FMC负责其余的工作。为了简化工作，我们定义了两个定义：

 #define LCD_DATA 0x60020000 #define LCD_REG 0x60000000

现在，我们描述底层功能：

 void LCD_CmdWrite (unsigned char cmd) { *(unsigned short *)(LCD_REG) = cmd; }; void LCD_DataWrite (unsigned short data) { *(unsigned short *)(LCD_DATA)= data; }; unsigned char LCD_StatusRead(void) { unsigned short data = *(unsigned short *)(LCD_REG); return data; }; unsigned char LCD_DataRead(void) { unsigned short data = * (unsigned short *)(LCD_DATA); return (unsigned char)data; }; void LCD_RegisterWrite(unsigned char cmd, unsigned char data) { *(unsigned short *)(LCD_REG) = cmd; *(unsigned short *)(LCD_DATA) = data; }; unsigned char LCD_RegisterRead (unsigned char cmd) { volatile unsigned char data = 0; LCD_CmdWrite (cmd); data = LCD_DataRead (); return data; };

此外，显示初始化功能本身。该代码取自显示提供商，并经过了略微重新设计以满足您的需求。子功能占据了大量资源，在本文中，我将不再赘述。

链接到github上的驱动程序

 void RA8876_Init(void) { RA8876_PLL_Init (); //   RA8876  120  RA8876_SDRAM_Init (); //  SDRAM  166  TFT_24bit (); //    24   ??? Host_Bus_16bit (); //   16  RGB_16b_16bpp (); //   16  MemWrite_Left_Right_Top_Down (); //       . Graphic_Mode (); //    Memory_Select_SDRAM (); //   SDRAM /*  RGB     RA8876 */ HSCAN_L_to_R (); VSCAN_T_to_B (); PDATA_Set_RGB (); PCLK_Falling (); DE_High_Active (); HSYNC_High_Active (); VSYNC_High_Active (); LCD_HorizontalWidth_VerticalHeight (1024, 600); LCD_Horizontal_Non_Display (160); LCD_HSYNC_Start_Position (160); LCD_HSYNC_Pulse_Width (70); LCD_Vertical_Non_Display (23); LCD_VSYNC_Start_Position (12); LCD_VSYNC_Pulse_Width (10); //   Frame_Buffer_Start_Address (PAGE0_START_ADDR); Frame_Buffer_Width (1024); Frame_Buffer_Start_XY (0, 0); Frame_Buffer_Color_Mode_16bpp (); //   Canvas_Window_Start_Address (PAGE0_START_ADDR); Canvas_Window_Width (1024); Canvas_Window_Start_XY (0, 0); Canvas_Window_WH (1024, 600); Canvas_Memory_XY_Mode (); Canvas_Window_Color_Mode_16bpp (); }

关于帧缓冲区和活动区域更多。对于这两个设置，我们定义以下定义：

 #define PAGE0_START_ADDR 0 #define PAGE1_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 1) #define PAGE2_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 2) #define PAGE3_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 3) #define PAGE4_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 4) #define PAGE5_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 5) #define PAGE6_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 6) #define PAGE7_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 7) #define PAGE8_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 8) #define PAGE9_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 9) #define PAGE10_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 10) #define PAGE11_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 11) #define PAGE12_START_ADDR (1024 * 600 * 2 * 12)

每页（PAGEx_START_ADDR）是SDRAM中的起始地址。在16 MB的内存中，我们可以放置13个完整层，大小为1228800字节（1024 * 600 * 2）。
Frame_Buffer_Start_Address函数设置帧缓冲区的初始存储区（当前正在显示的内容）。

Canvas_Window_Start_Address函数设置画布的初始存储区。此外，画布可能大于帧缓冲区，因此您可以在屏幕上滚动图像。例如，对于平台游戏，您可以制作一个长13132 x 600像素的画布，然后将其水平滚动，在其上水平移动帧缓冲区。

如果将图形输出与STM32的LTDM进行比较，那么这里的一切并不是那么乐观。同时，驱动程序本身只能显示最后一层（缓冲），LTDC立即显示两层，将它们混合在一起，而无需您参与此过程。

绘制图元

来自具有预建功能的显示提供商的代码：

 void Start_Line (void); void Start_Triangle (void); void Start_Triangle_Fill (void); void Line_Start_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Line_End_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Triangle_Point1_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Triangle_Point2_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Triangle_Point3_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Square_Start_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Square_End_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Start_Circle_or_Ellipse (void); void Start_Circle_or_Ellipse_Fill (void); void Start_Left_Down_Curve (void); void Start_Left_Up_Curve (void); void Start_Right_Up_Curve (void); void Start_Right_Down_Curve (void); void Start_Left_Down_Curve_Fill (void); void Start_Left_Up_Curve_Fill (void); void Start_Right_Up_Curve_Fill (void); void Start_Right_Down_Curve_Fill (void); void Start_Square (void); void Start_Square_Fill (void); void Start_Circle_Square (void); void Start_Circle_Square_Fill (void); void Circle_Center_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Ellipse_Center_XY (unsigned short WX, unsigned short HY); void Circle_Radius_R (unsigned short WX); void Ellipse_Radius_RxRy (unsigned short WX, unsigned short HY); void Circle_Square_Radius_RxRy (unsigned short WX, unsigned short HY);

例如，要绘制一个填充的三角形，我们设置三个点：Triangle_Point1_XY，Triangle_Point2_XY，Triangle_Point2_XY并运行Start_Triangle_Fill函数。

使用DMA

为了方便起见，我使用结构作为传递参数编写了函数：

 struct GFX_BTE_options { unsigned long layer_s0_addr; //     0 unsigned long layer_s1_addr; //     1 unsigned long layer_d_addr; //     unsigned short layer_s0_width; //    0 unsigned short layer_s1_width; //    1 unsigned short layer_d_width; //    unsigned short layer_s0_start_x; //     0 unsigned short layer_s0_start_y; //   Y  0 unsigned short layer_s1_start_x; //   X  1 unsigned short layer_s1_start_y; //   Y  1 unsigned short layer_d_start_x; //   X   unsigned short layer_d_start_y; //   Y   unsigned short window_size_x; //     unsigned short window_size_y; //     unsigned char rop_code; //  ROP unsigned char operation_code; //   DMA };       DMA: void GFX_BTE_operation (struct GFX_BTE_options options) { BTE_S0_Color_16bpp (); BTE_S0_Memory_Start_Address (options.layer_s0_addr); BTE_S0_Image_Width (options.layer_s0_width); BTE_S0_Window_Start_XY (options.layer_s0_start_x, options.layer_s0_start_y); BTE_S1_Color_16bpp (); BTE_S1_Memory_Start_Address (options.layer_s1_addr); BTE_S1_Image_Width (options.layer_s1_width); BTE_S1_Window_Start_XY (options.layer_s1_start_x, options.layer_s1_start_y); BTE_Destination_Color_16bpp (); BTE_Destination_Memory_Start_Address (options.layer_d_addr); BTE_Destination_Image_Width (options.layer_d_width); BTE_Destination_Window_Start_XY (options.layer_d_start_x, options.layer_d_start_y); BTE_Window_Size (options.window_size_x, options.window_size_y); BTE_ROP_Code (options.rop_code); BTE_Operation_Code (options.operation_code); BTE_Enable (); Check_BTE_Busy (); }

操作码说明（OPERATION CODE）：

0000：使用MK通过ROP写入内存。
0001：使用MK在没有ROP的情况下读取内存。
0010：使用ROP正向复制存储块。
0011：使用ROP反向复制存储块。
0100：使用MK无需ROP写入内存（透明）。
0101：在没有ROP的情况下正向复制（移动）存储块（透明）。
0110：使用ROP填充图案。
0111：用抠像填充模板。
1000：颜色扩展
1001：具有增强的色彩和透明度
1010：使用Alpha混合向前移动内存块
1011：使用MK通过alpha混合写入内存。
1100：用纯色填充存储区域。
1101：保留
1110：保留
1111：保留

光栅码说明（ROP CODE）：

0000b：0（黑色）
0001b：〜S0 ・〜S1或〜（S0 + S1）
0010b：〜S0 ・ S1
0011b：〜S0
0100b：S0 ・〜S1
0101b：〜S1
0110b：S0 ^ S1
0111b：〜S0 +〜S1或〜（S0 ・ S1）
1000b：S0 ・ S1
1001b：〜（S0 ^ S1）
1010b：S1
1011b：〜S0 + S1
1100b：S0
1101b：S0 +〜S1
1110b：S0 + S1
1111b：1（白色）

S0是零层，S1是第一层。它们之间的相互作用是使用算术和位运算发生的。

内联字体输出

 void GFX_Show_String_TMODE (short x, short y, char *ptr, unsigned short charColor, unsigned short bkColor) { Foreground_color_65k (charColor); Background_color_65k (bkColor); CGROM_Select_Internal_CGROM (); Font_Select_12x24_24x24 (); Text_Mode (); Goto_Text_XY (x, y); LCD_CmdWrite (0x04); while (*ptr != '\0') { LCD_DataWrite (*ptr); Check_Mem_WR_FIFO_not_Full (); ++ptr; } Check_2D_Busy (); Graphic_Mode (); //back to graphic mode }

完整版本的驱动程序可以在github的链接上找到。

谢谢大家的阅读！

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