人工智能主要由哪几部分构成呢？开课吧

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人工智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。目前，人工智能被企业所重视，并且很多人想要快速入门人工智能，以便获得良好的待遇。为了能够深入了解和学习人工智能，需要明白人工智能主要由哪几部分构成。

人工智能主要由哪几部分构成呢？开课吧

一、采集：传感器—信息采集

二、处理：CPU—各种算法、架构、系统

三、输出：像人一样行动

四、存储：NORFLASH、NANDFLASH、ONENANDFLASH、DDR1、DDR2、DDR3----。存储内容的压缩、存储、解压缩。

人工智能主要由哪几部分构成呢？开课吧

五、显示：虚拟现实VR、增强型虚拟现实AR。

六、通信：超级宽带。万物互联。

七、电源：医疗器械专用开关电源、工业控制专业开关电源、车载&无人驾驶&无人机专用开关电源。

人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。

ALIENTEK 阿波罗 STM32F767 开发板资料连载第十八章 TFTLCD实验

1）实验平台： alientek 阿波罗 STM32F767 开发板2）摘自《STM32F7 开发指南(HAL 库版)》关注官方微信号公众号，获取更多资料：正点原子

第十八章 TFTLCD（MCU 屏）实验

在第 16 章我们介绍了 OLED 模块及其显示，但是该模块只能显示单色/双色，不能显示彩

色，而且尺寸也较小。本章我们将介绍 ALIENTEK 的 TFT LCD 模块（MCU 屏），该模块采用

TFTLCD 面板，可以显示 16 位色的真彩图片。在本章中，我们将使用阿波罗 STM32F767 开发

板底板上的 TFTLCD 接口（仅支持 MCU 屏，本章仅介绍 MCU 屏的使用），来点亮 TFTLCD，

并实现 ASCII 字符和彩色的显示等功能，并在串口打印 LCD 控制器 ID，同时在 LCD 上面显示。

本章分为如下几个部分：

18.1 TFTLCD&FMC 简介

18.2 硬件设计

18.3 软件设计

18.4 下载验证

18.5 STM32CubeMX 配置 FMC（SRAM）

18.1 TFTLCD&FMC 简介

本章我们将通过 STM32F767的 FMC 接口来控制TFTLCD 的显示，所以本节分为两个部分，

分别介绍 TFTLCD 和 FMC。

18.1.1 TFTLCD 简介

TFT-LCD 即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal

Display。TFT-LCD 与无源 TN-LCD、STN-LCD 的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象

素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特

性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD 也被叫做真彩液晶显示器。

上一章介绍了 OLED 模块，本章，我们给大家介绍 ALIENTEK TFTLCD 模块(MCU 接口)，

该模块有如下特点：

1，2.8’/3.5’/4.3’/7’等 4 种大小的屏幕可选。

2，320×240 的分辨率（3.5’分辨率为:320*480，4.3’和 7’分辨率为：800*480）。

3，16 位真彩显示。

4，自带触摸屏，可以用来作为控制输入。

本章，我们以 2.8 寸（其他 3.5 寸/4.3 寸等 LCD 方法类似，请参考 2.8 的即可）的 ALIENTEK

TFTLCD 模块为例介绍，该模块支持 65K 色显示，显示分辨率为 320×240，接口为 16 位的 80

并口，自带触摸屏。

该模块的外观图如图 18.1.1.1 所示

图 18.1.1.1 ALIENTEK 2.8 寸 TFTLCD 外观图

模块原理图如图 18.1.1.2 所示：

图 18.1.1.2 ALIENTEK 2.8 寸 TFTLCD 模块原理图

TFTLCD 模块采用 2*17 的 2.54 公排针与外部连接，接口定义如图 18.1.1.3 所示：

图 18.1.1.3 ALIENTEK 2.8 寸 TFTLCD 模块接口图

从图 18.1.1.3 可以看出，ALIENTEK TFTLCD 模块采用 16 位的并方式与外部连接，之所以

不采用 8 位的方式，是因为彩屏的数据量比较大，尤其在显示图片的时候，如果用 8 位数据线，

就会比 16 位方式慢一倍以上，我们当然希望速度越快越好，所以我们选择 16 位的接口。图

18.1.1.3 还列出了触摸屏芯片的接口，关于触摸屏本章我们不多介绍，后面的章节会有详细的介

绍。该模块的 80 并口有如下一些信号线：

CS：TFTLCD 片选信号。

WR：向 TFTLCD 写入数据。

RD：从 TFTLCD 读取数据。

D[15：0]：16 位双向数据线。

RST：硬复位 TFTLCD。

RS：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。

80 并口在上一节我们已经有详细的介绍了，这里我们就不再介绍，需要说明的是，TFTLCD

模块的 RST 信号线是直接接到 STM32F767 的复位脚上，并不由软件控制，这样可以省下来一

个 IO 口。另外我们还需要一个背光控制线来控制 TFTLCD 的背光。所以，我们总共需要的 IO

口数目为 21 个。这里还需要注意，我们标注的 DB1~DB8，DB10~DB17，是相对于 LCD 控制

IC 标注的，实际上大家可以把他们就等同于 D0~D15，这样理解起来就比较简单一点。

ALIENTEK提供 2.8/3.5/4.3/7 寸等 4种不同尺寸和分辨率的TFTLCD 模块，其驱动芯片为：

ILI9341/NT35310/NT35510/SSD1963 等(具体的型号，大家可以通过下载本章实验代码，通过串

口或者 LCD 显示查看)，这里我们仅以 ILI9341 控制器为例进行介绍，其他的控制基本都类似，

我们就不详细阐述了。

ILI9341 液晶控制器自带显存，其显存总大小为 172800（240*320*18/8），即 18 位模式（26

万色）下的显存量。在 16 位模式下，ILI9341 采用 RGB565 格式存储颜色数据，此时 ILI9341

的 18 位数据线与 MCU 的 16 位数据线以及 LCD GRAM 的对应关系如图 18.1.1.4 所示：

图 18.1.1.4 16 位数据与显存对应关系图

从图中可以看出，ILI9341 在 16 位模式下面，数据线有用的是：D17~D13 和 D11~D1，D0

和 D12 没有用到，实际上在我们 LCD 模块里面，ILI9341 的 D0 和 D12 压根就没有引出来，这

样，ILI9341 的 D17~D13 和 D11~D1 对应 MCU 的 D15~D0。

这样 MCU 的 16 位数据，最低 5 位代表蓝色，中间 6 位为绿色，最高 5 位为红色。数值越

大，表示该颜色越深。另外，特别注意 ILI9341 所有的指令都是 8 位的（高 8 位无效），且参数

除了读写 GRAM 的时候是 16 位，其他操作参数，都是 8 位的。

接下来，我们介绍一下 ILI9341 的几个重要命令，因为 ILI9341 的命令很多，我们这里就

不全部介绍了，有兴趣的大家可以找到 ILI9341 的 datasheet 看看。里面对这些命令有详细的介

绍。我们将介绍：0XD3，0X36，0X2A，0X2B，0X2C，0X2E 等 6 条指令。

首先来看指令：0XD3，这个是读 ID4 指令，用于读取 LCD 控制器的 ID，该指令如表 18.1.1.1

所示：

表 18.1.1.1 0XD3 指令描述

从上表可以看出，0XD3 指令后面跟了 4 个参数，最后 2 个参数，读出来是 0X93 和 0X41，

刚好是我们控制器 ILI9341 的数字部分，从而，通过该指令，即可判别所用的 LCD 驱动器是什

么型号，这样，我们的代码，就可以根据控制器的型号去执行对应驱动 IC 的初始化代码，从而

兼容不同驱动 IC 的屏，使得一个代码支持多款 LCD。

接下来看指令：0X36，这是存储访问控制指令，可以控制 ILI9341 存储器的读写方向，简

单的说，就是在连续写 GRAM 的时候，可以控制 GRAM 指针的增长方向，从而控制显示方式

（读 GRAM 也是一样）。该指令如表 18.1.1.2 所示：

表 18.1.1.2 0X36 指令描述

从上表可以看出，0X36 指令后面，紧跟一个参数，这里我们主要关注：MY、MX、MV

这三个位，通过这三个位的设置，我们可以控制整个 ILI9341 的全部扫描方向，如表 18.1.1.3

所示：

表 18.1.1.3 MY、MX、MV 设置与 LCD 扫描方向关系表

这样，我们在利用 ILI9341 显示内容的时候，就有很大灵活性了，比如显示 BMP 图片，

BMP 解码数据，就是从图片的左下角开始，慢慢显示到右上角，如果设置 LCD 扫描方向为从

左到右，从下到上，那么我们只需要设置一次坐标，然后就不停的往 LCD 填充颜色数据即可，

这样可以大大提高显示速度。

接下来看指令：0X2A，这是列地址设置指令，在从左到右，从上到下的扫描方式（默认）

下面，该指令用于设置横坐标（x 坐标），该指令如表 18.1.1.4 所示：

表 18.1.1.4 0X2A 指令描述

在默认扫描方式时，该指令用于设置 x 坐标，该指令带有 4 个参数，实际上是 2 个坐标值：

SC 和 EC，即列地址的起始值和结束值，SC 必须小于等于 EC，且 0≤SC/EC≤239。一般在设

置 x 坐标的时候，我们只需要带 2 个参数即可，也就是设置 SC 即可，因为如果 EC 没有变化，

我们只需要设置一次即可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提高速度。

与 0X2A 指令类似，指令：0X2B，是页地址设置指令，在从左到右，从上到下的扫描方式

（默认）下面，该指令用于设置纵坐标（y 坐标）。该指令如表 18.1.1.5 所示：

表 18.1.1.5 0X2B 指令描述

在默认扫描方式时，该指令用于设置 y 坐标，该指令带有 4 个参数，实际上是 2 个坐标值：

SP 和 EP，即页地址的起始值和结束值，SP 必须小于等于 EP，且 0≤SP/EP≤319。一般在设置

y 坐标的时候，我们只需要带 2 个参数即可，也就是设置 SP 即可，因为如果 EP 没有变化，我

们只需要设置一次即可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提高速度。

接下来看指令：0X2C，该指令是写 GRAM 指令，在发送该指令之后，我们便可以往 LCD

的 GRAM 里面写入颜色数据了，该指令支持连续写，指令描述如表 18.1.1.6 所示：

表 18.1.1.6 0X2C 指令描述

从上表可知，在收到指令 0X2C 之后，数据有效位宽变为 16 位，我们可以连续写入 LCD

GRAM 值，而 GRAM 的地址将根据 MY/MX/MV 设置的扫描方向进行自增。例如：假设设置

的是从左到右，从上到下的扫描方式，那么设置好起始坐标（通过 SC，SP 设置）后，每写入

一个颜色值，GRAM 地址将会自动自增 1（SC++），如果碰到 EC，则回到 SC，同时 SP++，一

直到坐标：EC，EP 结束，其间无需再次设置的坐标，从而大大提高写入速度。

最后，来看看指令：0X2E，该指令是读 GRAM 指令，用于读取 ILI9341 的显存（GRAM），

该指令在 ILI9341 的数据手册上面的描述是有误的，真实的输出情况如表 18.1.1.7 所示：

表 18.1.1.7 0X2E 指令描述

该指令用于读取 GRAM，如表 18.1.1.7 所示，ILI9341 在收到该指令后，第一次输出的是

dummy 数据，也就是无效的数据，第二次开始，读取到的才是有效的 GRAM 数据（从坐标：

SC，SP 开始），输出规律为：每个颜色分量占 8 个位，一次输出 2 个颜色分量。比如：第一次

输出是 R1G1，随后的规律为：B1R2G2B2R3G3B3R4G4B4R5G5... 以此类推。如果

我们只需要读取一个点的颜色值，那么只需要接收到参数 3 即可，如果要连续读取（利用 GRAM

地址自增，方法同上），那么就按照上述规律去接收颜色数据。

以上，就是操作 ILI9341 常用的几个指令，通过这几个指令，我们便可以很好的控制 ILI9341

显示我们所要显示的内容了。

一般 TFTLCD 模块的使用流程如图 18.1.1.5：

图 18.1.1.5 TFTLCD 使用流程

任何 LCD，使用流程都可以简单的用以上流程图表示。其中硬复位和初始化序列，只需要

执行一次即可。而画点流程就是：设置坐标写 GRAM 指令写入颜色数据，然后在 LCD 上

面，我们就可以看到对应的点显示我们写入的颜色了。读点流程为：设置坐标读 GRAM 指令

读取颜色数据，这样就可以获取到对应点的颜色数据了。

以上只是最简单的操作，也是最常用的操作，有了这些操作，一般就可以正常使用 TFTLCD

了。接下来我们将该模块用来来显示字符和数字，通过以上介绍，我们可以得出 TFTLCD 显示

需要的相关设置步骤如下：

1）设置 STM32F767 与 TFTLCD 模块相连接的 IO。

这一步，先将我们与 TFTLCD 模块相连的 IO 口进行初始化，以便驱动 LCD。这里我们用

到的是 FMC，FMC 将在 18.1.2 节向大家详细介绍。

2）初始化 TFTLCD 模块。

即图 18.1.1.5 的初始化序列，这里我们没有硬复位 LCD，因为阿波罗 STM32F767 开发板

的 LCD 接口，将 TFTLCD 的 RST 同 STM32F767 的 RESET 连接在一起了，只要按下开发板的

RESET 键，就会对 LCD 进行硬复位。初始化序列，就是向 LCD 控制器写入一系列的设置值（比

如伽马校准），这些初始化序列一般 LCD 供应商会提供给客户，我们直接使用这些序列即可，

不需要深入研究。在初始化之后，LCD 才可以正常使用。

3）通过函数将字符和数字显示到 TFTLCD 模块上。

这一步则通过图 18.1.1.5 左侧的流程，即：设置坐标写 GRAM 指令写 GRAM 来实现，

但是这个步骤，只是一个点的处理，我们要显示字符/数字，就必须要多次使用这个步骤，从而

达到显示字符/数字的目的，所以需要设计一个函数来实现数字/字符的显示，之后调用该函数，

就可以实现数字/字符的显示了。

STM32F767xx 系列芯片都带有 FMC 接口，即可变存储存储控制器，能够与同步或异步存

储器、SDRAM 存储器和 NAND FLASH 等连接，STM32F767 的 FMC 接口支持包括 SRAM、

SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH 和 PSRAM 等存储器。FMC 的框图如图 18.1.2.1 所示：

图 18.1.2.1 FMC 框图

从上图我们可以看出，STM32F767 的 FMC 将外部设备分为 3 类：NOR/PSRAM 设备、NAND

设备和 SDRAM 设备。他们共用地址数据总线等信号，他们具有不同的 CS 以区分不同的设备，

比如本章我们用到的 TFTLCD 就是用的 FMC_NE1 做片选，其实就是将 TFTLCD 当成 SRAM

来控制。

这里我们介绍下为什么可以把 TFTLCD 当成 SRAM 设备用：首先我们了解下外部 SRAM

的连接，外部 SRAM 的控制一般有：地址线（如 A0~A18）、数据线（如 D0~D15）、写信号（WE）、

读信号（OE）、片选信号（CS），如果 SRAM 支持字节控制，那么还有 UB/LB 信号。而 TFTLCD

的信号我们在 18.1.1 节有介绍，包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST 和 BL 等，其中真

正在操作 LCD 的时候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、RD 和 CS。其操作时序和 SRAM

的控制完全类似，唯一不同就是 TFTLCD 有 RS 信号，但是没有地址信号。

TFTLCD 通过 RS 信号来决定传送的数据是数据还是命令，本质上可以理解为一个地址信

号，比如我们把 RS 接在 A0 上面，那么当 FMC 控制器写地址 0 的时候，会使得 A0 变为 0，

对 TFTLCD 来说，就是写命令。而 FMC 写地址 1 的时候，A0 将会变为 1，对 TFTLCD 来说，

就是写数据了。这样，就把数据和命令区分开了，他们其实就是对应 SRAM 操作的两个连续地

址。当然 RS 也可以接在其他地址线上，阿波罗 STM32F767 开发板是把 RS 连接在 A18 上面的。

STM32F767 的 FMC 支持 8/16/32 位数据宽度，我们这里用到的 LCD 是 16 位宽度的，所

以在设置的时候，选择 16 位宽就 OK 了。我们再来看看 FMC 的外部设备地址映像，STM32F767

的 FMC 将外部存储器划分为 6 个固定大小为 256M 字节的存储区域，如图 18.1.2.2 所示：

图 18.1.2.2 FMC 存储块地址映像

从上图可以看出，FMC 总共管理 1.5GB 空间，拥有 6 个存储块（Bank），本章，我们用到

的是块 1，所以在本章我们仅讨论块 1 的相关配置，其他块的配置，请参考《STM32F7 中文参

考手册》第 13 章（286 页）的相关介绍。

STM32F767 的 FMC 存储块 1（Bank1）被分为 4 个区，每个区管理 64M 字节空间，每个

区都有独立的寄存器对所连接的存储器进行配置。Bank1 的 256M 字节空间由 28 根地址线

（HADDR[27:0]）寻址。

这里 HADDR 是内部AHB地址总线，其中HADDR[25:0]来自外部存储器地址 FMC_A[25:0]，

而 HADDR[26:27]对 4 个区进行寻址。如表 18.1.2.1 所示：

表 18.1.2.1 Bank1 存储区选择表

HADDR[25:0]位包含外部存储器的地址，由于 HADDR 为字节地址，而存储器按字寻址，

所以，根据存储器数据宽度的不同，实际上向存储器发送的地址也有所不同，如表 18.1.2.2 所

示：

表 18.1.2.2 NOR/PSRAM 外部存储器地址

因此，FMC 内部 HADDR 与存储器寻址地址的实际对应关系就是：

当接的是 32 位宽度存储器的时候：HADDR[25:2] FMC_A [23:0]。

当接的是 16 位宽度存储器的时候：HADDR[25:1] FMC_A [24:0]。

当接的是 8 位宽度存储器的时候：HADDR[25:0] FMC_A [25:0]。

不论外部接 8 位/16 位/32 位宽设备，FMC_A[0]永远接在外部设备地址 A[0]。 这里，

TFTLCD 使用的是 16 位数据宽度，所以 HADDR[0]并没有用到，只有 HADDR[25:1]是有效的，

对应关系变为：HADDR[25:1] FMC_A[24:0]，相当于右移了一位，这里请大家特别留意。另

外，HADDR[27:26]的设置，是不需要我们干预的，比如：当你选择使用 Bank1 的第一个区，

即使用 FMC_NE1 来连接外部设备的时候，即对应了 HADDR[27:26]=00，我们要做的就是配置

对应第 1 区的寄存器组，来适应外部设备即可。STM32F767 的 FMC 各 Bank 配置寄存器如表

18.1.2.3 所示：

表 18.1.2.3 FMC 各 Bank 配置寄存器表

对于 NOR FLASH 控制器，主要是通过 FMC_BCRx、FMC_BTRx 和 FMC_BWTRx 寄存器

设置（其中 x=1~4，对应 4 个区）。通过这 3 个寄存器，可以设置 FMC 访问外部存储器的时序

参数，拓宽了可选用的外部存储器的速度范围。FMC 的 NOR FLASH 控制器支持同步和异步突

发两种访问方式。选用同步突发访问方式时，FMC 将 HCLK(系统时钟)分频后，发送给外部存

储器作为同步时钟信号 FMC_CLK。此时需要的设置的时间参数有 2 个：

1，HCLK 与 FMC_CLK 的分频系数(CLKDIV)，可以为 2～16 分频；

2，同步突发访问中获得第 1 个数据所需要的等待延迟(DATLAT)。

对于异步突发访问方式，FMC 主要设置 3 个时间参数：地址建立时间(ADDSET)、数据建

立时间(DATAST)和地址保持时间(ADDHLD)。FMC 综合了 SRAM、PSRAM 和 NOR Flash 产品

的信号特点，定义了 4 种不同的异步时序模型。选用不同的时序模型时，需要设置不同的时序

参数，如表 18.1.2.4 所列：

表 18.1.2.4 NOR FLASH/PSRAM 控制器支持的时序模型

在实际扩展时，根据选用存储器的特征确定时序模型，从而确定各时间参数与存储器读／

写周期参数指标之间的计算关系；利用该计算关系和存储芯片数据手册中给定的参数指标，可

计算出 FMC 所需要的各时间参数，从而对时间参数寄存器进行合理的配置。

本章，我们使用异步模式 A（ModeA）方式来控制 TFTLCD，模式 A 的读操作时序如图

18.1.2.3 所示：

图 18.1.2.3 模式 A 读操作时序图

模式 A 支持独立的读写时序控制，这个对我们驱动 TFTLCD 来说非常有用，因为 TFTLCD

在读的时候，一般比较慢，而在写的时候可以比较快，如果读写用一样的时序，那么只能以读

的时序为基准，从而导致写的速度变慢，或者在读数据的时候，重新配置 FMC 的延时，在读

操作完成的时候，再配置回写的时序，这样虽然也不会降低写的速度，但是频繁配置，比较麻

烦。而如果有独立的读写时序控制，那么我们只要初始化的时候配置好，之后就不用再配置，

既可以满足速度要求，又不需要频繁改配置。

模式 A 的写操作时序如图 18.1.2.4 所示：

图 18.1.2.4 模式 A 写操作时序

图 18.1.2.3 和图 18.1.2.4 中的 ADDSET 与 DATAST，是通过不同的寄存器设置的，接下来

我们讲解一下 Bank1 的几个控制寄存器

首先，我们介绍 SRAM/NOR 闪存片选控制寄存器：FMC_BCRx（x=1~4），该寄存器各位

描述如图 18.1.2.5 所示：

图 18.1.2.5 FMC_BCRx 寄存器各位描述

该寄存器我们在本章用到的设置有：EXTMOD、WREN、MWID、MTYP 和 MBKEN 这几

个设置，我们将逐个介绍。

EXTMOD：扩展模式使能位，也就是是否允许读写不同的时序，很明显，我们本章需要读

写不同的时序，故该位需要设置为 1。

WREN：写使能位。我们需要向 TFTLCD 写数据，故该位必须设置为 1。

MWID[1:0]：存储器数据总线宽度。00，表示 8 位数据模式；01 表示 16 位数据模式；10

表示 32 位数据模式；11 保留。我们的 TFTLCD 是 16 位数据线，所以设置 WMID[1:0]=01。

MTYP[1:0]：存储器类型。00 表示 SRAM；01 表示 PSRAM；10 表示 NOR FLASH/OneNAND

FLASH;11 保留。前面提到，我们把 TFTLCD 当成 SRAM 用，所以需要设置 MTYP[1:0]=00。

MBKEN：存储块使能位。这个容易理解，我们需要用到该存储块控制 TFTLCD，当然要

使能这个存储块了。

接下来，我们看看 SRAM/NOR 闪存片选时序寄存器：FMC_BTRx（x=1~4），该寄存器各

位描述如图 18.1.2.6 所示：

图 18.1.2.6 FMC_BTRx 寄存器各位描述

这个寄存器包含了每个存储器块的控制信息，可以用于 SRAM 和 NOR 闪存存储器等。如

果 FMC_BCRx 寄存器中设置了 EXTMOD 位，则有两个时序寄存器分别对应读(本寄存器)和写

操作(FMC_BWTRx 寄存器)。因为我们要求读写分开时序控制，所以 EXTMOD 是使能了的，

也就是本寄存器是读操作时序寄存器，控制读操作的相关时序。本章我们要用到的设置有：

ACCMOD、DATAST 和 ADDSET 这三个设置。

ACCMOD[1:0]：访问模式。00 表示访问模式 A；01 表示访问模式 B；10 表示访问模式 C；

11 表示访问模式 D，本章我们用到模式 A，故设置为 00。

DATAST[7:0]：数据保持时间。0 为保留设置，其他设置则代表保持时间为: DATAST 个

HCLK 时钟周期，最大为 255 个 HCLK 周期。对 ILI9341 来说，其实就是 RD 低电平持续时间，

一般为 355ns。而一个 HCLK 时钟周期为 4.6ns 左右（1/216Mhz），为了兼容其他屏，我们这里

设置 DATAST 为 80，也就是 80 个 HCLK 周期，时间大约是 368ns。

ADDSET[3:0]：地址建立时间。其建立时间为：ADDSET 个 HCLK 周期，最大为 15 个 HCLK

周期。对 ILI9341 来说，这里相当于 RD 高电平持续时间，为 90ns，我们设置 ADDSET 为最大

15，即 15*4.6=69ns（略超）。

最后，我们再来看看 SRAM/NOR 闪写时序寄存器：FMC_BWTRx（x=1~4），该寄存器各

位描述如图 18.1.2.7 所示：

图 18.1.2.7 FMC_BWTRx 寄存器各位描述

该寄存器在本章用作写操作时序控制寄存器，需要用到的设置同样是：ACCMOD、DATAST

和 ADDSET 这三个设置。这三个设置的方法同 FMC_BTRx 一模一样，只是这里对应的是写操

作的时序，ACCMOD 设置同 FMC_BTRx 一模一样，同样是选择模式 A，另外 DATAST 和

ADDSET 则对应低电平和高电平持续时间，对 ILI9341 来说，这两个时间只需要 15ns 就够了，

比读操作快得多。所以我们这里设置 DATAST 为 4，即 4 个 HCLK 周期，时间约为 18.4ns。然

后 ADDSET 设置为 4，即 4 个 HCLK 周期，时间为 18.4ns。

至此，我们对 STM32F767 的 FMC 介绍就差不多了，关于 FMC 的详细介绍，请大家参考

《STM32F7 中文参考手册》第 13 章。通过以上两个小节的了解，我们可以开始写 LCD 的驱动

代码了。不过，这里还要给大家做下科普，在 MDK 的寄存器定义里面，并没有定义 FMC_BCRx、

FMC_BTRx、FMC_BWTRx 等这个单独的寄存器，而是将他们进行了一些组合。

FMC_BCRx 和 FMC_BTRx，组合成 BTCR[8]寄存器组，他们的对应关系如下：

BTCR[0]对应 FMC_BCR1，BTCR[1]对应 FMC_BTR1

BTCR[2]对应 FMC_BCR2，BTCR[3]对应 FMC_BTR2

BTCR[4]对应 FMC_BCR3，BTCR[5]对应 FMC_BTR3

BTCR[6]对应 FMC_BCR4，BTCR[7]对应 FMC_BTR4

FMC_BWTRx 则组合成 BWTR[7]，他们的对应关系如下：

BWTR[0]对应 FMC_BWTR1，BWTR[2]对应 FMC_BWTR2，

BWTR[4]对应 FMC_BWTR3，BWTR[6]对应 FMC_BWTR4，

BWTR[1]、BWTR[3]和 BWTR[5]保留，没有用到。

通过上面的讲解，通过对 FSC 相关的寄存器的描述，大家对 FMC 的原理有了一个初步的

认识，如果还不熟悉的朋友，请一定要搜索网络资料理解 FMC 的原理。只有理解了原理，使

用库函数才可以得心应手。那么在库函数中是怎么实现 FMC 的配置的呢？FMC_BCRx，

FMC_BTRx 寄存器在库函数是通过什么函数来配置的呢？下面我们来讲解一下使用 FMC 接口

驱动 LCD（SRAM）相关的库函数操作过程。与 SRAM 和 FMC 相关的库函数定义和声明在源

文件 stm32f7xx_hal_fmc.c/stm32f7xx_hal_sram.c 以及头文件

stm32f7xx_hal_fmc.h/stm32f7xx_hal_sram.h 中。

1） 使能 FMC 和 GPIO 时钟，初始化 IO 口配置，设置映射关系

这个步骤在前面实验已多次讲解。这里我们主要列出 FMC 时钟使能方法：

__HAL_RCC_FMC_CLK_ENABLE ();

//使能 FMC 时钟

对于 IO 配置，调用函数 HAL_GPIO_Init 配置即可，具体 请参考实验源码。

2） 初始化 FMC 接口读写时序参数，初始化 LCD（SRAM）控制接口

根据前面的讲解，我们把 LCD 当 SRAM 使用，连接在 FMC 接口之上，所以我们要初始化

FMC 读写时序参数以及 LCD 数据接口，也就是初始化三个寄存器 FMC_BCRx，FMC_BTRx

和 FMC_BWTRx。HAL 库提供了 SRAM 初始化函数 HAL_SRAM_Init，该函数声明如下：

HAL_StatusTypeDef HAL_SRAM_Init(SRAM_HandleTypeDef *hsram,

FMC_NORSRAM_TimingTypeDef *Timing,

FMC_NORSRAM_TimingTypeDef *ExtTiming);

该函数有三个入口参数，首先我们来看看第一个入口参数 hsram，它是

SRAM_HandleTypeDef 结构体指针类型，该参数用来初始化当 FMC 接口当 SRAM 使用时的控

制接口参数。结构体 SRAM_HandleTypeDef 定义如下：

typedef struct

{

FMC_NORSRAM_TypeDef

*Instance;

FMC_NORSRAM_EXTENDED_TypeDef

*Extended;

FMC_NORSRAM_InitTypeDef

Init;

HAL_LockTypeDef

Lock;

__IO HAL_SRAM_StateTypeDef

State;

DMA_HandleTypeDef

*hdma;

}SRAM_HandleTypeDef;

成员变量 Instance 和成员变量 Extended 实际上是用来在指定的时序模型下，寄存器基地址

和扩展模式寄存器基地址。这个怎么理解呢，本实验我们使用异步模式 A（ModeA）方式来控

制 TFTLCD，使用的存储块是 Bank1，所以寄存器基地址 Instance 我们直接写 FMC_Bank1 即可，

当然，HAL 库定义好了宏定义 FMC_NORSRAM_DEVICE，也就是如果是 SRAM 设备，直接

填写这个宏定义标识符即可。因为我们要配置的读写时序是不一样的，也就是我们前面讲解的

FMC_BCRx 寄存器的 EXTMOD 位我们会配置为 1 允许读写不同的时序，所以我们这里还要指

定写操作时序寄存器地址，也就是通过参数 Extended 来指定的，这里我们设置为 FMC_Bank1E

即可，同样 MDK 定义好了宏定义标识符 FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE，所以这里

我们填写这个宏定义标识符也是一样的。对于写时序参数配置，是在函数 HAL_SRAM_Init 的

第三个参数 ExtTiming 来配置的，这个我们后面会讲解。

成员变量 Init 是 FMC_NORSRAM_InitTypeDef 结构体指针类型，改变量才是真正用来设置

SRAM 控制接口参数的。我们接下来看看这个结构体定义：

typedef struct

{

uint32_t NSBank;

//存储区块号

uint32_t DataAddressMux;

//地址/数据复用使能

uint32_t MemoryType;

//存储器类型

uint32_t MemoryDataWidth; //存储器数据宽度

uint32_t BurstAccessMode;

uint32_t WaitSignalPolarity;

uint32_t WaitSignalActive;

uint32_t WriteOperation;

//存储器写使能

uint32_t WaitSignal;

uint32_t ExtendedMode;

//是否使能扩展模式

uint32_t AsynchronousWait;

uint32_t WriteBurst;

uint32_t ContinuousClock;

//启用/禁止 FMC 时钟输出到外部存储设备

uint32_t WriteFifo;

uint32_t PageSize;

}FMC_NORSRAM_InitTypeDef;

NSBank 用来指定使用到的存储块区号，前面讲过，我们是使用的存储块区号 1，所以选择

值为 FMC_NORSRAM_BANK1。DataAddressMux 用来设置是否使能地址/数据复用,该变量仅对

NOR/PSRAM 有 效 ， 所 以 这 里 我 们 选 择 不 使 能 地 址 / 数据复用值

FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE 即可。MemoryType 用来设置存储器类型，这里我们

把 LCD 当 SRAM 使用，所以设置为 FMC_MEMORY_TYPE_SRAM 即可。MemoryDataWidth

用来设置存储器数据总线宽度，可选 8 位还是 16 位，这里我们选择 16 位数据宽度

FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16。WriteOperation 用来设置存储器写使能，也就是是

否允许写入。毫无疑问我们会进行存储器写操作，所以这里设置为

FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE。ExtendedMode 用来设置是否使能扩展模式，也就是是

否允许读写使用不同时序，前面讲解过本实验读写采用不同时序，所以设置值为使能值

FMC_EXTENDED_MODE_ENABLE。ContinuousClock 用来设置启用/禁止 FMC 时钟输出到外

部存储设备 ，这里 仅 当 使 用 FMC_BCR1 寄 存 器 的 时 候 需 要 启 用 ， 启 用 值 为

FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ASYNC 。 其 他 参 数 WriteBurst ， BurstAccessMode ，

WaitSignalPolarity，WaitSignalActive，WaitSignal，AsynchronousWait 等是用在突发访问和异步

时序情况下，这里我们不做过多讲解。

成员变量 Lock 和 State 是 HAL 库处理状态标识变量。这里就不做过多讲解。

成员变量 hdma 在使用 DMA 时候才使用，这里就先不讲解了。

函数 HAL_SRAM_Init 的第一个入口参数就给大家讲解到这里。

接下来看看后面 2 个参数 Timing 和 ExtTiming，它们都是 FMC_NORSRAM_TimingTypeDef

结构体指针类型，分别用来设置 FMC 接口读和写时序，主要涉及地址建立保持时间，数据建

立时间等等配置，对于我们的实验中，读写时序不一样，读写速度要求不一样，所以对于参数

Timing 和 ExtTiming 设置了不同的值。

FMC_NORSRAM_TimingTypeDef 结构体定义如下：

typedef struct

{

uint32_t AddressSetupTime;

//地址建立时间

uint32_t AddressHoldTime;

//地址保持时间

uint32_t DataSetupTime;

//数据简历时间

uint32_t BusTurnAroundDuration; //总线周转阶段的持续时间

uint32_t CLKDivision;

//CLK 时钟输出信号的周期

uint32_t DataLatency;

//同步突发 NOR FLASH 的数据延迟

uint32_t AccessMode;

//异步模式配置

}FMC_NORSRAM_TimingTypeDef;

成员变量 AddressSetupTime 用来设置地址建立时间。AddressHoldTime 用来设置地址保持

时间。DataSetupTime 用来设置数据建立时间。BusTurnAroundDuration 用来配置总线周转阶段

的持续时间。CLKDivision 用来配置 CLK 时钟输出信号的周期，以 HCLK 周期数表示。

DataLatency 用来设置同步突发 NOR FLASH 的数据延迟。AccessMode 用来设置异步模式，取

值范围为 FMC_ACCESS_MODE_A，FMC_ACCESS_MODE_B, FMC_ACCESS_MODE_C 和

FMC_ACCESS_MODE_D，这里我们用是异步模式 A，所以取值为 FMC_ACCESS_MODE_A。

HAL_SRAM_Init 函数各个入口参数含义和配置就给大家讲解到这里。

和其他外设一样，HAL 库也提供了 SRAM 的初始化 MSP 回调函数，函数声明如下：

void HAL_SRAM_MspInit(SRAM_HandleTypeDef *hsram) ;

关于 MSP 函数的使用方法相信大家已经非常熟悉。该函数内部一般用来使能时钟以及初

始化 IO 口这些与 MCU 相关的步骤。

前面我们讲解过，FMC 接口支持多种存储器，包括 SDRAM，NOR，NAND 和 PC CARD

等。HAL 库为每种支持的存储器类型都定义了一个独立的 HAL 库文件，并且在文件中定义了

独立的初始化函数。这里以 SDRAM 为例，HAL 提供库支持文件 stm32f7xx_hal_sdram.c 和头文

件 stm32f7xx_hal_sdram.h，同时还提供了独立的初始化函数 HAL_SDRAM_Init，这里我们就列

出几种存储器的初始化函数：

HAL_SDRAM_Init();//SDRAM 初始化函数,省略入口参数

HAL_NOR_Init();//NOR 初始化函数,省略入口参数

HAL_NAND_Init();//NAND 初始化函数,省略入口参数

3）存储区使能

实际上，当我们调用了存储器初始化函数之后，相应的使用到的存储区就已经被使能。

SRAM 存储区使能方法为：

__FMC_NORSRAM_ENABLE(FMC_Bank1，FMC_NORSRAM_BANK1);

18.2 硬件设计

本实验用到的硬件资源有：

1） 指示灯 DS0

2） TFTLCD 模块

TFTLCD 模块的电路见图 18.1.1.2，这里我们介绍 TFTLCD 模块与 ALIETEK 阿波罗

STM32F767 开发板的连接，阿波罗 STM32F767 开发板底板的 LCD 接口和 ALIENTEK TFTLCD

模块直接可以对插，连接关系如图 18.2.1 所示：

图 18.2.1 TFTLCD 与开发板连接示意图

图 18.2.1 中圈出来的部分就是连接 TFTLCD 模块的接口，液晶模块直接插上去即可。

在硬件上，TFTLCD 模块与阿波罗 STM32F767 开发板的 IO 口对应关系如下：

LCD_BL(背光控制)对应 PB5;

LCD_CS 对应 PD7 即 FMC_NE1;

LCD _RS 对应 PD13 即 FMC_A18;

LCD _WR 对应 PD5 即 FMC_NWE;

LCD _RD 对应 PD4 即 FMC_NOE;

LCD _D[15:0]则直接连接在 FMC_D15~FMC_D0;

这些线的连接，阿波罗 STM32F767 开发板的内部已经连接好了，我们只需要将 TFTLCD

模块插上去就好了。实物连接（4.3 寸 TFTLCD 模块）如图 18.2.2 所示：

图 18.2.2 TFTLCD 与开发板连接实物图

18.3 软件设计

打开我们光盘的实验 13 TFTLCD（MCU 屏）工程可以看到我们添加了两个文件 lcd.c 和头

文 件 lcd.h 。 同 时 ， FMC 和 SRAM 相 关 的 库 函 数 和 声 明 定 义 在 源 文 件

stm32f7xx_hal_fmc.c/stm32f7xx_hal_sdram.c 和头文件 stm32f7xx_hal_fmc.h

/stm32f7xx_hal_sram.h 中。

在 lcd.c 里面要输入的代码比较多，我们这里就不贴出来了，只针对几个重要的函数进行讲

解。完整版的代码见光盘4，程序源码标准例程-寄存器版本实验 13 TFTLCD（MCU 屏）

实验 的 lcd.c 文件。

本实验，我们用到 FMC 驱动 LCD，通过前面的介绍，我们知道 TFTLCD 的 RS 接在 FMC

的 A18 上面，CS 接在 FMC_NE1 上，并且是 16 位数据总线。即我们使用的是 FMC 存储器 1

的第 1 区，我们定义如下 LCD 操作结构体（在 lcd.h 里面定义）：

//LCD 地址结构体

typedef struct

{

vu16 LCD_REG;

vu16 LCD_RAM;

} LCD_TypeDef;

//使用 NOR/SRAM 的 Bank1.sector1,地址位 HADDR[27,26]=00 A18 作为数据命令区分线

//注意设置时 STM32 内部会右移一位对其!

#define LCD_BASE ((u32)(0x60000000 | 0x0007FFFE))

#define LCD ((LCD_TypeDef *) LCD_BASE)

其中 LCD_BASE，必须根据我们外部电路的连接来确定，我们使用 Bank1.sector1 就是从

地址 0X60000000 开始，而 0x0007FFFE，则是 A18 的偏移量，这里很多朋友不理解这个偏移量

的概念，简单说明下：以 A18 为例，0x0007FFFE 转换成二进制就是：0111 1111 1111 1111 1110，

而 16 位数据时，地址右移一位对齐，那么实际对应到地址引脚的时候，就是：A18:A0=011 1111

1111 1111 1111，此时 A18 是 0，但是如果 16 位地址再加 1（注意：对应到 8 位地址是加 2，即

0x0007FFFE +0X02），那么：A18:A0=100 0000 0000 0000 0000，时 A18 就是 1 了，即实现了对

RS 的 0 和 1 的控制。

我们将这个地址强制转换为 LCD_TypeDef 结构体地址，那么可以得到 LCD->LCD_REG 的

地址就是 0X6007,FFFE，对应 A18 的状态为 0(即 RS=0)，而 LCD->LCD_RAM 的地址就是

0X6008,0000（结构体地址自增），对应 A18 的状态为 1（即 RS=1）。

所以，有了这个定义，当我们要往 LCD 写命令/数据的时候，可以这样写：

LCD->LCD_REG=CMD; //写命令

LCD->LCD_RAM=DATA; //写数据

而读的时候反过来操作就可以了，如下所示：

CMD= LCD->LCD_REG; //读 LCD 寄存器

DATA = LCD->LCD_RAM; //读 LCD 数据

这其中，CS、WR、RD 和 IO 口方向都是由 FMC 硬件自动控制，不需要我们手动设置了。

接下来，我们先介绍一下 lcd.h 里面的另一个重要结构体:

//LCD 重要参数集

typedef struct

{

u16 width;

//LCD 宽度

u16 height;

//LCD 高度

u16 id;

//LCD ID

u8 dir;

//横屏还是竖屏控制：0，竖屏；1，横屏。

u16 wramcmd;

//开始写 gram 指令

u16 setxcmd;

//设置 x 坐标指令

u16 setycmd;

//设置 y 坐标指令

}_lcd_dev;

//LCD 参数

extern _lcd_dev lcddev; //管理 LCD 重要参数

该结构体用于保存一些 LCD 重要参数信息，比如 LCD 的长宽、LCD ID（驱动 IC 型号）、

LCD 横竖屏状态等，这个结构体虽然占用了十几个字节的内存，但是却可以让我们的驱动函数

支持不同尺寸的 LCD，同时可以实现 LCD 横竖屏切换等重要功能，所以还是利大于弊的。有

了以上了解，下面我们开始介绍 lcd.c 里面的一些重要函数。

先看 7 个简单，但是很重要的函数：

//写寄存器函数

//regval:寄存器值

void LCD_WR_REG(vu16 regval)

{

regval=regval;

//使用-O2 优化的时候,必须插入的延时

LCD->LCD_REG=regval;//写入要写的寄存器序号

}

//写 LCD 数据

//data:要写入的值

void LCD_WR_DATA(vu16 data)

{

data=data;

//使用-O2 优化的时候,必须插入的延时

LCD->LCD_RAM=data;

}

//读 LCD 数据

//返回值:读到的值

u16 LCD_RD_DATA(void)

{

vu16 ram;

//防止被优化

ram=LCD->LCD_RAM;

return ram;

}

//写寄存器

//LCD_Reg:寄存器地址

//LCD_RegValue:要写入的数据

void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg, u16 LCD_RegValue)

{

LCD->LCD_REG = LCD_Reg;

//写入要写的寄存器序号

LCD->LCD_RAM = LCD_RegValue; //写入数据

}

//读寄存器

//LCD_Reg:寄存器地址

//返回值:读到的数据

u16 LCD_ReadReg(u16 LCD_Reg)

{

LCD_WR_REG(LCD_Reg);

//写入要读的寄存器序号

delay_us(5);

return LCD_RD_DATA();

//返回读到的值

}

//开始写 GRAM

void LCD_WriteRAM_Prepare(void)

{

LCD->LCD_REG=lcddev.wramcmd;

}

//LCD 写 GRAM

//RGB_Code:颜色值

void LCD_WriteRAM(u16 RGB_Code)

{

LCD->LCD_RAM = RGB_Code;//写十六位 GRAM

}

因为 FMC 自动控制了 WR/RD/CS 等这些信号，所以这 7 个函数实现起来都非常简单，我

们就不多说，注意，上面有几个函数，我们添加了一些对 MDK –O2 优化的支持，去掉的话，

在-O2 优化的时候会出问题。这些函数实现功能见函数前面的备注，通过这几个简单函数的组

合，我们就可以对 LCD 进行各种操作了。

第七个要介绍的函数是坐标设置函数，该函数代码如下：

//设置光标位置

//Xpos:横坐标

//Ypos:纵坐标

void LCD_SetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos)

{

if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310)

{

LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);

LCD_WR_DATA(Xpos>>8);LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);

LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);

LCD_WR_DATA(Ypos>>8);LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);

}else if(lcddev.id==0X1963)

{

if(lcddev.dir==0)//x 坐标需要变换

{

Xpos=lcddev.width-1-Xpos;

LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);

LCD_WR_DATA(0);LCD_WR_DATA(0);

LCD_WR_DATA(Xpos>>8);LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);

}else

{

LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);

LCD_WR_DATA(Xpos>>8);LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);

LCD_WR_DATA((lcddev.width-1)>>8);

LCD_WR_DATA((lcddev.width-1)&0XFF);

}

LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);

LCD_WR_DATA(Ypos>>8);LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);

LCD_WR_DATA((lcddev.height-1)>>8);LCD_WR_DATA((lcddev.height-1)&0XFF);

}else if(lcddev.id==0X5510)

{

LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);LCD_WR_DATA(Xpos>>8);

LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd+1);LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);

LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);LCD_WR_DATA(Ypos>>8);

LCD_WR_REG(lcddev.setycmd+1);LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);

}

}

该函数实现将 LCD 的当前操作点设置到指定坐标(x,y)。因为 9341/5310/1963/5510 等的设

置有些不太一样，所以进行了区别对待。

接下来我们介绍第八个函数：画点函数。该函数实现代码如下：

//画点

//x,y:坐标

//POINT_COLOR:此点的颜色

void LCD_DrawPoint(u16 x,u16 y)

{

LCD_SetCursor(x,y);

//设置光标位置

LCD_WriteRAM_Prepare(); //开始写入 GRAM

LCD->LCD_RAM=POINT_COLOR;

}

该函数实现比较简单，就是先设置坐标，然后往坐标写颜色。其中 POINT_COLOR 是我们

定义的一个全局变量，用于存放画笔颜色，顺带介绍一下另外一个全局变量：BACK_COLOR，

该变量代表 LCD 的背景色。LCD_DrawPoint 函数虽然简单，但是至关重要，其他几乎所有上

层函数，都是通过调用这个函数实现的。

有了画点，当然还需要有读点的函数，第九个介绍的函数就是读点函数，用于读取 LCD

的 GRAM，这里说明一下，为什么 OLED 模块没做读 GRAM 的函数，而这里做了。因为 OLED

模块是单色的，所需要全部 GRAM 也就 1K 个字节，而 TFTLCD 模块为彩色的，点数也比 OLED

模块多很多，以 16 位色计算，一款 320×240 的液晶，需要 320×240×2 个字节来存储颜色值，

也就是也需要 150K 字节，这对任何一款单片机来说，都不是一个小数目了。而且我们在图形

叠加的时候，可以先读回原来的值，然后写入新的值，在完成叠加后，我们又恢复原来的值。

这样在做一些简单菜单的时候，是很有用的。这里我们读取 TFTLCD 模块数据的函数为

LCD_ReadPoint，该函数直接返回读到的 GRAM 值。该函数使用之前要先设置读取的 GRAM

地址，通过 LCD_SetCursor 函数来实现。LCD_ReadPoint 的代码如下：

//读取个某点的颜色值

//x,y:坐标

//返回值:此点的颜色

u16 LCD_ReadPoint(u16 x,u16 y)

{

u16 r=0,g=0,b=0;

if(x>=lcddev.width||y>=lcddev.height)return 0; //超过了范围,直接返回

LCD_SetCursor(x,y);

if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310||lcddev.id==0X1963)

LCD_WR_REG(0X2E);//9341/3510/1963 发送读 GRAM 指令

else if(lcddev.id==0X5510)LCD_WR_REG(0X2E00);//5510 发送读 GRAM 指令

r=LCD_RD_DATA();

//dummy Read

if(lcddev.id==0X1963)return r;

//1963 直接读就可以

opt_delay(2);

r=LCD_RD_DATA();

//实际坐标颜色

//9341/NT35310/NT35510 要分 2 次读出

opt_delay(2);

b=LCD_RD_DATA();

g=r&0XFF; //对于 9341/5310/5510,第一次读取的是 RG 的值,R 在前,G 在后,各占 8 位

g<<=8;

return (((r>>11)<<11)|((g>>10)<<5)|(b>>11));

//需要公式转换一下

}

在 LCD_ReadPoint 函数中，因为我们的代码不止支持一种 LCD 驱动器，所以，我们根据

不同的 LCD 驱动器（(lcddev.id）型号，执行不同的操作，以实现对各个驱动器兼容，提高函数

的通用性。

第十个要介绍的是字符显示函数 LCD_ShowChar，该函数同前面 OLED 模块的字符显示函

数差不多，但是这里的字符显示函数多了 1 个功能，就是可以以叠加方式显示，或者以非叠加

方式显示。叠加方式显示多用于在显示的图片上再显示字符。非叠加方式一般用于普通的显示。

该函数实现代码如下：

//在指定位置显示一个字符

//x,y:起始坐标

//num:要显示的字符:" "--->"~"

//size:字体大小 12/16/24/32

//mode:叠加方式(1)还是非叠加方式(0)

void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u8 size,u8 mode)

{

u8 temp,t1,t;

u16 y0=y;

u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);//得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数

num=num-' ';//ASCII 字库是从空格开始取模，所以-' '就是对应字符的字库

for(t=0;t<csize;t++)

{

if(size==12)temp=asc2_1206[num][t];

//调用 1206 字体

else if(size==16)temp=asc2_1608[num][t]; //调用 1608 字体

else if(size==24)temp=asc2_2412[num][t]; //调用 2412 字体

else if(size==32)temp=asc2_3216[num][t]; //调用 3216 字体

else return;

//没有的字库

for(t1=0;t1<8;t1++)

{

if(temp&0x80)LCD_Fast_DrawPoint(x,y,POINT_COLOR);

else if(mode==0)LCD_Fast_DrawPoint(x,y,BACK_COLOR);

temp<<=1;

y++;

if(y>=lcddev.height)return;

//超区域了

if((y-y0)==size)

{

y=y0;

x++;

if(x>=lcddev.width)return; //超区域了

break;

}

}

}

}

在 LCD_ShowChar 函数里面，我们采用快速画点函数 LCD_Fast_DrawPoint 来画点显示字

符，该函数同 LCD_DrawPoint 一样，只是带了颜色参数，且减少了函数调用的时间，详见本例

程源码。该代码中我们用到了四个字符集点阵数据数组 asc2_3216、asc2_2412、asc2_1206 和

asc2_1608，这几个字符集的点阵数据的提取方式，同十六章介绍的提取方法是一模一样的。详

细请参考第十六章。

最后，我们再介绍一下 TFTLCD 模块的初始化函数 LCD_Init，该函数先配置 FMC 控制器，

然后读取 LCD 控制器的型号，根据控制 IC 的型号执行不同的初始化代码，其简化代码如下：

//初始化 lcd

//该初始化函数可以初始化各种型号的 LCD(详见本.c 文件最前面的描述)

void LCD_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

FMC_NORSRAM_TimingTypeDef FMC_ReadWriteTim;

FMC_NORSRAM_TimingTypeDef FMC_WriteTim;

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

//开启 GPIOB 时钟

GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_5;

//PB5,背光控制

GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出

GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;

//上拉

GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;

//高速

HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);

LCD_MPU_Config(); //使能 MPU 保护 LCD 区域

SRAM_Handler.Instance= FMC_NORSRAM_DEVICE;

//SRAM BANK1

SRAM_Handler.Extended= FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;

SRAM_Handler.Init.NSBank=FMC_NORSRAM_BANK1;

//使用 NE1

SRAM_Handler.Init.DataAddressMux=FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;

//地址/数据线不复用

SRAM_Handler.Init.MemoryType=FMC_MEMORY_TYPE_SRAM; //SRAM

SRAM_Handler.Init.MemoryDataWidth=FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16;

//16 位数据宽度

SRAM_Handler.Init.BurstAccessMode=FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;

//是否使能突发访问,仅对同步突发存储器有效,此处未用到

SRAM_Handler.Init.WaitSignalPolarity=FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;

//等待信号的极性,仅在突发模式访问下有用

SRAM_Handler.Init.WaitSignalActive=FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;

//存储器是在等待周期之前的一个时钟周期还是等待周期期间使能 NWAIT

SRAM_Handler.Init.WriteOperation=FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;

//存储器写使能

SRAM_Handler.Init.WaitSignal=FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;

//等待使能位,此处未用到

SRAM_Handler.Init.ExtendedMode=FMC_EXTENDED_MODE_ENABLE;

//读写使用不同的时序

SRAM_Handler.Init.AsynchronousWait=FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;

//是否使能同步传输模式下的等待信号,此处未用到

SRAM_Handler.Init.WriteBurst=FMC_WRITE_BURST_DISABLE;

//禁止突发写

SRAM_Handler.Init.ContinuousClock=FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ASYNC;

//FMC 读时序控制寄存器

FMC_ReadWriteTim.AddressSetupTime=0x011; //地址建立时间为 17 个 HCLK

FMC_ReadWriteTim.AddressHoldTime=0x00;

FMC_ReadWriteTim.DataSetupTime=0x55; //数据保存时间(DATAST)为 85 个 HCLK

FMC_ReadWriteTim.AccessMode=FMC_ACCESS_MODE_A; //模式 A

//FMC 写时序控制寄存器

FMC_WriteTim.AddressSetupTime=0x15; //地址建立时间(ADDSET)为 21 个 HCLK

FMC_WriteTim.AddressHoldTime=0x00;

FMC_WriteTim.DataSetupTime=0x015; //数据保存时间(DATAST)为 21 个 HCLK

FMC_WriteTim.AccessMode=FMC_ACCESS_MODE_A; //模式 A

HAL_SRAM_Init(&SRAM_Handler,&FMC_ReadWriteTim,&FMC_WriteTim);

delay_ms(50); // delay 50 ms

//尝试 9341 ID 的读取

LCD_WR_REG(0XD3);

lcddev.id=LCD_RD_DATA(); //dummy read

lcddev.id=LCD_RD_DATA(); //读到 0X00

lcddev.id=LCD_RD_DATA();

//读取 93

lcddev.id<<=8;

lcddev.id|=LCD_RD_DATA();

//读取 41

if(lcddev.id!=0X9341)

//非 9341,尝试看看是不是 NT35310

{

LCD_WR_REG(0XD4);

lcddev.id=LCD_RD_DATA();//dummy read

lcddev.id=LCD_RD_DATA();//读回 0X01

lcddev.id=LCD_RD_DATA();//读回 0X53

lcddev.id<<=8;

lcddev.id|=LCD_RD_DATA();

//这里读回 0X10

if(lcddev.id!=0X5310)

//也不是 NT35310,尝试看看是不是 NT35510

{

LCD_WR_REG(0XDA00);

lcddev.id=LCD_RD_DATA();

//读回 0X00

LCD_WR_REG(0XDB00);

lcddev.id=LCD_RD_DATA();

//读回 0X80

lcddev.id<<=8;

LCD_WR_REG(0XDC00);

lcddev.id|=LCD_RD_DATA();

//读回 0X00

if(lcddev.id==0x8000)lcddev.id=0x5510;

//NT35510 读回的 ID 是 8000H,为方便区分,我们强制设置为 5510

if(lcddev.id!=0X5510)

//也不是 NT5510,尝试看看是不是 SSD1963

{

LCD_WR_REG(0XA1);

lcddev.id=LCD_RD_DATA();

lcddev.id=LCD_RD_DATA();

//读回 0X57

lcddev.id<<=8;

lcddev.id|=LCD_RD_DATA();

//读回 0X61

if(lcddev.id==0X5761)lcddev.id=0X1963;

//SSD1963 读回的 ID 是 5761H,为方便区分,我们强制设置为 1963

}

}

}

printf(" LCD ID:%x\r\n",lcddev.id); //打印 LCD ID

if(lcddev.id==0X9341)

//9341 初始化

{

……//9341 初始化代码

}else if(lcddev.id==0xXXXX) //其他 LCD 初始化代码

{

……//其他 LCD 驱动 IC，初始化代码

}

//初始化完成以后,提速

if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310||lcddev.id==0X5510||lcddev.id==0X1963)

{

//重新配置写时序控制寄存器的时序

FMC_Bank1E->BWTR[0]&=~(0XF<<0);

//地址建立时间(ADDSET)清零

FMC_Bank1E->BWTR[0]&=~(0XF<<8);

//数据保存时间清零

FMC_Bank1E->BWTR[0]|=5<<0; //地址建立时间(ADDSET)为 5 个 HCLK =21ns

FMC_Bank1E->BWTR[0]|=5<<8;//数据保存时间(DATAST) 为 21ns

}

LCD_Display_Dir(0);

//默认为竖屏显示

LCD_LED(1);

//点亮背光

LCD_Clear(WHITE);

}

该函数先对 FMC 相关 IO 进行初始化，然后是 FMC 的初始化，这个我们在前面都有介绍，

最后根据读到的 LCD ID，对不同的驱动器执行不同的初始化代码，从上面的代码可以看出，

这个初始化函数针对多款不同的驱动 IC 执行初始化操作，这样提高了整个程序的通用性。大家

在以后的学习中应该多使用这样的方式，以提高程序的通用性、兼容性。

这里还要提醒大家，在 LCD_Init 函数中有如下一行代码：

LCD_MPU_Config(); //使能 MPU 保护 LCD 区域

这行代码的作用是调用函数 LCD_MPU_Config 使能 MPU 保护 LCD 区域，而函数

LCD_MPU_Config 定义的内容实际上是我们上一章给大家讲解的使能 MPU 保护 LCD 区域。这

里我们之所以直接在 LCD 程序中加入 MPU 保护，是因为方便大家在移植 LCD 相关代码到自

己的工程中的时候不会因为没有引入 MPU 相关配置而导致 LCD 无法正常工作。

特别注意： 本函数使用了 printf 来打印 LCD ID，所以，如果你在主函数里面没有初始化串

口，那么将导致程序死在 printf 里面！！如果不想用 printf，那么请注释掉它。

SRAM 初始化 MSP 回调函数 HAL_SRAM_MspInit 内容比较简单，主要是进行时钟使能以

及 IO 口映射配置，这里就不做过多讲解。

LCD 驱动相关的函数就给大家讲解到这里。接下来，我们看看主函数代码如下：

int main(void)

{

u8 x=0;

u8 lcd_id[12];

Cache_Enable(); //打开 L1-Cache

HAL_Init();

//初始化 HAL 库

Stm32_Clock_Init(432,25,2,9); //设置时钟,216Mhz

delay_init(216); //延时初始化

uart_init(115200);

//串口初始化

LED_Init(); //初始化 LED

LCD_Init(); //初始化 LCD

POINT_COLOR=RED;

sprintf((char*)lcd_id,"LCD ID:%04X",lcddev.id);//将 LCD ID 打印到 lcd_id 数组。

while(1)

{

switch(x)

{

case 0:LCD_Clear(WHITE);break;

……//此处省略部分代码

case 11:LCD_Clear(BROWN);break;

}

POINT_COLOR=RED;

LCD_ShowString(10,40,260,32,32,"Apollo STM32F4/F7");

LCD_ShowString(10,80,240,24,24,"TFTLCD TEST");

LCD_ShowString(10,110,240,16,16,"ATOM@ALIENTEK");

LCD_ShowString(10,130,240,16,16,lcd_id);

//显示 LCD ID

LCD_ShowString(10,150,240,12,12,"2016/7/11");

x++;

if(x==12)x=0;

LED0_Toggle;

delay_ms(1000);

}

}

该部分代码将显示一些固定的字符，字体大小包括 32*16、24*12、16*8 和 12*6 等四种，

同时显示 LCD 驱动 IC 的型号，然后不停的切换背景颜色，每 1s 切换一次。而 LED0 也会不停

的闪烁，指示程序已经在运行了。其中我们用到一个 sprintf 的函数，该函数用法同 printf，只

是 sprintf 把打印内容输出到指定的内存区间上，sprintf 的详细用法，请百度学习。

另外特别注意 ：uart_init 函数，不能去掉，因为在 LCD_Init 函数里面调用了 printf，所以

一旦你去掉这个初始化，就会死机了!实际上，只要你的代码有用到 printf，就必须初始化串口，

否则都会死机，即停在 usart.c 里面的 fputc 函数，出不来。

在编译通过之后，我们开始下载验证代码。

18.4 下载验证

将程序下载到阿波罗 STM32 后，可以看到 DS0 不停的闪烁，提示程序已经在运行了。同

时可以看到 TFTLCD 模块的显示如图 18.4.1 所示：

图 18.4.1 TFTLCD 显示效果图

我们可以看到屏幕的背景是不停切换的，同时 DS0 不停的闪烁，证明我们的代码被正确的

执行了，达到了我们预期的目的。

18.5 STM32CubeMX 配置 FMC（SRAM）

当大家了解了 FMC 的基本工作原理，那么使用 STM32CubeMX 配置 FMC 相关参数就会非

常简单。如果大家对 FMC 没有理解，请仔细看教程学习。这里我们们不再详细讲解每个配置

项的含义。使用 STM32CubeMX 配置 FMC 的一般步骤为：

① 进入 Pinout->FMC 配置栏，配置 FMC 基本参数。根据前面的讲解，这里我们使用的是

BANK1 的第一个分区 NE1，同时吧 LCD 作为 SRAM 使用，19 位地址线，16 位数据线。

配置参数如下图 18.5.1 所示：

图 18.5.1 FMC 配置参数

② 点击 Configuration->FMC 进入 FMC 配置界面，在 NOR/SRAM 1 选项卡之下配置相关参

数。这些参数的含义这里我们不累赘，在 18.1 小节讲解 HAL_SRAM_Init 函数的时候都

有讲解。配置方法如下图 18.5.2 所示：

图 18.5.2 FMC Configuration 配置界面 NOR/PSRAM1 选项卡

在该配置界面，点击右边的 GPIO Settigns 选项卡，还可以配置相关 IO 口的信息。

经过上面配置步骤，我们就可以生成相应的初始化代码，大家生成后和本章实验工

程对比学习。

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