GC9A01-TFT屏幕驅動（整理有stm32/51單片機/arduino等驅動代碼）
前言
不久前我們收到用戶反饋問題中，多次反饋各種不同型號的屏幕驅動不起來，從0開始編寫代碼花費大量時間，也有不少初次學習驅動屏幕代碼編寫經驗過少等問題，為此我們決定以文章的形式發布出來分享相應的一些經驗以及收集整理好的資料，希望可以幫助用戶更加簡單的學習或快速移植代碼進行項目開發。
后續我們將陸續分享有關GC9A01、ST7789、ST7735、ILI9341等驅動IC的屏幕驅動案例。
關于GC9A01
市面采用GC9A01驅動IC的屏幕不多，基本上為1.28寸圓形屏，機緣巧合有接觸過的這款驅動IC中兩款屏幕，其中一款為并行8080接口驅動的觸摸屏，目前有編寫stm32f10x相關的代碼，但市面上使用者似乎較少，因此本文以另一款屏幕為主。
另一款為串行口驅動的屏幕，不帶觸摸，長下面這個樣子，網上搜集加上自己編寫以及移植整理有stm32f10x、stm32f407、arduino、stc89c516、ESP32等單片機代碼
綜合了解并觀察屏幕一下的一些參數之后開始進行驅動。
硬件接口使用的 PH2.0 和 FPC0.5 的兩種接口，配了一根PH2.0轉杜邦母頭的線，這里沒什么特別要求肯定是使用 PH2.0 的接口直接插到stm32開發板上。
| GC9A01 | 參數 |
|---|---|
| 供電電壓 | 3.3~5.5V |
| 驅動IC | GC9A01 |
| 分辨率 | 240x240 |
| 尺寸 | 1.28 |
| 驅動接口 | 4線SPI |
產商在屏幕設計上添加了3.3V穩壓芯片以及電平轉換芯片，使得這款原本3.3V供電的裸屏可以兼容5V和3.3V的單片機，這也意味著arduino和51單片機的用戶也可以驅動這款屏幕了，雖然51單片機性能很一般但總比不能驅動的好。
最后了解各個引腳功能之后就可以開始進行驅動
| 引腳名稱 | 引腳功能 |
|---|---|
| GND | 電源負，地 |
| VCC | 電源正，3.3 - 5V，需要與通信電平一致 |
| SCL | SPI時鐘信號輸入端口 |
| SDA | SPI數據輸入端口 |
| RES | 復位，低電平使能 |
| DC | 數據/命令選擇，低電平命令，高電平數據 |
| CS | 片選，低電平使能 |
| BLK | 背光，懸空使能接地關閉，默認上拉至3.3V |
stm32驅動
引腳接線
代碼方面先按照下表接好線燒錄程序之后再對代碼移植的關鍵部分進行說明
| stm32f10x | GC9A01 |
|---|---|
| 3V3 | VIN |
| GND | GND |
| SCL | PA5 |
| SDA | PA4 |
| RES | PA6 |
| DC | PA7 |
| CS | PB6 |
| BLK | PB7 |
BLK背光引腳不用可以懸空不接
默認的代碼燒錄進行之后顯示上面圖片中大大的 優信電子logo，先把示例代碼驅動起來，如果示例代碼驅動不起來先檢查一下接線供電方面的問題，不然后面代碼改了半天沒有用找問題就和我剛驅動的時候一樣頭皮發麻。
驅動成功之后用戶可以開始移植代碼。
代碼移植
文件復制
將 lcd、lcd_init的C文件和h文件復制到自己的工程里面，這四個文件包含屏幕初始化以及驅動畫點劃線顯示文字圖像的代碼。
另外還有兩個文件為image.h和lcdfont.h，這兩個文件分別存儲顯示圖片數組與顯示文字數組。
復制到自己工程中編譯后會報錯，因為缺少了pbdata.h中的毫秒級延時函數，可以把原工程中的ms延時函數復制過來也可以使用自己編寫的，名稱與下面的相同即可
void delay_ms(u16 a)
添加好文件到工程里面之后再次編譯一般不會報錯，如果仍然報錯就只能看具體報錯信息去修改了
和上面的接線不變，編寫下面主函數先進行測試
int main(void)
{
LCD_Init();
LCD_Fill(0,0,LCD_W,LCD_H,WHITE); //填充為白色背景色
while(1)
{
LCD_ShowPicture(0,0,LCD_W,LCD_H,YXDZ_logo); //顯示一張圖片
}
}
需要用戶修改的接口一般有一下幾個點
端口修改
lcdfont.h文件中包含對使用引腳的宏定義，修改其中的GPIO以及引腳即可修改使用的端口
//-----------------LCD端口定義----------------
#define LCD_SCLK_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5)//SCL=SCLK
#define LCD_SCLK_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5)
#define LCD_MOSI_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)//SDA=MOSI
#define LCD_MOSI_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)
#define LCD_RES_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6)//RES
#define LCD_RES_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6)
#define LCD_DC_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7)//DC
#define LCD_DC_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7)
#define LCD_CS_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6)//CS
#define LCD_CS_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6)
#define LCD_BLK_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7)//BLK
#define LCD_BLK_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7)
但值得注意的是僅僅修改這里的宏定義是沒辦法使用的，在lcdfont.c文件中包含著對GPIO引腳以及時鐘初始化的函數需要進行端口的修改
void LCD_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能端口時鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
}
修改完這里之后才算是將端口修改完畢
在lcdfont.h頂部還有兩個宏定義可以自行決定是否修改，分別對應這屏幕顯示方向和屏幕分辨率的參數
#define USE_HORIZONTAL 0 //設置橫屏或者豎屏顯示 0或1為豎屏 2或3為橫屏
#define LCD_W 240
#define LCD_H 240
顯示函數
在lcd.h中包含了屏幕顯示內容的函數，以及部分顏色的色號主要用于刷新屏幕背景色的
void LCD_Fill(u16 xsta,u16 ysta,u16 xend,u16 yend,u16 color);//指定區域填充顏色
void LCD_DrawPoint(u16 x,u16 y,u16 color);//在指定位置畫一個點
void LCD_DrawLine(u16 x1,u16 y1,u16 x2,u16 y2,u16 color);//在指定位置畫一條線
void LCD_DrawRectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2,u16 color);//在指定位置畫一個矩形
void Draw_Circle(u16 x0,u16 y0,u8 r,u16 color);//在指定位置畫一個圓
void LCD_ShowChinese(u16 x,u16 y,u8 *s,u16 fc,u16 bc,u8 sizey,u8 mode);//顯示漢字串
void LCD_ShowChinese12x12(u16 x,u16 y,u8 *s,u16 fc,u16 bc,u8 sizey,u8 mode);//顯示單個12x12漢字
void LCD_ShowChinese16x16(u16 x,u16 y,u8 *s,u16 fc,u16 bc,u8 sizey,u8 mode);//顯示單個16x16漢字
void LCD_ShowChinese24x24(u16 x,u16 y,u8 *s,u16 fc,u16 bc,u8 sizey,u8 mode);//顯示單個24x24漢字
void LCD_ShowChinese32x32(u16 x,u16 y,u8 *s,u16 fc,u16 bc,u8 sizey,u8 mode);//顯示單個32x32漢字
void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u16 fc,u16 bc,u8 sizey,u8 mode);//顯示一個字符
void LCD_ShowString(u16 x,u16 y,const u8 *p,u16 fc,u16 bc,u8 sizey,u8 mode);//顯示字符串
u32 mypow(u8 m,u8 n);//求冪
void LCD_ShowIntNum(u16 x,u16 y,u16 num,u8 len,u16 fc,u16 bc,u8 sizey);//顯示整數變量
void LCD_ShowFloatNum1(u16 x,u16 y,float num,u8 len,u16 fc,u16 bc,u8 sizey);//顯示兩位小數變量
void LCD_ShowPicture(u16 x,u16 y,u16 length,u16 width,const u8 pic[]);//顯示圖片
//畫筆顏色
#define WHITE 0xFFFF
#define BLACK 0x0000
#define BLUE 0x001F
#define BRED 0XF81F
#define GRED 0XFFE0
#define GBLUE 0X07FF
#define RED 0xF800
#define MAGENTA 0xF81F
#define GREEN 0x07E0
#define CYAN 0x7FFF
#define YELLOW 0xFFE0
#define BROWN 0XBC40 //棕色
#define BRRED 0XFC07 //棕紅色
#define GRAY 0X8430 //灰色
#define DARKBLUE 0X01CF //深藍色
#define LIGHTBLUE 0X7D7C //淺藍色
#define GRAYBLUE 0X5458 //灰藍色
#define LIGHTGREEN 0X841F //淺綠色
#define LGRAY 0XC618 //淺灰色(PANNEL),窗體背景色
#define LGRAYBLUE 0XA651 //淺灰藍色(中間層顏色)
#define LBBLUE 0X2B12 //淺棕藍色(選擇條目的反色)
在使用的時候只需要看后面的中文注釋去調用對應的函數即可，非常方便使用
但是如果需要顯示文字和圖片的話只是直接調用上面的函數還不夠，漢字數組存儲的lcdfont.h文件中只包含了中英文字母、數字、符號以及非常少量的中文數組，中文數組存儲在以下幾個數組中，按照相同的格式自行添加進去即可
中文漢字數組
typedef struct
{
unsigned char Index[2];
unsigned char Msk[24];
}typFNT_GB12;
const typFNT_GB12 tfont12[]={
"優",0x24,0x01,0x24,0x02,0x22,0x00,0xFA,0x07,0xA3,0x00,0xA2,0x00,0xA2,0x00,0xA2,0x00,
0x92,0x00,0x92,0x04,0x8A,0x04,0x06,0x07,
"信",0x44,0x00,0x84,0x00,0xFA,0x07,0x02,0x00,0xF3,0x03,0x02,0x00,0xF2,0x03,0x02,0x00,
0xF2,0x03,0x12,0x02,0xF2,0x03,0x12,0x02,
"電",0x10,0x00,0x10,0x00,0xFF,0x01,0x11,0x01,0x11,0x01,0xFF,0x01,0x11,0x01,0x11,0x01,
0xFF,0x01,0x11,0x04,0x10,0x04,0xE0,0x07,
"子",0x00,0x00,0xFC,0x01,0x80,0x00,0x40,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0xFF,0x07,0x20,0x00,
0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x38,0x00,
};
typedef struct
{
unsigned char Index[2];
unsigned char Msk[32];
}typFNT_GB16;
const typFNT_GB16 tfont16[]={
"優",0x10,0x09,0x10,0x11,0x10,0x11,0x08,0x01,0xE8,0x7F,0x0C,0x05,0x0C,0x05,0x0A,0x05,
0x09,0x05,0x08,0x05,0x88,0x04,0x88,0x44,0x88,0x44,0x48,0x44,0x48,0x78,0x28,0x00,
"信",0x10,0x02,0x10,0x04,0xD0,0x7F,0x08,0x00,0x08,0x00,0x8C,0x3F,0x0C,0x00,0x0A,0x00,
0x89,0x3F,0x08,0x00,0x08,0x00,0x88,0x3F,0x88,0x20,0x88,0x20,0x88,0x3F,0x88,0x20,
"電",0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0xFC,0x1F,0x84,0x10,0x84,0x10,0x84,0x10,0xFC,0x1F,
0x84,0x10,0x84,0x10,0x84,0x10,0xFC,0x1F,0x84,0x50,0x80,0x40,0x80,0x40,0x00,0x7F,
"子",0x00,0x00,0xFE,0x1F,0x00,0x08,0x00,0x04,0x00,0x02,0x80,0x01,0x80,0x00,0xFF,0x7F,
0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0xA0,0x00,0x40,0x00,
};
數組名字里面的`GB12`和`GB16`代表了`12號字體`和`16號字體`的數組，文件中也有`24號`和`32號`
圖片
圖片存儲在image.h文件中，圖片文件中的內容比較簡單，一個純數組取模放進去的
const unsigned char YXDZ_logo[115200] = { /*0X10,0X10,0X00,0XF0,0X00,0XF0,0X01,0X1B,*/
0XFF,0XDF,0XFF,0XDF,0XFF,0XDF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XDF,0XFF,0XDF,0XFF,0XDF,
...................
0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,
};
記得在數組前面加const就行
其他單片機驅動
使用其他單片機編寫的代碼顯示的效果與上面的STM32的相同，都是一張圖片，空間不夠的單片機只是顯示了一張小一點的圖片。
51單片機
51單片機程序由stm32的移植過去的，所以是一樣的使用，唯一的區別是51單片機空間小顯示不了大圖片，速度也比較慢
arduino/ESP32
arduino驅動是網上找到的微雪的例程修改的，個人對Arduino使用沒有做過多研究，大部分情況調庫使用。ESP32驅動直接調用的GFX的庫編寫驅動，具體使用方法可以作者的github上有，這個庫非常的強大，同樣的也很復雜，所以咱這水平也只能是去調用一下別人寫好的函數使用。
總結
后續我們將編寫、移植或者收集測試好的一些屏幕代碼分享相應的一些LCD、OLED等顯示器件的驅動案例，供大家共同學習進步，前行路上，優信與大家同在，歡迎一鍵三連，感謝各位大佬！
審核編輯 黃宇
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