前言

恩智浦“FRDM-MCXN947”評測活動由安富利和與非網協同舉辦。本篇內容由與非網用戶發布，已獲轉載許可。原文可在與非網(eefocus)工程師社區查看。

TFT LCD模組介紹

模組名字為SPI_Module_MSP3323，驅動芯片為ILI9341，屏幕尺寸為240x320像素，自帶GRAM。通過4線SPI驅動，可以發送數據和命令也可以讀取屏幕的IC參數甚至像素點顏色。

模組背面

模組管腳

MCXN947的接口

當前只移植顯示接口，只需要關注顯示屏相關的引腳。

MCXN947驅動TFT LCD的方式為4線SPI，選擇FLEXIO_SPI_EDMA方式驅動。FLEXIO_SPI相關的管腳為如下的FLEXIO_Dxx。

FLEXIO介紹

MCXN947只有一個FLEXIO模塊，即FLEXIO0。FLEXIO是一個高度可配置的模塊，它提供了：

模擬各種串行或者并行通信協議；

靈活的16位定時器，支持各種觸發、復位、使能和禁用條件；

可編程邏輯塊，允許實現片上的數字邏輯功能，并且可配置內部和外部模塊的交互；

可編程狀態機，用于從CPU中卸載基本的系統控制功能；

FLEXIO框圖

下圖提供了FLEXIO計時器和移位寄存器配置的高層次總覽。

FLEXIO使用移位器、計時器和外部觸發器來講數據移入或移除FLEXIO。如方框圖所示，計時器控制這個數據移位的時間，您可以將計時器配置為使用通用計時器功能，外部觸發器或各種其他條件來決定控制邏輯。

FLEXIO特性

1.具有傳輸、接收、數據匹配、邏輯和狀態模式的32位移位寄存器陣列：

支持連續數據傳輸的雙緩沖移位操作；

支持大塊數據傳輸的移位連接；

支持自動啟動和停止位生成；

1,2,4,8,16或者32為多移位寬度的并行接口支持；

中斷，DMA或者輪詢傳輸和接收操作；

2.高度靈活的16位定時器，支持各種內部或者外部觸發，重置，啟用和禁用條件：

可編程波特率獨立于總線時鐘頻率，并支持在停止模式器件的異步操作；

可編程邏輯模式，用于集成外部數字邏輯功能，或組合引腳，移位器，或定時器功能，以產生復雜的輸出；

可編程狀態機，用于從CPU卸載基本的系統控制功能，支持最多8個狀態，8個輸出，每個狀態和3個可選輸入；

3.集成的通用I/O寄存器和引腳上升或下降的邊緣中斷，以簡化軟件支持；

4.支持廣泛的協議，包括但不限于：I2C,SPI,I2S,Camera IF,Motorola 68K或Intel 8080 bus,PWM波形發生器，輸入捕獲（脈沖邊緣間隔測量），如SENT

管腳配置

當前只需要點亮LCD，只需要配置顯示相關的管腳，如下圖所示：

在MCUXpress Config Tools中新建一個功能組，命名為TFT_LCD_Init，

設置管腳路由信息，并修改各個管腳的標志符；

其中LCD_RST,LCD_RS,LCD_LED都是GPIO Output，分別對應J3.1,J3.3,J3.5。

FLEXIO模擬的SPI管腳分別是J8.27,J8.28,J8.26,J8.25。

移植

01移植思路

SPI接口驅動TFT LCD主要設計到3個控制管腳的輸出，SPI發送、讀取8比特數據。

023個GPIO控制管腳

都初始化為GPIO OUTPUT。

其中LCD_LED是背光管腳，拉高即點亮屏幕，拉低熄屏。當前只需要初始化時輸出高電平即可；

其中LCD_RS是數據、命令選擇功能，需要提供管腳的電平設置功能，提供兩個宏定義即可；

其中LCD_RST是LCD復位管腳，輸出低電平表示復位，提供兩個宏定義即可；

03SPI管腳

初始化FLEXIO0的4個管腳，然后初始化FLEXIO_SPI，并關聯這4個管腳。

關鍵代碼

01GPIO控制管腳

下面的port_LCD_CtrlPin_Init()函數是我新增的，僅僅設置LCD_LED輸出高電平，因為這3個管腳的初始化已經由MCUXpresso Config Tools配置好并生成了初始化代碼，見下方的TFT_LCD_Init()函數。

（滑動查看）

/**
*@briefLCD 控制管腳初始化
* LCD_RST --> J3.1 P2_0 復位管腳：低電平復位
* LCD_RS --> J3.3 P1_22 命令數據選擇管腳：高電平--數據；低電平--命令
* LCD_LED --> J3.5 P2_3 背光管腳：高電平點亮，也可以 PWM 調節亮度
*
*@param
*/
voidport_LCD_CtrlPin_Init(void)
{
// 這3個管腳已經在 BOARD_InitBootPins() 中初始化了


LCD_LED(1);
}

（滑動查看）

/* FUNCTION************************************************************************************************************
*
* Function Name : TFT_LCD_Init
* Description  : Configures pin routing and optionally pin electrical features.
*
* END****************************************************************************************************************/
void TFT_LCD_Init(void)
{
  /* Enables the clock for GPIO1: Enables clock*/
  CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Gpio1);
  /* Enables the clock for GPIO2: Enables clock*/
  CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Gpio2);
  /* Enables the clock for PORT1: Enables clock*/
  CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Port1);
  /* Enables the clock for PORT2: Enables clock*/
  CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Port2);
  /* Enables the clock for PORT4: Enables clock*/
  CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Port4);
  gpio_pin_config_t LCD_RS_config= {
    .pinDirection = kGPIO_DigitalOutput,
    .outputLogic = 0U
  };
  /* Initialize GPIO functionality on pin PIO1_22 (pin L4) */
  GPIO_PinInit(TFT_LCD_LCD_RS_GPIO, TFT_LCD_LCD_RS_PIN, &LCD_RS_config);
  gpio_pin_config_t LCD_RST_config= {
    .pinDirection = kGPIO_DigitalOutput,
    .outputLogic = 0U
  };
  /* Initialize GPIO functionality on pin PIO2_0 (pin H2) */
  GPIO_PinInit(TFT_LCD_LCD_RST_GPIO, TFT_LCD_LCD_RST_PIN, &LCD_RST_config);
  gpio_pin_config_t LCD_LED_config= {
    .pinDirection = kGPIO_DigitalOutput,
    .outputLogic = 0U
  };
  /* Initialize GPIO functionality on pin PIO2_3 (pin J3) */
  GPIO_PinInit(TFT_LCD_LCD_LED_GPIO, TFT_LCD_LCD_LED_PIN, &LCD_LED_config);
  /* PORT1_22 (pin L4) is configured as PIO1_22*/
  PORT_SetPinMux(TFT_LCD_LCD_RS_PORT, TFT_LCD_LCD_RS_PIN, kPORT_MuxAlt0);
  PORT1->PCR[22] = ((PORT1->PCR[22] &
           /* Mask bits to zero which are setting*/
           (~(PORT_PCR_DSE_MASK|PORT_PCR_IBE_MASK)))
           /* Drive Strength Enable: High.*/
           |PORT_PCR_DSE(PCR_DSE_dse1)
           /* Input Buffer Enable: Enables.*/
           |PORT_PCR_IBE(PCR_IBE_ibe1));
  /* PORT2_0 (pin H2) is configured as PIO2_0*/
  PORT_SetPinMux(TFT_LCD_LCD_RST_PORT, TFT_LCD_LCD_RST_PIN, kPORT_MuxAlt0);
  PORT2->PCR[0] = ((PORT2->PCR[0] &
           /* Mask bits to zero which are setting*/
           (~(PORT_PCR_DSE_MASK|PORT_PCR_IBE_MASK)))
          /* Drive Strength Enable: High.*/
          |PORT_PCR_DSE(PCR_DSE_dse1)
          /* Input Buffer Enable: Enables.*/
          |PORT_PCR_IBE(PCR_IBE_ibe1));
  /* PORT2_3 (pin J3) is configured as PIO2_3*/
  PORT_SetPinMux(TFT_LCD_LCD_LED_PORT, TFT_LCD_LCD_LED_PIN, kPORT_MuxAlt0);
  PORT2->PCR[3] = ((PORT2->PCR[3] &
           /* Mask bits to zero which are setting*/
           (~(PORT_PCR_DSE_MASK|PORT_PCR_IBE_MASK)))
          /* Drive Strength Enable: High.*/
          |PORT_PCR_DSE(PCR_DSE_dse1)
          /* Input Buffer Enable: Enables.*/
          |PORT_PCR_IBE(PCR_IBE_ibe1));
  /* PORT4_20 (pin T10) is configured as FLEXIO0_D28*/
  PORT_SetPinMux(TFT_LCD_LCD_MOSI_PORT, TFT_LCD_LCD_MOSI_PIN, kPORT_MuxAlt6);
  PORT4->PCR[20] = ((PORT4->PCR[20] &
           /* Mask bits to zero which are setting*/
           (~(PORT_PCR_DSE_MASK|PORT_PCR_IBE_MASK)))
           /* Drive Strength Enable: High.*/
           |PORT_PCR_DSE(PCR_DSE_dse1)
           /* Input Buffer Enable: Enables.*/
           |PORT_PCR_IBE(PCR_IBE_ibe1));
  /* PORT4_21 (pin T11) is configured as FLEXIO0_D29*/
  PORT_SetPinMux(TFT_LCD_LCD_MISO_PORT, TFT_LCD_LCD_MISO_PIN, kPORT_MuxAlt6);
  PORT4->PCR[21] = ((PORT4->PCR[21] &
           /* Mask bits to zero which are setting*/
           (~(PORT_PCR_DSE_MASK|PORT_PCR_IBE_MASK)))
           /* Drive Strength Enable: High.*/
           |PORT_PCR_DSE(PCR_DSE_dse1)
           /* Input Buffer Enable: Enables.*/
           |PORT_PCR_IBE(PCR_IBE_ibe1));
  /* PORT4_22 (pin T12) is configured as FLEXIO0_D30*/
  PORT_SetPinMux(TFT_LCD_LCD_SCK_PORT, TFT_LCD_LCD_SCK_PIN, kPORT_MuxAlt6);
  PORT4->PCR[22] = ((PORT4->PCR[22] &
           /* Mask bits to zero which are setting*/
           (~(PORT_PCR_DSE_MASK|PORT_PCR_IBE_MASK)))
           /* Drive Strength Enable: High.*/
           |PORT_PCR_DSE(PCR_DSE_dse1)
           /* Input Buffer Enable: Enables.*/
           |PORT_PCR_IBE(PCR_IBE_ibe1));
  /* PORT4_23 (pin U12) is configured as FLEXIO0_D31*/
  PORT_SetPinMux(TFT_LCD_LCD_CS_PORT, TFT_LCD_LCD_CS_PIN, kPORT_MuxAlt6);
  PORT4->PCR[23] = ((PORT4->PCR[23] &
           /* Mask bits to zero which are setting*/
           (~(PORT_PCR_DSE_MASK|PORT_PCR_IBE_MASK)))
           /* Drive Strength Enable: High.*/
           |PORT_PCR_DSE(PCR_DSE_dse1)
           /* Input Buffer Enable: Enables.*/
           |PORT_PCR_IBE(PCR_IBE_ibe1));
}

并提供宏定義實現GPIO管腳的輸出高低電平功能：

（滑動查看）

// 硬件 CS，此處忽略
#defineLCD_CS_SET
#defineLCD_CS_CLR


// 數據、命令選擇
#defineLCD_RS_SETGPIO_PinWrite(TFT_LCD_LCD_RS_GPIO, TFT_LCD_LCD_RS_GPIO_PIN, 1)
#defineLCD_RS_CLRGPIO_PinWrite(TFT_LCD_LCD_RS_GPIO, TFT_LCD_LCD_RS_GPIO_PIN, 0)


#defineLCD_RST_SETGPIO_PinWrite(TFT_LCD_LCD_RST_GPIO, TFT_LCD_LCD_RST_GPIO_PIN, 1)
#defineLCD_RST_CLRGPIO_PinWrite(TFT_LCD_LCD_RST_GPIO, TFT_LCD_LCD_RST_GPIO_PIN, 0)

02FLEXIO_SPI初始化

對應的管腳路由已經在TFT_LCD_Init()中配置好了，此處僅需要初始化FLEXIO_SPI并關聯對應的4個管腳。

03全局宏定義和變量

（滑動查看）

/*******************************************************************************
* Definitions
******************************************************************************/
#define BOARD_FLEXIO_BASE   (FLEXIO0)
#define FLEXIO_SPI_MOSI_PIN  28U
#define FLEXIO_SPI_MISO_PIN  29U
#define FLEXIO_SPI_SCK_PIN   30U
#define FLEXIO_SPI_CSn_PIN   31U
#define FLEXIO_CLOCK_FREQUENCYCLOCK_GetFlexioClkFreq()


#define EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMA_BASEADDRDMA0
#define FLEXIO_SPI_TX_DMA_CHANNEL    (0U)
#define FLEXIO_SPI_RX_DMA_CHANNEL    (1U)
#define FLEXIO_TX_SHIFTER_INDEX     0U
#define FLEXIO_RX_SHIFTER_INDEX     2U
#define EXAMPLE_TX_DMA_SOURCE      kDma0RequestMuxFlexIO0ShiftRegister0Request
#define EXAMPLE_RX_DMA_SOURCE      kDma0RequestMuxFlexIO0ShiftRegister2Request


#define FLEXIO_SPI_BAUD_HIGH      (1000000*25)
#define FLEXIO_SPI_BAUD_LOW       (1000000*1)


/*******************************************************************************
* Variables
******************************************************************************/


static flexio_spi_master_edma_handle_t g_spiHandle;
static edma_handle_t txHandle;
static edma_handle_t rxHandle;
FLEXIO_SPI_Type spiDev;
flexio_spi_master_config_t userConfig;
volatile bool completeFlag =false;




static void spi_master_completionCallback(FLEXIO_SPI_Type*base,
                     flexio_spi_master_edma_handle_t *handle,
                     status_t status,
                     void *userData)
{
if (status == kStatus_Success)
  {
    completeFlag =true;
  }
}

04FLEXIO_SPI初始化函數

初始化FLEXIO_SPI并初始化EDMA。

（滑動查看）

/**
* @brief SPI 初始化
*
*/
voidport_LCD_SPI_Init(void)
{
uint8_ti         =0;
uint8_terr        =0;


dma_request_source_tdma_request_source_tx;
dma_request_source_tdma_request_source_rx;
edma_config_tconfig;


/* attach PLL0 to FLEXIO */
CLOCK_SetClkDiv(kCLOCK_DivFlexioClk,1u);
CLOCK_AttachClk(kPLL0_to_FLEXIO);


/* Init FlexIO SPI. */
/*
  * userConfig.enableMaster = true;
  * userConfig.enableInDoze = false;
  * userConfig.enableInDebug = true;
  * userConfig.enableFastAccess = false;
  * userConfig.baudRate_Bps = 500000U;
  * userConfig.phase = kFLEXIO_SPI_ClockPhaseFirstEdge;
  * userConfig.dataMode = kFLEXIO_SPI_8BitMode;
  */
FLEXIO_SPI_MasterGetDefaultConfig(&userConfig);


//NOTE:此處修改 SPI 通信速率
 userConfig.baudRate_Bps =FLEXIO_SPI_BAUD_HIGH;


 spiDev.flexioBase   =BOARD_FLEXIO_BASE;
 spiDev.SDOPinIndex=FLEXIO_SPI_MOSI_PIN;
 spiDev.SDIPinIndex=FLEXIO_SPI_MISO_PIN;
 spiDev.SCKPinIndex=FLEXIO_SPI_SCK_PIN;
 spiDev.CSnPinIndex=FLEXIO_SPI_CSn_PIN;
 spiDev.shifterIndex[0] =FLEXIO_TX_SHIFTER_INDEX;
 spiDev.shifterIndex[1] =FLEXIO_RX_SHIFTER_INDEX;
 spiDev.timerIndex[0]  =0U;
 spiDev.timerIndex[1]  =1U;


 dma_request_source_tx = (dma_request_source_t)EXAMPLE_TX_DMA_SOURCE;
 dma_request_source_rx = (dma_request_source_t)EXAMPLE_RX_DMA_SOURCE;


#ifdefined(FSL_FEATURE_SOC_DMAMUX_COUNT) &&FSL_FEATURE_SOC_DMAMUX_COUNT
/*Init EDMA for example.*/
DMAMUX_Init(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMAMUX_BASEADDR);
/* Request DMA channels for TX & RX. */
DMAMUX_SetSource(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMAMUX_BASEADDR, FLEXIO_SPI_TX_DMA_CHANNEL, dma_request_source_tx);
DMAMUX_SetSource(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMAMUX_BASEADDR, FLEXIO_SPI_RX_DMA_CHANNEL, dma_request_source_rx);
DMAMUX_EnableChannel(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMAMUX_BASEADDR, FLEXIO_SPI_TX_DMA_CHANNEL);
DMAMUX_EnableChannel(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMAMUX_BASEADDR, FLEXIO_SPI_RX_DMA_CHANNEL);
#endif
EDMA_GetDefaultConfig(&config);
EDMA_Init(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMA_BASEADDR, &config);
EDMA_CreateHandle(&txHandle, EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMA_BASEADDR, FLEXIO_SPI_TX_DMA_CHANNEL);
EDMA_CreateHandle(&rxHandle, EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMA_BASEADDR, FLEXIO_SPI_RX_DMA_CHANNEL);


#ifdefined(FSL_FEATURE_EDMA_HAS_CHANNEL_MUX) &&FSL_FEATURE_EDMA_HAS_CHANNEL_MUX
EDMA_SetChannelMux(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMA_BASEADDR, FLEXIO_SPI_TX_DMA_CHANNEL, dma_request_source_tx);
EDMA_SetChannelMux(EXAMPLE_FLEXIO_SPI_DMA_BASEADDR, FLEXIO_SPI_RX_DMA_CHANNEL, dma_request_source_rx);
#endif


FLEXIO_SPI_MasterInit(&spiDev, &userConfig, FLEXIO_CLOCK_FREQUENCY);
}

05SPI傳輸函數

此處僅實現了單個字節的發送和接收函數，通過eDMA中斷來判斷收發是否完成。

（滑動查看）

uint8_tport_LCD_SPI_TxByte(uint8_tdata)
{
flexio_spi_transfer_txfer = {0};
uint8_treadBack =0;


/* Send to slave. */
 xfer.txData  =&data;
 xfer.rxData  =&readBack;
 xfer.dataSize =1;
 xfer.flags  = kFLEXIO_SPI_8bitMsb;


FLEXIO_SPI_MasterTransferCreateHandleEDMA(&spiDev, &g_spiHandle,
  spi_master_completionCallback,NULL, &txHandle, &rxHandle);
FLEXIO_SPI_MasterTransferEDMA(&spiDev, &g_spiHandle, &xfer);
while(!completeFlag);
 completeFlag =false;


returnreadBack;
}

06LCD讀寫寄存器、數據函數

下面是LCD抽象層的函數，僅僅需要控制管腳輸出高低電平、SPI傳輸單個字節即可。

（滑動查看）

/*****************************************************************************
* @name    :void LCD_WR_REG(uint8_t data)
* @date    :2018-08-09
* @function  :Write an 8-bit command to the LCD screen
* @parameters Command value to be written
* @retvalue  :None
******************************************************************************/
void LCD_WR_REG(uint8_t data)
{
 LCD_CS_CLR;
 LCD_RS_CLR;
 port_LCD_SPI_TxByte(data);
 LCD_CS_SET;
}


/*****************************************************************************
* @name    :void LCD_WR_DATA(uint8_t data)
* @date    :2018-08-09
* @function  :Write an 8-bit data to the LCD screen
* @parameters data value to be written
* @retvalue  :None
******************************************************************************/
void LCD_WR_DATA(uint8_t data)
{
 LCD_CS_CLR;
 LCD_RS_SET;
 port_LCD_SPI_TxByte(data);
 LCD_CS_SET;
}

運行

屏幕成功點亮，也能顯示中英文字符，繪制圖片出了點差錯，但是刷屏速度好慢。嘗試提高了SPI速度，編譯器優化等級debug/release都試過，刷屏的百葉窗效果還是很明顯。