作者：湯莉莉，黃偉
TFT-LCD技術是微電子技術和LCD技術巧妙結合的高新技術。隨著人們對圖像清晰度、刷新率、保真度的要求越來越高，TFT-LCD的應用範圍越來越廣。本文提出了一種能直接驅動數字液晶屏的設計方案，方案先介紹了TFT數字彩屏的工作原理，利用STM32處理器的FSMC接口設計的硬體電路和軟體程序均能對顯示控制晶片進行有效的控制。在實際應用中顯示清晰流暢，並且CPU有足夠的時間來處理用戶程序。該方案能成功應用在電腦橫機的人機界面顯示中，且其硬體電路結構簡單、控制方式靈活、對於其他型號的接口晶片也能提供參考。
0 引言
隨著電子產品的不斷更新，各種顯示界面的開發越來越多，由於TFT彩屏的性價比高，因而被廣泛用在各種電子設備上作為顯示屏。目前驅動TFT彩屏的方案有很多，可以用底端單片機驅動一個終端類型的液晶模組，這種模組價格比較貴，當然用起來還是很方便的。
只要單片機通過串口或並行口向TFT發送幾個字節的命令，就能在屏幕上顯示你需要的效果。本設計利用STM32 的FSMC 總線直接驅動TFT 數字彩屏。這種方案對相應的寄存器進行配置後就可以自動向TFT數字彩屏發送數據，無需CPU參與，讓CPU有足夠時間來處理其他程序。
1 STM32 簡介
STM32 是基於ARM 內核Cortex-M3 的32 位微控制器系列。Cortex-M3內核是為低功耗和價格敏感的應用而專門設計的，具有突出的能效比和處理速度。通過採用Thumb-2 高密度指令集，Cortex-M3 內核降低了系統存儲要求，同時快速的中斷處理能夠滿足控制領域的高實時性要求，使基於該內核設計的STM32 系列微控制器能夠以更優越的性價比，面向更廣泛的應用領域。
STM32系列微控制器為用戶提供了豐富的選擇，可適用於工業控制、智能家電、建築安防、醫療設備以及消費類電子產品等多方位嵌入式系統設計。STM32系列採用一種新型的存儲器擴展技術---FSMC,在外部存儲器擴展方面具有獨特的優勢，可根據系統的應用需要，方便地進行不同類型大容量靜態存儲器的擴展。
2 TFT彩屏模塊工作原理
本設計採用3.2 寸解析度為320×240 的液晶屏，並使用ILI9341晶片控制液晶屏。
液晶屏的控制晶片電路非常複雜。GRAM 中一個存儲單元對應顯示屏的一個像素點。晶片內部有電路把GRAM存儲單元的數據轉化成液晶屏的控制信號，使每個點呈現特定的亮度和顏色，而這些點組合起來則成為顯示界面。ILI9341 裡有主要配置引腳和控制信號線，可以根據它的設置使晶片工作在不同的模式；使用8080 接口或SPI接口與MCU 進行通信；使用8080 接口的什麼模式。MUC通過SPI或8080接口與ILI9341進行通信，從而訪問它的地址計數器（AC）、控制寄存器（CR）、GRAM及一個LED控制器。LCD本身不會發光，它需要藉助背光源才實現顯示功能，LED控制器就是用來控制液晶屏模塊中發光二級管的背光源。LI9341使用8080通信時序工作，ILI9341的8080接口有5條控制信號線：寫使能信號線WRX,讀使能信號線RDX,復位信號線RESX,片選信號線CSX,區分數據和命令信號線D/CX.除了控制信號，還有數據信號線。
3 總體方案的硬體設計
本文以STM32F103VE 晶片的FSMC接口連接RGB接口數字屏，並利用DMA 從片外FLASH 讀取顯示數據。DMA即直接內存存取，CPU只需配置DMA相關的寄存器後，DMA 控制器就會自動將數據從一個地址傳送到另外一個地址，不佔用CPU 時間。本文採用STM32F103VE 晶片外部連接FLASH 用作顯存，其整體硬體方案如圖1所示。
由於圖片的數據太大需要外接FLASH存儲器用來存儲圖片數據，電路如圖2 所示。
本設計使用的AT25DF041A晶片是一個串行接口的快閃記憶體設備，靈活的架構AT25DF041A擦掉、消除粒度小至4 KB,使它非常適合數據存儲，不再需要額外數據存儲E2PROM設備。