本人一直也是对液晶的显示十分好奇，按捺不住，就淘了几个小尺寸TFT液晶屏（呵呵，囊中羞涩）捣鼓捣鼓。发现这东西其实还是很好玩的，除了涉及的知识面比较广，需要阅读不少手册及资料外，只要你要一定的单片机开发的基础，操作起来并不复杂，主要难点还是数据处理和字库的制作上。下面就说道说道这个TFT液晶。

什么是TFT？

TFT液晶屏也就是thinfilmtransistor即薄膜晶体管显示屏，它的每一个像素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动的。

常用TFT模块尺寸：

对角线的尺寸：1.44、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、4.0、4.3、5.7、8.4、10.4、15、17、19、21英寸等。

本人使用过的，1.44、1.8、2.2

屏幕高宽比：4：3或16：9

分辨率：指水平像素和垂直像素的数量。

点距：相邻两个像素之间的距离。

刷新率：每秒更新的画面数。

接口形式：并行接口和串行接口

颜色的表示：

对于黑白或单色像素的信息可以用1个位来表示和存储，

对于一个彩色像素的信息可以用1个多位二进制数来表示和存储。

用来表示彩色像素的二进制数的尾数，称之为颜色的颜色深度或颜色质量

什么是真彩和伪彩

颜色深度在16为以上的称为真彩色，颜色深度在16位以下的称为伪彩色。

比如采用1个16位二进制数来表示一个彩色点：

红色绿色蓝色

5位6位5位

R4R3R2R1R0G5G4G3G2G1G0B4B3B2B1B0

高8位低8位

这就是所谓的5-6-5格式。

字符或图像到底是怎样显示出来的？

首先可将光看作是一种电磁波，以电场和磁场相互垂直而交互震荡的方式向前传播。电场在某个方向上震荡，震荡的幅度越大，光所具有的能量越大。某个方向上震荡的光可以分解成两个垂直方向上的分量。

偏光片：作用是让某个方向上震荡的光通过，而把垂直方向上震荡的光挡住。

偏光片组：

第一偏光片仅让在某个方向上震荡的光通过，而第二偏光片再把所通过的光挡住，即可阻绝光的行进，达到关闭光的效果。

液晶具有双折射系数的特性，并且在不同的电场下，会有不同的排列方式，因此当光通过液晶时，会受其影响而改变或保持其震荡的方向，当液晶不改变光的震荡方向时，光无法通过第二个偏光板而被关闭，而当液晶将光的震荡方向改变时，光可以在分解成两个分量，虽然一个分量无法通过第二个偏光片，但是仍还有一个分量可以通过第二个偏光片，而成为打开状态。英雌，可用施加的电场来改变液晶的排列方式，来实现光的开关的来实现显示功能。具体液晶是个什么东西，有那些种类，大家想了解就百度吧，这里就不再细谈了。

电场是如何改变的？

首先了解一下TFT（thin-filmtransister）薄膜电晶体

主要结构是一个非晶矽半导体薄膜，TFT就有一个门极gate；一个源极source;和一个漏极drain.看看这几电极的名称是不是很熟悉，对了场效应管也是这样命名的，两者类似，但又有不同之处。但是都可以理解成一个受控的开关。

这些开关以矩阵的方式进行排列。

彩色的TFT将水平方向的每个像素在次分成3个RGB像素，各个次像素的可以独立的改变，故也分别对应一个TFT。这样3个次像素组成一个像素。

呵呵，看了上面的图，是不是就想到了单片机矩阵按键的动态扫描程序。呵呵不错，逆向思维，矩阵键盘的扫描是读状态，这个是写状态。具体过程如下。

在水平方向上的同一条扫描线上，所有TFT的门极都连在一起，所以施加的电压是一样的，若在某一条扫面线上施加足够大的正电压，则这条扫描线上所有的TFT 都会被打开。此时该扫描线上的像素电极，会与垂直方向的资料线（漏极）连接，经由对应的资料线送入相应的视信号，将像素电极充电到适当的电压。接着施加足够大的负电压，关闭TFT，直到下次再重新写入信号。其间使得电荷保存在液晶电容上；在按照这种方式扫描下一行。再送入下一行的视信号，如此依次将整个画面的视信号写入，在重新自第一行开始写入，（一般重复的频率为60-70Hz）。

对每个像素中的液晶光阀而言，液晶上所施加的电压和光的穿透度具有一定的关系，因此，只要依据所要显示的画面，控制施加在液晶上的电压，即可将各个像素设定在适当的光穿透度，配合均匀的背光源就显示出想要的画面了。这就是主动式矩阵型液晶的显示原理。

就几款液晶屏的参数做一下总结说明

1、1.44寸液晶屏（以下数据来自液晶屏数据手册）

LCDtype:1.45”activematrixTFT-LCD

Rsolution:128（W）X128(H)Pixels

Displaymode:transmissivetype

Displaycolor:262Kcolor

driverIC:ILI9163C

Luminance:120cd/m2

Contrastratio:400:1

Viewingdirection:6o’clock

Interface:4wireSPIinterface

Backlight:1whiteLED,18ma,3,15V

2、引脚说明：

VCC：电源+3，3V

GND:电源地

CS：片选（低电平有效）

RST：复位（低电平有效）

AO：寄存器选择信号（低电平：选择命令寄存器；高电平：选择数据寄存器）

SDA：datainputinSPImode在SPI模式下的数据输入

SCL：在SPI模式下的同步时钟输入

LED：背光LED电源，

呵呵，从引脚定义上就可以看出是不是在SPI模式下只需要4条IO口线就可以和MCU构成一个显示系统了。（其实还用一种模式只要3条IO口线就可以）。

再看1.8寸TFT的相关数据

显示点阵数：128Wx160Hdots

模块外形尺寸：34Wx45.83Hx2.65Tmm

可视区域：28.03Wx35.04Hmm

像素尺寸：0.06W*3*0.18Hmm

像素中心距：0.18W*0.18Hmm

占空比：1/400

视角：6点钟

LCD模式：260kcolor

IC：ST7735B

主要引脚定义：同1.44’

再看2.2英寸的屏

Size2.2inch

Resolution:240*320

Interface4-wireSPI

Colordepth262k/65k

Technologya-Si

Pixelpitch(mm):0.141*0.141

Viewingdirection:6o’clock

LEDnumbers4LEDs

DriverICILI9340C

主要引脚定义同1.44’英寸。

从上面不同尺寸液晶屏的引脚的定义看出，1.44英寸和1.8英寸及2.2英寸的TFT液晶屏，在和MCU构成显示系统时操作方式是一样的(因为都是4线 SPI)，尽管他们使用的驱动IC型号不同。但是只要你翻看IC的数据手册就会发现，他们的寄存器的定义基本是一样的，操作原理相同。

如何构成一个显示系统：

电源+MCU+TFT液晶屏

呵呵，是不是觉得少了点什么？驱动IC那里去了？

其实驱动IC我们是看不到的，它被集成在了液晶屏中，我们只要知道它的寄存器的定义，利用液晶屏的端口会进行读写即可。

电源：3.3V的直流电源，呵呵，这个不用细说，小功率的可以利用ASM1117-3；大功率的可以利用LM2596S-3.3（最高3A的输出）来构成一个电源。

MCU：主要是3个要求。

工作电压，3.3V

够大，

够快。

够大才能存的下程序和数据，够快才会图像流畅。

本人手头只有15L2K08S2这个单片机，8K程序存储区，2K的SRAM,最高时钟33.1776MHz，最高输出8MHz的外部时钟，比起60S2的60KB的FLASH，小了不少，但是对于普通的不太复杂的应用已经足够了，主要是搞通应用的原理。

液晶屏：

以上列举的液晶屏都是串口屏，所以屏的引出脚较少，除此之外还有引出管脚较多的并口屏，

当然串口屏的数据是一位一位的送出的，速度相对是比较慢的。

在操作上，串口和并口原理差不多。这里就先介绍串口屏的使用。

好了，你有了上面的3大件下面在准备点辅料。

1、数据线，USB转串口数据线，用于烧写MCU

2、字符LCD点阵提取软件：百度一下吧，zimo221.exe

3、图片点阵数据提取软件：同样百度，Image2Lcd.exe

4、编程软件：KEIL

5、单片机烧写软件：这个不多说了，看你用的芯片而定。

好的，齐活了，准备开工。

用导线将单片机的电源接口和LCD的电源及LED端口同3.3V电源的输出连接起来。供电的问题解决了。

用导线将自己选择的单片机的端口和LCD的REST、CS、SCL、AO、SDA一一对应的连接起来。数据输出的问题解决。

硬件问题解决，开始代码的编写

TFT初始化函数：

也就是对液晶屏进行基本的配置。

这个基本直接套用就行。（除了个别地方需要修改，后面会说）

TFT驱动芯片的手册还是有必要看看的，最好是看英文原版内容比较详细。

也没有必要全部看，但是下面初始化代码中涉及到的指令及4wireSPI的时序图，还是很有必要了解的，不然显示的界面出了问题，就会感觉无从下手解决。

写数据和写命令

很明显要想让液晶屏显示字符或图像，必须要把要显示的内容转换成数据写到液晶屏的控制器，想写内容数据还要对液晶屏的控制寄存器进行设置，也就是写命令数据。只有一条SDA串口数据线，怎么区分是内容数据还是命令数据呢，那就要靠AO（RS）：寄存器选择信号（低电平：选择命令寄存器；高电平：选择数据寄存器）。

写命令

voidwrite_command(ucharc)

{

cs=0;//片选有效

rs=0;//选择命令寄存器

bitdata=c;//送数据

sda=bit7;scl=0;scl=1;

sda=bit6;scl=0;scl=1;

sda=bit5;scl=0;scl=1;

sda=bit4;scl=0;scl=1;

sda=bit3;scl=0;scl=1;

sda=bit2;scl=0;scl=1;

sda=bit1;scl=0;scl=1;

sda=bit0;scl=0;scl=1;

cs=1;//片选无效

}

写数据

voidwrite_data(uchard)

{

cs=0;

rs=1;

bitdata=d;

sda=bit7;scl=0;scl=1;

sda=bit6;scl=0;scl=1;

sda=bit5;scl=0;scl=1;

sda=bit4;scl=0;scl=1;

sda=bit3;scl=0;scl=1;

sda=bit2;scl=0;scl=1;

sda=bit1;scl=0;scl=1;

sda=bit0;scl=0;scl=1;

cs=1;

}

初始化

/*****************TFT初始化函数***************/

voidlcd_initial()

{

reset=0;

delay(100);

reset=1;

delay(100);

//------------------------------------------------------------------//

//-------------------SoftwareReset-------------------------------//

write_command(0x2A);//列地址设置

write_data(0x00);//列起始地址低8位

write_data(0x00);//列起始地址高8位

write_data(0x00);//列终止地址高8位

write_data(0x9F);//列终止地址低8位

//上面的列终止地址为什么设置成0x9f，0x9f=十进制的159，1.8寸的屏的分辨率是128*160.

//也就是说有0-159共160列。下面的同样的道理，只不过是说明行的起始和终止地址。

write_command(0x2B);//行地址设置

write_data(0x00);

write_data(0x00);

write_data(0x00);

write_data(0x7F);

write_command(0xCB);//功耗控制A

write_data(0x39);

write_data(0x2C);

write_data(0x00);

write_data(0x34);

write_data(0x02);

write_command(0xCF);//功耗控制B

write_data(0x00);

write_data(0XC1);

write_data(0X30);

write_command(0xE8);//驱动时序控制A

write_data(0x85);

write_data(0x00);

write_data(0x78);

write_command(0xEA);//驱动时序控制B

write_data(0x00);

write_data(0x00);

write_command(0xED);//电源序列控制

write_data(0x64);

write_data(0x03);

write_data(0X12);

write_data(0X81);

write_command(0xF7);//泵比控制

write_data(0x20);

write_command(0xC0);//Powercontrol功耗控制1

write_data(0x23);//VRH[5:0]`

write_command(0xC1);//Powercontrol功耗控制2

write_data(0x10);//SAP[2:0];BT[3:0]

write_command(0xC5);//VCMcontrol

write_data(0x3e);//对比度调节

write_data(0x28);

write_command(0xC7);//VCMcontrol2

write_data(0x86);//--

write_command(0x36);//MemoryAccessControl存储器访问控制

write_data(0x68);//C8//4868竖屏//28E8横屏

//cc同c8

write_command(0x3A);//像素格式设置

write_data(0x55);

write_command(0xB1);//帧速率控制

write_data(0x00);

write_data(0x18);

write_command(0xB6);//DisplayFunctionControl

write_data(0x08);

write_data(0x82);

write_data(0x27);

write_command(0xF2);//3GammaFunctionDisable

write_data(0x00);

write_command(0x26);//Gammacurveselected

write_data(0x01);//共4条曲线供选择，分别是1248；这里选择1，

write_command(0xE0);//SetGamma

write_data(0x0F);

write_data(0x31);

write_data(0x2B);

write_data(0x0C);

write_data(0x0E);

write_data(0x08);

write_data(0x4E);

write_data(0xF1);

write_data(0x37);

write_data(0x07);

write_data(0x10);

write_data(0x03);

write_data(0x0E);

write_data(0x09);

write_data(0x00);

write_command(0XE1);//SetGamma

write_data(0x00);

write_data(0x0E);

write_data(0x14);

write_data(0x03);

write_data(0x11);

write_data(0x07);

write_data(0x31);

write_data(0xC1);

write_data(0x48);

write_data(0x08);

write_data(0x0F);

write_data(0x0C);

write_data(0x31);

write_data(0x36);

write_data(0x0F);

write_command(0x11);//ExitSleep

delay(120);

write_command(0x29);//Displayon

write_command(0x2c);

}

在写入数据时要先确定，图像的起始坐标和终止坐标，可以用如下的代码实现

staticvoidLCD_SetPos(unsignedintx0,unsignedintx1,unsignedinty0,unsignedinty1)//设置位置

{

write_command(0x2A);//列地址设置

write_data(x0>>8);//列起始地址高8位

write_data(x0);//列起始地址低8位

write_data(x1>>8);//列终止地址高8位

write_data(x1);//列终止地址低8位

write_command(0x2B);//页地址设置

write_data(y0>>8);

write_data(y0);

write_data(y1>>8);

write_data(y1);

write_command(0x2c);//写存储器

}

写命令时，先将命令的地址写入，然后在将设定的数据写入寄存器。如

write_command(0x2A);//列地址设置

write_data(0x00);

write_data(0x00);

write_data(0x00);

write_data(0x9F);

至于这些写入的数据的意义及数值大小，请查阅液晶屏对应的液晶屏的数据手册。

了解一下颜色代码：

几种常用的颜色的代码

#defineWhite0xFFFF//白

#defineBlack0x0000//黑

#defineRed0x001F//红

#defineBlue0xF800//蓝

#defineMagenta0xF81F//紫

#defineGreen0x07E0//绿

#defineCyan0x07FF//青

#defineYellow0xFFE0//黄

好了说了这么多，一个字晕。好吧，来点实际的简单的，咱先啥字符也不显示，

只是让液晶屏显示不同的颜色。

刷整个屏幕的颜色

可以用如下代码实现

/*********显示色彩******************/

voiddsp_single_colour(DH,DL)//前景颜色，背景颜色

{

unsignedinti,j;

for(i=0;i<128;i++)

for(j=0;j<160;j++)

{

write_data(DH>>8);

write_data(DH);

write_data(DL>>8);

write_data(DL);

}

}

延时函数

/******延时函数************************/

voiddelay(uinttime)

{

uinti,j;

for(i=0;i<time;i++)

for(j=0;j<500;j++);

}

好了，将上面的函数组合起来，准备刷屏。

main()

{

lcd_initial();//TFT初始化

while(1)

{

LCD_SetPos(0,159,0,10);//设置位置

dsp_single_colour(Blue,Black);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,10,20);//设置位置

dsp_single_colour(Blue,Blue);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,20,30);//设置位置

dsp_single_colour(Green,White);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,30,40);//设置位置

dsp_single_colour(Green,Green);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,40,50);//设置位置

dsp_single_colour(Yellow,White);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,50,60);//设置位置

dsp_single_colour(Yellow,Yellow);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,60,70);//设置位置

dsp_single_colour(Black,White);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,70,80);//设置位置

dsp_single_colour(Black,Black);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,80,90);//设置位置

dsp_single_colour(Red,White);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,90,100);//设置位置

dsp_single_colour(Red,Red);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,100,110);//设置位置

dsp_single_colour(Magenta,Black);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,110,120);//设置位置

dsp_single_colour(Magenta,Magenta);//

delay(2000);

LCD_SetPos(0,159,0,120);//设置位置

dsp_single_colour(White,White);//只刷到第121行留下了7行

delay(2000);

}

}

最终结果，滚动刷屏

感觉有点不对劲，不错，最下面故意留了7行没写颜色数据。可以看到如果不写任何数据，屏的状态就是花屏。

通过上面的说明了解了：

TFT液晶屏的操作原理，就是写数据和写命令。

通过对写数据或写命令的代码的分析，可以看到数据是怎样输送的。

TFT液晶屏的初始化工作的主要内容。

常用的颜色代码。

如何让液晶屏显示不同的颜色。

最后仔细观察图片，可以了解什么是隔行扫面，前景颜色，背景颜色。

以及，花屏是什么原因造成的。