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板塊導(dǎo)航

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單片機驅(qū)動彩屏最簡方案：單片機_RA8889最小開發(fā)板驅(qū)動控制TFT彩屏介紹（一）:

本帖最后由 lcdvision 于 2024-8-23 08:46 編輯

本文介紹使用單片機+RA8889來驅(qū)動和控制彩屏的最小方案。文章從RA8889的架構(gòu)功能、硬件電路設(shè)計及軟件設(shè)計三個方面來說明。

小編已發(fā)布多篇文章介紹了單片機+RA8889來驅(qū)動控制彩屏，但是仍有不少單片機玩家可能對驅(qū)動彩屏還不算熟悉，在此加推一個短篇介紹系列，閱讀時間不會超過半小時，定能揭開您的疑惑！

本系列文章最后一篇會有彩蛋釋放，敬請跟蹤閱讀。

一、RA8889的硬件架構(gòu)圖示

此處仍不嫌啰嗦，再作一下架構(gòu)說明，參下圖：

主要特色：

解碼：JPG，AVI；支持BMP，PNG圖片
可外接4顆FLASH，支持Q-SPI通信模式
圖片顯示采用DMA，不使用MCU資源
MCU接口豐富：8080/6800，SPI-3/4，I2C
支持分辨率：最大1366 x [理論上不限高度]
LQFP-100封裝
工作溫度-40~85℃

二、UI設(shè)計時重點
UI上所用到的圖片、自建字庫預(yù)先燒錄到FLASH中，圖片可以是整圖，也可以是小圖。

RA8889是直接從FLASH尋址讀取圖片、字庫數(shù)據(jù)，并顯示到相應(yīng)的位置，可以是局部更新圖片，也可以是滿屏替換，相當(dāng)靈活高效。

MCU只發(fā)送相應(yīng)的API指令即可，提供給RA8889進行自動尋址及放置圖片，指令簡單，MCU會節(jié)約許多資源，即使使用SPI方式也可以得到十分快速度的畫面切換。

RA8889內(nèi)建繪圖函數(shù)以及圖形處理（剔除底色、文字上色、圖片疊加運算等），基礎(chǔ)圖形處理簡單快速高效。

UI界面要顯示的字母，可以調(diào)用RA8889內(nèi)建的字符，顯示數(shù)度快，內(nèi)建字符可放大1~4倍（向量放大）。

三、對FLASH容量的需求
RA8889支持JPG格式，多數(shù)UI界面可以采用JPG圖片，因此FLASH容量可以很小。

可以自建全套漢字字庫，比如24x24，32x32點，字庫不大，可以打包存入FLASH，再利用RA8889的DMA讀取，結(jié)合芯片BTE算法，可快速顯示漢字。

RA8889可外接擴展4顆FLASH，一般采用NOR。一般UI設(shè)計時使用到1~2顆是夠用，更何況支持JPG格式，圖片容量需求更小了。

注意：請將FLASH擴展到RA8889使用，才能發(fā)揮出這顆控制芯片的優(yōu)勢。而不是擴展到單片機喔！將FLASH擴展到單片機使用時會大打折扣。

四、顯存
RA8889內(nèi)建128Mbits顯存，用戶可自由規(guī)劃畫布、圖像，顯存相當(dāng)充裕，UI界面，需要疊放許多背景圖片、圖標、菜單圖片等等，預(yù)先放進緩沖層，需要時直接使用BTE Memory Copy是十分方便快速。

同時也可以直接切換主界面到其它圖層，切換效果可做到零延時，這個是緩存大的優(yōu)點。

許多單片機玩家直接驅(qū)動串口屏，反應(yīng)最大的問題是刷新慢，若用RA8889這顆芯片來驅(qū)動控制彩屏，這個問題是不存在的。

五、能做到什么效果
顯示UI，簡單的界面已無法滿足用戶群對產(chǎn)品的期待了，通過RA8889，完全可以將界面做得更加美觀、生動、大氣，同時還能加進動畫效果，這一切只要使用一顆51單片機就能做得到！

六、應(yīng)用舉例

咖啡機控制屏
汽車儀表盤
電力、安防儀表
各種醫(yī)療器械儀表盤
自動化控制儀表盤
串口屏

來吧！只要一顆51單片機，就能點亮彩色的視窗！

本帖最后由 lcdvision 于 2024-8-23 21:26 編輯

單片機驅(qū)動彩屏最簡方案：單片機_RA8889最小開發(fā)板驅(qū)動控制TFT彩屏介紹（二）硬件電路設(shè)計

本篇介紹電路設(shè)計。底部可下載參考電路。

一、硬件樣板：

該板需要外接MCU，圖示接法為SPI-4線。

可接AT043TN25和AT070TN92，及兼容接口的屏。

二、RA8889芯片引腳定義

再上一張引腳簡化圖，概覽引腳結(jié)構(gòu)：

電路中沒有畫MCU，需外接，采用何種接口方式，可通過PS2~0來選擇。最簡單的話SPI-3/4線即可。

RA8889各個VCC和LDO（1.2V）引腳均需要接旁路電容進行濾波，且放置距離芯片引腳要近一些。

三、FLASH
RA8889可外接4顆FLASH，一般建議使用NOR FLASH，基本夠用了：

該設(shè)計中僅接出兩顆FLASH，RA8889有兩路BUS總線，每路總線可擴展2個片選，故總共可外接4顆FLASH。

FLASH是用于存放UI界面的圖資，可以采用JPG格式存入，支持BMP、JPG、PNG、AVI影片，用戶根據(jù)需要選擇。

FLASH引腳需要上拉，一是擴展比較多顆負載重，二是在燒錄時會吃多一些電流。

四、液晶屏接口

輸出的TTL串聯(lián)22歐姆電阻，是為了降低EMC而加。

輸出配置兩種接口，40PIN和50PIN，常用的4.3寸采用40PIN，7寸采用50PIN。

五、FLASH燒錄口的設(shè)計

FLASH外接線進行燒錄，燒錄器采用CH341A即可，便宜易買。該接口引出2路BUS總線，燒錄時TEST1跳線至3.3V，正常工作時取下跳線。

另外將PS2~0跳線口也放置到該連接器，通過跳線帽便于改變MCU的通信方式。

六、5V轉(zhuǎn)3.3V電路

采用通用的1117-3.3芯片即可，注意芯片周圍的覆銅，以便散熱。

七、5V轉(zhuǎn)LED背光

背光是整個電路功耗最大的一塊，注意電感L2和肖特基二極管D1的覆銅，便以散熱。適當(dāng)調(diào)整反饋電阻R11//R12，以防電流過大，零件過熱。

可以接上R9，通過RA8889的PWM0輸出方波調(diào)整背光亮度。

八、LCD驅(qū)動電壓

這部份功耗不大，主要是提供LCD的驅(qū)動電壓，不太吃電流。

4.3寸的話不需要加這部分電路；AT070TN92則需要外加驅(qū)動電壓，看是繁瑣，其實和LED的升壓電路大同小異。

焊接時要注意齊納二極管D3和D6的方向，一個負壓，一個正壓。

九、關(guān)于地線
Layout走線時，注意電源的地單獨走線、覆銅，主要是升壓、和降壓電路，數(shù)字地單獨走線、覆銅，最終在濾波電容附近收到一起。這樣做可極大地預(yù)防電源雜訊對數(shù)字電路的干擾。

本章完

單片機驅(qū)動彩屏最簡方案：單片機_RA8889最小開發(fā)板驅(qū)動控制TFT彩屏介紹（三）軟件設(shè)計

本篇介紹軟件設(shè)計，相關(guān)代碼請從本人相關(guān)文章獲取，或者至官方論壇獲取。

一、老樣子，先上一張軟件代碼導(dǎo)圖：

代碼三步曲：

設(shè)定通信方式（已寫好各種通信方式的參考代碼了）；
初始化RA8889，如上圖所示，看似很多，代碼都是直接調(diào)用API函數(shù)；
調(diào)用API函數(shù)進行界面設(shè)計，對于工業(yè)上所使用的UI，這些API足夠用，也十分簡潔！

二、代碼要點：
1. 一些宏定義請先修改，在userdef.h
（1）顯存規(guī)劃：

/* RA8889顯存和顯示配置 */
#define canvas_image_width 1600 //畫布寬度，設(shè)定為屏寬的n倍
#define main_image_width 1600 //圖像寬度，設(shè)定為屏寬的n倍
#define LCD_Width 800
#define LCD_Height 480

復(fù)制代碼

（2）主頻配置，一般只修改SCAN_FREQ即可

/* RA8889頻率配置 */
#define OSC_FREQ 10 //晶振頻率，外接晶振請使用10MHz
#define DRAM_FREQ 133 //SDRAM刷新頻率，最高166MHz
#define CORE_FREQ 120 //RA8889核心頻率，最高133MHz
#define SCAN_FREQ 30 //PCLK液晶掃描頻率，最高100MHz

復(fù)制代碼

（3）液晶屏型號定義，最終是在初始化中Set_LCD_Panel();執(zhí)行，不同液晶屏配置不同，許多RD還不熟悉彩屏，這里先賣個關(guān)子，待后續(xù)文章另起新篇針對該項專門介紹。

下方為AT070TN92的液晶屏參數(shù)配置：

#ifdef L80480R70
//**[10h]**//
Select_LCD_Sync_Mode(); // Enable XVSYNC, XHSYNC, XDE.
// Select_LCD_DE_Mode(); // XVSYNC & XHSYNC in idle state.
PCLK_Falling();
// PCLK_Rising();
VSCAN_T_to_B();
PDATA_Set_RGB();
HSYNC_Low_Active();
VSYNC_Low_Active();
DE_High_Active();
// DE_Low_Active();
LCD_HorizontalWidth_VerticalHeight(800,480);
LCD_Horizontal_Non_Display(64);
LCD_HSYNC_Start_Position(208);
LCD_HSYNC_Pulse_Width(24);
LCD_Vertical_Non_Display(16);
LCD_VSYNC_Start_Position(22);
LCD_VSYNC_Pulse_Width(16);
#endif

復(fù)制代碼

下方為AT043TN25的液晶屏參數(shù)配置：

#ifdef AT043TN25
//**[10h]**//
//Select_LCD_Sync_Mode(); // Enable XVSYNC, XHSYNC, XDE.
Select_LCD_DE_Mode(); // XVSYNC & XHSYNC in idle state.
// PCLK_Rising();
PCLK_Falling();
VSCAN_T_to_B();
PDATA_Set_RGB();
//**[13h]**//
HSYNC_Low_Active();
VSYNC_Low_Active();
DE_High_Active();
// DE_Low_Active();
//------------------------------------
//**[14h][15h][1Ah][1Bh]**//
LCD_HorizontalWidth_VerticalHeight(480, 272); // LCD Resolution 480x272。
//**[16h][17h]**//
LCD_Horizontal_Non_Display(38); // 480x272，HSYNC Back Porch=38。
//**[18h]**//
LCD_HSYNC_Start_Position(20); // 480x272 HSYNC Front Porch = 20。
//**[19h]**//
LCD_HSYNC_Pulse_Width(20); // 480x272，HSYNC Pulse Width=5~30,set 20。
//**[1Ch][1Dh]**//
LCD_Vertical_Non_Display(4); // 480x272，VSYNC Back Porch =4。
//**[1Eh]**//
LCD_VSYNC_Start_Position(15); // 480x272，VSYNC Front Porch =15。
//**[1Fh]**//
LCD_VSYNC_Pulse_Width(3); // 480x272，VSYNC Pulse Width =3。
#endif

復(fù)制代碼

參考演示程序已經(jīng)預(yù)設(shè)各種分辨率的液晶屏參數(shù)配置，可以直接代入測試，再進行微調(diào)。使用上非常簡單！

（4）MCU通信方式和顯示色深定義：

/*==== MCU接口通信位數(shù)和顯示色深定義 ====*/
//#define MCU_8bit_ColorDepth_8bpp
//#define MCU_8bit_ColorDepth_16bpp
#define MCU_8bit_ColorDepth_24bpp
//#define MCU_16bit_ColorDepth_16bpp
//#define MCU_16bit_ColorDepth_24bpp_Mode_1
//#define MCU_16bit_ColorDepth_24bpp_Mode_2

復(fù)制代碼

2. 延時函數(shù)
使用毫秒即可，請依照自己的MCU主頻調(diào)整延時長度：

void delay_ms(unsigned int n);

復(fù)制代碼

三、進行UI界面設(shè)計
底層封裝好API函數(shù)了，存放在RA8889_API.c（51單片機請改用RA8889_API_51.c），每個函數(shù)頭均有用法說明，不明白請進函數(shù)查閱詳細參數(shù)說明。并且所有代碼透明，感興趣的話請進入函數(shù)查看底層寄存器的設(shè)定。

UI界面基礎(chǔ)三要素為繪圖、顯示文字、顯示圖片，這些都是RA8889硬件支持的功能，顯示速度很快！如下列舉主要的顯示函數(shù)：

/* MCU直接寫點，基礎(chǔ)函數(shù) */
void putPixel(unsigned short x,unsigned short y,unsigned long color);
/* 數(shù)據(jù)直接寫顯存 */
void MPU8_8bpp_Memory_Write (unsigned short x,unsigned short y,unsigned short w ,unsigned short h ,const unsigned char *data_array);
void MPU8_16bpp_Memory_Write (unsigned short x,unsigned short y,unsigned short w ,unsigned short h ,const unsigned char *data_array);
void MPU8_24bpp_Memory_Write (unsigned short x,unsigned short y,unsigned short w ,unsigned short h ,const unsigned char *data_array);
void MPU16_16bpp_Memory_Write (unsigned short x,unsigned short y,unsigned short w ,unsigned short h ,const unsigned short *data_array);
void MPU16_24bpp_Mode1_Memory_Write (unsigned short x,unsigned short y,unsigned short w ,unsigned short h ,const unsigned short *data_array);
void MPU16_24bpp_Mode2_Memory_Write (unsigned short x,unsigned short y,unsigned short w ,unsigned short h ,const unsigned short *data_array);
/* 繪圖：各種幾何圖形（硬件實現(xiàn)，高速） */
void Draw_Line(unsigned long LineColor,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X2,unsigned short Y2);
void Draw_Triangle(unsigned long ForegroundColor,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X2,unsigned short Y2,unsigned short X3,unsigned short Y3);
void Draw_Triangle_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X2,unsigned short Y2,unsigned short X3,unsigned short Y3);
void Draw_Circle(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short R);
void Draw_Circle_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short R);
void Draw_Ellipse(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Ellipse_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Left_Up_Curve(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Left_Up_Curve_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Right_Down_Curve(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Right_Down_Curve_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Right_Up_Curve(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Right_Up_Curve_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Left_Down_Curve(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Left_Down_Curve_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short XCenter,unsigned short YCenter,unsigned short X_R,unsigned short Y_R);
void Draw_Square(unsigned long ForegroundColor,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X2,unsigned short Y2);
void Draw_Square_Fill(unsigned long ForegroundColor,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X2,unsigned short Y2);
void Draw_Circle_Square(unsigned long ForegroundColor,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X2,unsigned short Y2,unsigned short R,unsigned short Y_R);
/* 內(nèi)存操作：復(fù)制、運算、剔除底色、單色延展彩色、淡入淡出（硬件實現(xiàn)，快速） */
void BTE_Memory_Copy(unsigned long S0_Addr,unsigned short S0_W,unsigned short XS0,unsigned short YS0,unsigned long S1_Addr,unsigned short S1_W,unsigned short XS1,unsigned short YS1,unsigned long Des_Addr,unsigned short Des_W, unsigned short XDes,unsigned short YDes,unsigned int ROP_Code,unsigned short X_W,unsigned short Y_H);
void BTE_Memory_Copy_Chroma_key(unsigned long S0_Addr,unsigned short S0_W,unsigned short XS0,unsigned short YS0,unsigned long Des_Addr,unsigned short Des_W, unsigned short XDes,unsigned short YDes,unsigned long Background_color,unsigned short X_W,unsigned short Y_H);
void BTE_MCU_Write_MCU_8bit(unsigned long S1_Addr,unsigned short S1_W,unsigned short XS1,unsigned short YS1,unsigned long Des_Addr,unsigned short Des_W, unsigned short XDes,unsigned short YDes,unsigned int ROP_Code,unsigned short X_W,unsigned short Y_H,const unsigned char *data_array);
void BTE_MCU_Write_MCU_16bit(unsigned long S1_Addr,unsigned short S1_W,unsigned short XS1,unsigned short YS1,unsigned long Des_Addr,unsigned short Des_W, unsigned short XDes,unsigned short YDes,unsigned int ROP_Code,unsigned short X_W,unsigned short Y_H,const unsigned short *data_array);
/* DMA功能，快速顯示圖片（JPG，BMP），播放AVI影片 */
void DMA_24bit(unsigned char Clk ,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X_W,unsigned short Y_H ,unsigned short P_W ,unsigned long Addr);
void DMA_32bit(unsigned char Clk ,unsigned short X1,unsigned short Y1,unsigned short X_W,unsigned short Y_H ,unsigned short P_W,unsigned long Addr);
void JPG_NOR (unsigned long addr,unsigned long JPGsize,unsigned long IDEC_canvas_width,unsigned short x,unsigned short y);
void AVI_NOR(unsigned long addr,unsigned long videosize,unsigned long shadow_buffer_addr,unsigned long PIP_buffer_addr,unsigned long x,unsigned long y,unsigned long height,unsigned long width,unsigned long PIP_width);

復(fù)制代碼

四、彩蛋
我們已經(jīng)開發(fā)好一款新的RA8889開發(fā)板，簡單易用，使用您的單片機，通過并口或者串口直接連接即可，外接一片AT043TN25或者AT070TN92，只要接口兼容，通通都能點！

RA8889精簡版：RA6809，該芯片僅提供SPI接口與MCU通信，但功能上和RA8889完全一樣！更詳細信息請關(guān)注我們的產(chǎn)品開發(fā)進展！

以下效果使用51單片機STC8H8K64U+RA8889/RA6809開發(fā)板+1024x600/800x480彩屏進行演示：
https://www.bilibili.com/video/BV19SHhexE8r/?share_source=copy_web&vd_source=c0cd4c87f6dcc19bcebab2f4cf3c40db

STC8H8K64U單片機板+RA8889/RA6809開發(fā)板控制彩屏效果演示圖：

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