原創(chuàng)

基于MCU器件如何實現(xiàn)顯示系統(tǒng)的應用設計？

時間：2023-09-22 11:40:01

關鍵字： MCU器件顯示系統(tǒng)

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[導讀]眾所周知，一款優(yōu)秀的產(chǎn)品，不僅要有很高的性能，很好的穩(wěn)定性，而且還要具備對用戶非常友好和極具吸引力的圖形交互界面。然而，運行一個非?？犰徘覙O具吸引力的圖形用戶界面，就要求有一個高主頻，高性能，存儲資源豐富的MCU作為支撐。

眾所周知，一款優(yōu)秀的產(chǎn)品，不僅要有很高的性能，很好的穩(wěn)定性，而且還要具備對用戶非常友好和極具吸引力的圖形交互界面。然而，運行一個非?？犰徘覙O具吸引力的圖形用戶界面，就要求有一個高主頻，高性能，存儲資源豐富的MCU作為支撐。

一般MCU驅(qū)動液晶屏進行顯示，高級一點的MCU可以驅(qū)動RGB液晶屏做一些酷炫的界面，例如UCgui，LITTLEVGL等。下面先講一下如何驅(qū)動普通的串口液晶屏。

MCU驅(qū)動液晶屏的方式通常采用總線控制方式，具體實現(xiàn)如下：

按照時序?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)線上，根據(jù)液晶屏的具體類型和協(xié)議進行操作。一般來說，液晶屏都有一個用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿薪涌诨虼薪涌凇?

通過讀取數(shù)據(jù)線上的信號，識別控制命令和數(shù)據(jù)，并對液晶屏進行相應的操作。例如，如果需要顯示某個字符，MCU將該字符對應的ASCII碼和列地址發(fā)送到液晶屏上，液晶屏會自動尋址并將字符顯示在屏幕上。

在實際應用中，MCU驅(qū)動液晶屏需要注意以下幾點：

液晶屏的分辨率和顯示區(qū)域大小，以及液晶屏的刷新率和背光燈的亮度等參數(shù)需要與MCU的處理速度和內(nèi)存容量相匹配。

液晶屏的驅(qū)動方式和協(xié)議需要與MCU的硬件接口和指令集相匹配，以確保正常的數(shù)據(jù)傳輸和控制。

在多個液晶屏同時連接的情況下，需要根據(jù)實際情況進行適當?shù)姆謺r復用和信號同步處理，以避免液晶屏之間的干擾和數(shù)據(jù)傳輸沖突。MCU驅(qū)動液晶屏需要根據(jù)具體的液晶屏型號和應用場景進行相應的參數(shù)配置和程序設計，同時需要充分考慮硬件接口和軟件協(xié)議等細節(jié)問題。

MCU還可以驅(qū)動RGB液晶屏，通常需要使用專用的LCD驅(qū)動器或控制器，以便將RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液晶屏上每個像素的顏色。RGB液晶屏的驅(qū)動方式包括直接驅(qū)動和間接驅(qū)動。直接驅(qū)動方式使用RGB接口，將RGB數(shù)據(jù)直接寫入液晶屏的顯存中。而間接驅(qū)動方式則是使用MCU接口，將RGB數(shù)據(jù)先寫入MCU的內(nèi)存中，然后由MCU將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭壕痢?

具體來說，MCU接口的LCM(LCD Module)內(nèi)部有一個LCD驅(qū)動器，用于將主機發(fā)過的數(shù)據(jù)/命令進行變換，變成每個像素的RGB數(shù)據(jù)，使之在屏上顯示出來。這個過程不需要點、行、幀時鐘。另外，對于RGB液晶屏的驅(qū)動，硬件條件要求較高，需要使用專門的硬件模塊如STM32F429的LTDC+DMA2D模塊，以及SDRAM作為顯存。同時，RGB液晶屏的刷新頻率比MCU快很多，因此RGB接口方式比MCU接口方式具有更高的速度和更低的功耗。MCU驅(qū)動RGB液晶屏需要選擇合適的LCD驅(qū)動器和控制器，并使用適當?shù)慕涌诜绞竭M行數(shù)據(jù)傳輸和控制。

MCU編程GUI界面通常使用嵌入式圖形庫來實現(xiàn)，例如uGFX、LVGL、Qt等。這些庫提供了GUI組件和繪圖函數(shù)，可以用于創(chuàng)建GUI界面。以下是一些常用的嵌入式圖形庫介紹：

emWin圖形庫：為恩智浦、ST等ARM微控制器用戶免費提供的圖形庫，功能豐富，易學易用。

TouchGFX圖形庫：屬于Draupner Graphics公司的GUI產(chǎn)品，以炫酷的界面著稱，在2018年被ST收購，STM32上可以免費使用。

MiniGUI圖形庫：一款國產(chǎn)GUI，面向嵌入式系統(tǒng)的高級窗口系統(tǒng)和圖形用戶界面(GUI)，由魏永明先生于1998年底開始開發(fā)。

Qt圖形庫：一款由Qt Company開發(fā)的跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發(fā)框架，易學易用功能強大。

LVGL圖形庫：全稱Light and Versatile Graphics Library，是一個自由的，開源的GUI庫，界面精美，資源消耗小，可移植度高、響應式布局等特點，全庫采用純c 語言開發(fā)。

LittlevGL圖形庫：一款開源免費(MIT許可)的GUI圖形庫，支持觸摸屏操作，移植簡單方便，被ST收購，在ST MCU、MPU可免費使用。

AWTK GUI引擎：全稱Toolkit AnyWhere，是ZLG開發(fā)的開源GUI引擎，旨在為嵌入式系統(tǒng)、WEB、各種小程序、手機和PC打造的通用GUI引擎。

下面是一個簡單的MCU編程GUI界面示例，使用uGFX庫：

1. 初始化uGFX庫，包括初始化LCD控制器和設置LCD參數(shù)。

2. 創(chuàng)建一個窗口，可以設置窗口的位置和大小。

3. 在窗口中添加按鈕、文本框、標簽等GUI組件。