【4月主题月】【原创】我用SPI外设接口驱动LCD屏

jobszheng5 · 发表于 2021-4-23 15:32:52

【4月主题月】我用SPI外设接口驱动LCD屏

SPI（Serial Peripheral Interface）串行外设接口，嵌入式开发中最常用的接口之一，NXP旗下的MCU产品都有集成该外设。本文章将以NXP旗下Cortex-M0+内核的LPC11U68为例子进行技术分享。
在LPC11U68的产品说明书里面，SPI外设接口以SSP0/1标识（可能规避专利问题吧）。SPI外设接口做为串行外设接口其特点非常明显：

支持多主、多从的总线环境。但同一时刻的任务传输仅支持单主从通讯
支持全双工模式，帧长度支持4bit至16bit
主模式下最高25Mbit/s，从模式也高达4.17Mbit/s
兼容多种厂商标准，如Motorola、TI、NS microwire等
同步串行外设
发送与接收均有8-帧的FIFO
支持DMA通讯方式

通常情况下，一个SPI主控器能外接多个从设备，然后通过CS片选信号选择从设备，通过SDI、SDO和SCK进行数据的传输。硬件连接示意图如下图所示：

在LPC11U68的开发手册里，我们还需要确认一下SSP外设接口的串行格式，如TI格式和SPI格式。我们平时使用的较多的是SPI模式，所以我们以SPI模式为主。
在使用SPI模式后，我们还需要再细分配置“时钟线电平”与“相位控制”，即Clock Polarity (CPOL) and Phase (CPHA) control。两个参数取值分别为0，1，所以共有4种情况。
4种情况貌似有些多，所以我们仅以本次要驱动的LCD屏的驱动电平与相位举例。

枯燥的曲线肯定不是我们愿意看的，但是还是要有——因为是截图，可以占版面。从上面的图片可以看到，SCK时钟线的空闲时的电平为低电平，MOSI与MISO数据锁存触发在时钟沿的上升沿。正是这样的电平与相位情况符合我们的LCD屏的接口电平标准。
我们在配置LCD屏驱动的其它控制引脚（即GPIO），使用SPI外设发送数据，极大的加快了数据传输。从而，使用我们的LCD屏幕刷新速度有质的提高。
SPI外设的应用比较多，本文也仅仅是驱动LCD屏举例。比如当配置SPI帧长度为9位时，多出来的1bit可以做为命令或数据的选择bit，这样可以节省出来一根宝贵的GPIO引脚。当然还有更加复杂的QSPI外设，但其原理是一样的。做为一名嵌入式工程师SPI外设接口一定要灵活而熟练的应用。
谢谢大家

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