Hello，大家好，今天我們來討論當(dāng)下非常流行的TFT液晶顯示模組，它最大的特點是可以顯示出效果非常好的彩色信息，絕大多數(shù)手機、液晶顯示器，液晶電視、MID、MP4等產(chǎn)品都在使用它，你想抗拒它的魅力還真的很難。

我們主要討論基于ILI9341的TFT液晶顯示模組，但在正式討論之前，還是得先了解一下TFT液晶顯示器的彩色產(chǎn)生原理，它是基于大家都熟悉的紅（Red）、綠（Green）、藍(lán)（Blue）三原色光混合原理，例如，綠色+紅色=黃色，綠色+藍(lán)色=青色，紅色+藍(lán)色+綠色=白色，如下圖所示：

雖然上圖僅顯示了7種顏色，但是只要我們能夠得到紅、綠、藍(lán)三種顏色（原色），然后調(diào)節(jié)它們的亮度比例，就可以得到你想要的五顏六色，而得到的顏色數(shù)量則稱為色深（Color Depth）。

根據(jù)各原色的調(diào)節(jié)級數(shù)也可以分為很多顏色模式，比較常用的是三原色各占8位，即每種原色有2的8次方（256）種亮度變化，相應(yīng)的色深為256*256*256=16777216（俗稱16兆彩色），我們稱其為RGB888模式。RGB配色通常使用RGB（rr,gg,bb）來表示，例如RGB（0xFF, 0x00, 0x00）表示紅色，RGB(0xFF, 0xFF, 0xFF)表示白色。在進行C源代碼編程時，經(jīng)常會使用宏來定義一些常用的顏色，部分RGB888顏色如下：

當(dāng)然，并不是所有場合都需要這么多顏色，RGB565與RGB666模式也很常用（其它還有RGB332、RGB555等等），相應(yīng)的色深分別為32*64*32=65536（65千色）及64*64*64=262144（262千色）。RGB666模式部分常用顏色的宏定義如下圖所示：

現(xiàn)在的問題是：怎么產(chǎn)生三原色呢？看下圖吧

教堂彩色玻璃上繪有各種人物圖案，每一幅都是一個宗教故事，一些教會本地的傳說也會作為主題出現(xiàn)，以這種方式向民眾宣傳教義，也成就了它的藝術(shù)……這位同學(xué)你干嘛呢？在座的其它同學(xué)可都是有志于獻(xiàn)身電子技術(shù)領(lǐng)域，并以“為社會謀求福祉”的目標(biāo)而奮斗著，你要是喜歡講故事瞎扯淡就趕緊學(xué)廚師當(dāng)個裁縫比較好一些….等等，我還沒說完（摔門的聲音響起來了）。

呵呵！宗教那啥的我不太懂，只知道上圖已經(jīng)告訴我們?nèi)绾萎a(chǎn)生三原色，那就是：使用一個紅、綠、藍(lán)色的薄膜對光源進行過濾就可以了。TFT液晶顯示模組中總會有一個白光源（CCFL或LED，此處不贅述，具體原理及相應(yīng)的驅(qū)動電路請參考《顯示器件應(yīng)用精粹》（以下簡稱“顯示器件”）與一片彩色濾光膜。假設(shè)TFT屏當(dāng)前正顯示純白的畫面，你用放大鏡去觀察，會發(fā)現(xiàn)有屏上有很多紅、綠、藍(lán)的方塊，如下圖那樣：

我們把每一個點稱為子像素（SubPixel），三個子像素組成一個顯示像素。對于分辨率為240列320行的TFT屏，它需要240*3=720個列驅(qū)動（320個行驅(qū)動）引腳。每個顯示像素都會對應(yīng)驅(qū)動芯片中顯存（Graphics RAM, GRAM）里的一個地址，分辨率為240*320的TFT屏對應(yīng)的GRAM地址應(yīng)該有240*320=76800個，具體容量為多少則取決于芯片支持的RGB模式。例如，ILI9341有720列320行驅(qū)動輸出，支持RGB565與RGB666模式，按最大位數(shù)（18位）來計算，相應(yīng)的GRAM容量大小應(yīng)該為240*320*18=138240bits（位）=172800bytes（字節(jié)），數(shù)據(jù)手冊標(biāo)記的特點如下圖所示：

我們使用VisualCom軟件平臺中 “基于ILI9341的320X240的TFT液晶顯示模組”來仿真一下，相應(yīng)的效果如下圖所示。

ILI9341的指令比較多，英文數(shù)據(jù)手冊超過200頁，涉及的寄存器數(shù)量也非常龐大，VisualCom軟件平臺按功能相近的原則將其劃分為多個類別。由于這是我們第一次接觸TFT液晶顯示模組，所以先給大家演示如何以最少的指令點亮TFT屏，后續(xù)文章會按類別詳細(xì)討論其它指令功能。

首先我們先注意“屬性”窗口的“高級”組合框中有三個選項，其一為起始頁?！绊摗本褪切?，它與“列”是對GRAM地址的定位方式。ILI9341的GRAM共劃分為320頁，每頁240列。在“單步運行”仿真模式下，“內(nèi)存窗口”可以實時觀察GRAM空間的顯示數(shù)據(jù)，但是由于320頁的數(shù)據(jù)量太過龐大，為避免加載時間過慢（不影響單步運行時數(shù)據(jù)的刷新時間，只是當(dāng)重新打開另一個文件或更換器件時，VisualCom軟件平臺需要對當(dāng)前工程的內(nèi)存與寄存器數(shù)據(jù)進行清理的時間比較長），我們限制一次性只能加載8頁內(nèi)存（通常也不需要全部載入），你所需要做的就是指定起頁始。上圖指定的起始頁為32，所以加載的內(nèi)存頁為32～39頁。當(dāng)然，在單步運行時，你可以隨時更改起始頁，內(nèi)存窗口會在下一步運行時進行相應(yīng)的刷新。

假設(shè)現(xiàn)在要求顯示一張圖片，怎么辦？由于ILI9341的GRAM空間太大，如果仍然按以往的方式（預(yù)置數(shù)據(jù)）來寫滿GRAM，需要預(yù)置的數(shù)據(jù)至少為76800條，恐怕根本不會有人會這么做，即便像ST7920、KS0108B那樣相對小一點的“黑白”點陣LCD驅(qū)動芯片，通過預(yù)置數(shù)據(jù)來連續(xù)寫入顯存的方式也并不討好。VisualCom軟件平臺當(dāng)然不會只提供半套解決方案，它允許你指定一個.BMP圖像文件對GRAM進行初始化，當(dāng)你運行仿真之后，首先會使用指定的圖片初始化ILI9341的GRAM，爽歪歪！

前面已經(jīng)提過，ILI9341支持RGB565與RGB666兩種像素格式。從“高級”屬性中選擇一種后，你剛才指定的圖片會以相應(yīng)像素格式寫入到GRAM中。需要注意的是：屬性窗口里的“像素格式”只是用來控制圖片初始化到GRAM的顯示數(shù)據(jù)，而不是用來設(shè)置ILI9341狀態(tài)的（需要指令，后述）。

好的，現(xiàn)在咱們來看看需要哪些指令才能讓屏幕有所顯示呢？相應(yīng)的預(yù)置數(shù)據(jù)如下圖所示：

乖乖，我們只預(yù)置了兩條指令，它首先退出了睡眠模式，然后打開了顯示。我們來看看數(shù)據(jù)手冊中復(fù)位后的狀態(tài)，如下圖所示：

整個表格中，只有“睡眠（Sleep）”與“顯示（Display）”兩項影響屏幕的顯示，ILI9341上電復(fù)位后默認(rèn)處于睡眠模式（Sleep In），并且顯示也是關(guān)閉的（Off）。“空閑（Idle）”模式下是可以顯示的，只不過顯示的顏色比較少（后述），更何況還并不在空閑模式下（Idle Off）。（其它是一些地址設(shè)置或讀寄存器等等，咱們暫時忽略）

睡眠模式是個蝦米東東呢？不知道，還是翻翻數(shù)據(jù)手冊吧！其中有一條“進入睡眠模式”指令，如下圖所示：

哦！原來睡眠模式主要是為了省電，此時內(nèi)部電荷泵升壓（Pump DC/DC Converter）電路（有關(guān)硬件電路原理請參考《顯示器件》）、系統(tǒng)振蕩器都會關(guān)閉（但是已經(jīng)寫入到GRAM的數(shù)據(jù)仍然保持不變），那這個屏幕還顯示個毛線，所以執(zhí)行“退出睡眠模式”指令是讓屏幕能夠顯示GRAM數(shù)據(jù)前必須要做的一步。我們再來看看相應(yīng)的指令，如下圖所示：

可以看到，“退出睡眠”指令為0x11，這也是我們預(yù)置的第一條指令，接下來使用“打開顯示”指令0x29，咱們指定的初始化圖片就顯示出來了。在VisualCom軟件的“寄存器窗口”中，SLEEP與DISPLAY位分別代表相應(yīng)的模式（0為關(guān)閉，1為開啟）。

值得一提的是：ILI9341仿真模型還添加了預(yù)置數(shù)據(jù)處理狀態(tài)，在“輸出”窗口的信息欄中可以顯示當(dāng)前預(yù)置數(shù)據(jù)的解析狀態(tài)。例如，我在前述預(yù)置數(shù)據(jù)后再添加一條指令（0x14）與兩條任意數(shù)據(jù)，如下圖所示：

由于ILI9341不存在0x14對應(yīng)的指令，所以信息欄中會顯示相應(yīng)指令為無效。同樣，后面跟隨的多個數(shù)據(jù)也是無效的，這樣的實時信息反饋能夠進一步幫助使用者應(yīng)證自己對芯片指令作用的理解（如果指令解析結(jié)果不是你需要的，肯定哪里出錯了，而不像以往那樣只能看屏幕、內(nèi)存、寄存器窗口），相應(yīng)的效果如下圖所示。

那如何往指定的GRAM地址寫入指定的顯示數(shù)據(jù)呢？這與以往ST7920、KS0108B之類的驅(qū)動芯片還有點不太一樣，我們下一期再會吧！