CountZero: выборка по тегу: PCD8544

STM32F103C8 без HAL и SPL: Работа с SPI дисплеями Nokia_5110 и ST7735

разделы: PCD8544, STM32, дата: 27 сентября 2022г.

За последнее время у меня скопилось некоторое количество дисплеев, и я хотел бы начать понемногу описывать работу с ними на STM32F1xx. Дисплей это один из основных модулей периферии, и его характеристики зачастую определяют выбор микроконтроллера. В настоящее время, благородя широкому распространению мобильных телефонов, нет проблем с приобретением дисплея с нужными характеристиками, однако производительность микроконтроллера при работе с данным дисплеем становится критичным параметром. Именно вопрос производительности микроконтроллера мне кажется очень важным вопросом, т.к. на производительность влияют не только характеристики самого микроконтроллера, но и качество того кода, который выходит из под рук программиста.

Кроме того, работа с дисплеями довольно обширная тема, которая затрагивает множество смежных вопросов, и это на мой взгляд отличный повод, чтобы эти вопросы разобрать. Поэтому статья не посвящена целиком дисплеям, как можно было бы подумать на первый взгляд, на самом деле она посвящена работе с микроконтроллерами stm32f1хх.

Итак, в этой статье, в качестве целевого микроконтроллера я буду использовать stm32f103c8 в виду его широкой распространенности. Полагаю, что bluepill имеется у всех.

В качестве дисплея я буду использовать т.н. Nokia 5110 дисплей на контроллере PCD8544. И хотя я уже писал очень длинную статью по работе с ним на ATmega8, с тех пор я многое переосмыслил. Главное же конечно то, что дисплей все еще продается на али, он доступный в плане цены, и скорее всего, он уже имеется у всех, кто читает эти строки. Впоследствии, алгоритмы написанные для Nokia 5110 мы будем переносить на другие дисплеи.

И чтобы статья совсем не казалось скучной, в завершении рассмотрим работу c цветным дисплеем на контроллере ST7735 с разрешением 128 на 160 пикселей и диагональю 1.8 дюйма (4.5 сантиметра). Будем пытаться добится от него работы на 90 fps (я серьёзно).

Из дополнительной периферии рассмотрим работу с энкодерам на таймерах STM32. Они часто применяются для управления различными меню на дисплеях, так что уметь с ними работать также важно как и с самими дисплеями.

Ссылки на материалы используемые в статье

Предыдущая статья про дисплей Nokia 5110 "ATmega8 + PCD8544: работа с графическим дисплеем от телефонов Nokia 5110/3310"
Предыдущая статья про работу с STM32F1xx "STM32F103C8T6 без SPL, HAL и без IDE: Система тактирования RCC, таймер SysTick, UART передатчик, планировщик задач, SPI и I2C модули в режиме мастера"
Про энкодеры, статья на easyelectonics.ru "AVR. Учебный Курс. Инкрементальный энкодер." (Кстати, ставить точки в конце названия заголовка статьи не нужно)
Про работу с энкодером через таймеры STM32, краткая статья на easyelectronics.ru "STM32 – Подключаем энкодер"
Про ST7735 "Подключение дисплея на базе ST7735 к микроконтроллеру STM32"
Статья на хабре - "STM32: SPI: LCD — Вы всё делаете не так [восклицательный знак]"
Статья на хабре - "Подключение OLED дисплея ssd1306 к STM32 (SPI+DMA)"

Содержание:

I. Часть первая, вводная

II. Часть вторая, дисплей Nokia 5110

III. Часть третья, дисплей ST7735

Бонус. IPS дисплеи ST7789 320х240 и 240х240 (добавленно позже)

Система тактирования RCC, таймер SysTick, UART передатчик, планировщик задач, SPI и I2C модули в режиме мастера
Работа с SPI дисплеями Nokia_5110 и ST7735

Все примеры с скомпилированными прошивками можно скачать с портала GitLab по ссылке: https://gitlab.com/flank1er/stm32_bare_metal

ATmega8 + PCD8544: работа с графическим дисплеем от телефонов Nokia 5110/3310

разделы: AVR, SPI, PCD8544, дата: 23 ноября 2017г.

Графический дисплей на контроллере PCD8544

Дисплей от мобильного телефона Nokia 5110/3310 - это довольно известный графический дисплей начального уровня на управляющем контроллере pcd8544. Цена на него колеблется в пределах ста рублей, что сделало его широко распространенным "народным" дисплеем, наряду со знакогенерирующим LCD1602. Несмотря на широкое распространение, имеющаяся информация по этому дисплею или противоречива, или обрывочна(например). Ниже приводится лог недельного изучения девайса с примерами кода от простого к сложному. Вначале я пытался использовать Proteus для большей наглядности, но его возможностей, увы, хватило только на три примера. Поэтому остальные примеры идут для реальной связки ATmega8+дисплей. Так или иначе примеры с Proteus работают и на настоящем устройстве. Ко всем примерами, исходники к ним, скомпилированные прошивками и сборочные Makefile можно скачать здесь https://gitlab.com/flank1er/pcd8544_atmega8.

Должен сразу сказать, что для русификации дисплея я использовал кодировку CP866, и сделал я это удобным для Linux-пользователей способом. В Windows это получится использовать разве что из CYGWIN (понадобится утилита iconv).

Также должен упомянуть, что у меня были сложности с управлением дисплеем через аппаратный SPI. Она заключается в том, что и USBasp, и дисплей используют SPI порт ATmega8, и чтобы загрузить прошивку в микроконтроллер, дисплей приходится отключать. Это просто неудобно. Поэтому почти во всех примерах используется подключение дисплея по программному SPI. Подключение через аппаратный SPI используется только во втором и в последнем (финишном) примере (там не сложно, лишь нужно поменять пару строчек в коде и переподключиться к нужным пинам).

В целом, говоря про графические дисплеи, скажу, что эти штуки быстро "съедают" оперативную и флеш память и легко занимают всю пропускную способность SPI шины ;)