0.96寸ST7735驱动IPS彩屏在STM32上的移植与驱动详解

0.96寸ST7735驱动IPS彩屏在STM32上的移植与驱动详解

最近在做一个需要小型显示屏的STM32项目，选来选去，最后用了这块0.96寸的IPS彩屏。它用的是ST7735驱动芯片，分辨率是80x160，尺寸小巧，显示效果还挺细腻。但拿到手后，发现厂家给的例程和自己的工程对不上，移植过程踩了不少坑。今天我就把整个驱动移植的过程，包括软件SPI和硬件SPI两种方式，从头到尾详细捋一遍，希望能帮你省点时间。

这篇教程适合正在给STM32找小屏方案，需要自己动手移植驱动的朋友。我会假设你已经有一个能正常编译的STM32工程（比如用Keil或STM32CubeIDE），并且对GPIO、SPI有基本了解。咱们的目标不是讲原理，而是手把手带你走通移植流程，点亮屏幕。

1. 准备工作：认识屏幕与获取资料

工欲善其事，必先利其器。在动手写代码之前，咱们得先搞清楚这块屏的基本情况，并把必要的资料准备好。

1.1 屏幕规格与引脚

我用的这块屏核心参数如下：

• 屏幕尺寸：0.96英寸
• 分辨率：80 (水平) x 160 (垂直) 像素
• 驱动芯片：ST7735S
• 接口类型：SPI（串行外设接口）
• 工作电压：2.8V ~ 3.3V（直接接3.3V就行）
• 模块尺寸：24mm x 30mm

它通过一个8Pin的排针（2.54mm间距）与主控连接。这8个引脚各自有明确的分工：

注意：模块是SPI从机。SCL对应SPI的SCK，SDA对应SPI的MOSI，CS就是片选NSS。如果MCU的GPIO资源紧张，RES可以接到MCU的复位引脚（这样MCU复位时屏幕也复位），BLK可以直接接3.3V或悬空（代价是无法控制背光亮度）。

1.2 获取驱动资料

驱动移植离不开厂家提供的原始资料。你可以通过以下链接获取：

• 资料下载链接:https://pan.baidu.com/s/19DxY8JJEzNt4XYF_CwVbDw
• 提取码:8888

下载后，你会找到最重要的几个文件：

1. 数据手册：ZJY096S0800TG01.pdf，里面有详细的电气特性和时序参数。
2. 示例代码：一个完整的工程，里面包含了驱动屏幕的核心文件，主要是lcd.c、lcd.h、lcd_init.c、lcd_init.h。我们的移植工作就是把这些文件“搬”到我们自己的工程里，并做适配。

2. 移植第一步：文件导入与基础适配

拿到厂家例程后，别急着看代码，先把它“放”到我们的工程里。

2.1 导入文件到工程

1. 在你的STM32工程目录下（比如User或Drivers文件夹里），新建一个文件夹，例如叫LCD。
2. 将厂家资料里的【LCD】文件夹下的所有源文件（.c和.h）复制到你刚建的LCD文件夹里。
3. 打开你的IDE（如Keil MDK），在项目管理器中，将lcd.c和lcd_init.c添加到你的工程组（如Application/User）。
4. 在IDE的配置中，添加LCD文件夹的路径到头文件包含路径（Include Paths）里，这样编译器才能找到lcd.h和lcd_init.h。

2.2 修改头文件引用

厂家例程可能使用了它自己定义的系统头文件，我们需要把它改成我们自己工程里用的。通常需要修改两个地方：

1. 打开lcd_init.h文件，找到类似#include “sys.h”的语句，将其改为你自己工程中常用的板级支持包头文件，例如#include “board.h”或#include “main.h”。
2. 同样地，打开lcd.h文件，进行相同的修改。
3. 接着，打开lcd_init.c和lcd.c文件，将里面的#include “delay.h”也替换成#include “board.h”（前提是你的board.h里包含了延时函数声明或直接使用HAL库的HAL_Delay）。

2.3 定义数据类型宏

厂家代码里可能用了u8、u16、u32这样的简写类型。我们需要在lcd_init.h和lcd.h文件的顶部（在所有#include之后，函数声明之前）添加这些宏定义，确保它们指向STM32标准库或HAL库的正确类型。

在lcd_init.h和lcd.h中都添加以下代码：

#ifndef u8 #define u8 uint8_t #endif #ifndef u16 #define u16 uint16_t #endif #ifndef u32 #define u32 uint32_t #endif

做完这些，编译一下工程，解决可能出现的头文件找不到或类型未定义的错误。基础框架就搭好了。

3. 核心移植：引脚与通信方式配置

这是移植最关键的一步，决定了屏幕如何与你的STM32芯片“对话”。你可以选择软件模拟SPI或硬件SPI。软件SPI灵活，不挑引脚；硬件SPI速度快，节省CPU。咱们分别讲。

3.1 方案一：使用软件SPI（模拟SPI）

软件SPI就是用普通的GPIO引脚，通过代码控制电平变化来模拟SPI的时序。优点是任意GPIO都能用，缺点是速度慢，且时序靠软件延时，在高主频下可能不稳定。厂家例程默认就是软件SPI。

步骤1：确定连接引脚首先，根据你的开发板原理图和引脚分配，为屏幕的6个控制引脚（RES, DC, CS, BLK, SCL, SDA）分别选定一个STM32的GPIO。记下它们对应的端口和引脚号，例如：

• RES -> PA3
• DC -> PA2
• CS -> PA4
• BLK -> PA1 (也可接3.3V常亮)
• SCL (SCK) -> PA5
• SDA (MOSI) -> PA7

步骤2：修改引脚定义宏打开lcd_init.h文件，找到LCD端口定义部分。你会看到一系列类似#define LCD_RES_Clr() ...的宏。你需要根据你选择的引脚修改它们。

例如，如果你将RES接在PA3，那么修改如下：

//-----------------LCD端口定义---------------- #define LCD_RES_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3)//RES #define LCD_RES_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3) #define LCD_DC_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2)//DC #define LCD_DC_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2) // ... 其他引脚CS、BLK、SCL、SDA依此类推

步骤3：编写引脚初始化函数在lcd_init.c中找到LCD_GPIO_Init(void)函数，或者根据lcd_init.h里的声明自己实现一个。这个函数负责初始化你选定的GPIO为输出模式。

下面是一个针对PA1, PA2, PA3, PA4, PA5, PA7的初始化示例（使用标准外设库）：

void LCD_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIOA时钟 // 配置所有用到的引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 输出速度50MHz GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化后，将CS、RES等引脚置为默认高电平 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4); }

提示：软件SPI的时序（时钟高低电平、数据建立时间）已经在厂家提供的LCD_Writ_Bus(u8 dat)等函数中用delay_us之类的函数模拟好了，所以我们只需要配好GPIO就行，不用管SPI外设。

3.2 方案二：使用硬件SPI

硬件SPI利用STM32内部的SPI外设控制器来生成精确的时钟和收发数据，速度快，可靠性高，且不占用CPU时间。但引脚是固定的，必须接到具有SPI复用功能的引脚上。

步骤1：确定硬件SPI引脚以STM32F103C8T6（蓝色小板）为例，SPI1的引脚是：

• PA5 -> SPI1_SCK
• PA6 -> SPI1_MISO (屏幕不需要，可忽略)
• PA7 -> SPI1_MOSI

所以，我们必须将屏幕的SCL接PA5，SDA接PA7。其他控制引脚（RES, DC, CS, BLK）仍然是普通GPIO，可以自由分配（例如继续用PA2, PA3, PA4, PA1）。

步骤2：修改引脚定义宏和软件SPI一样，修改lcd_init.h中的宏定义，但注意SCL和SDA的宏在硬件SPI模式下可能不会被直接调用（因为数据发送改用SPI外设了），但为了代码统一，可以保留或注释掉。重点是确保RES、DC、CS、BLK的宏定义正确。

步骤3：编写硬件SPI初始化函数这是与软件SPI最大的不同。我们需要初始化两部分：SPI外设本身，以及作为普通GPIO的控制引脚。

在lcd_init.c中重写LCD_GPIO_Init(void)函数：

void LCD_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure_SPI; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure_CTRL; SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; // 1. 使能时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE); // 2. 初始化SPI引脚 (PA5-SCK, PA7-MOSI) 为复用推挽输出 GPIO_InitStructure_SPI.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure_SPI.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出 GPIO_InitStructure_SPI.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure_SPI); // 3. 初始化控制引脚 (RES, DC, CS, BLK) 为普通推挽输出 GPIO_InitStructure_CTRL.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure_CTRL.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure_CTRL.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure_CTRL); // 默认置高 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4); // 4. 配置SPI1外设参数 SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 全双工 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // 主模式 SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 8位数据 SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; // 时钟极性：空闲时为高 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; // 时钟相位：第二个边沿采样 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 软件控制NSS（片选） SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4; // 波特率预分频，决定SPI速度 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // 高位在前 SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; // CRC值，这里不用可随意设置 SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); // 5. 使能SPI1 SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); }

注意：SPI_CPOL和SPI_CPHA（时钟极性和相位）必须与从设备（ST7735）的要求匹配。通常ST7735的模式是CPOL=1, CPHA=1（即模式3），但具体请以屏幕资料为准。这里例程设置的是High和2Edge，即模式3。

步骤4：修改数据发送函数软件SPI的数据发送是靠模拟时序，硬件SPI则需要调用库函数。找到lcd_init.c文件中的void LCD_Writ_Bus(u8 dat)函数，它是底层字节发送函数，需要重写。

将原来的模拟时序代码替换为使用SPI外设发送的代码：

void LCD_Writ_Bus(u8 dat) { LCD_CS_Clr(); // 拉低片选，开始传输 // 等待发送缓冲区为空（表示可以写入新数据） while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET); // 通过SPI1发送一个字节数据 SPI_I2S_SendData(SPI1, dat); // 等待接收缓冲区非空（表示数据已发送完毕，可以读走以清空标志） while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); // 读取数据，清空RXNE标志 LCD_CS_Set(); // 拉高片选，结束传输 }

这个函数的核心就是调用SPI_I2S_SendData把数据丢给SPI外设，然后等待它发送完成。

4. 上电测试：点亮你的第一块屏

驱动移植好了，最后一步就是写个简单的测试程序，看看屏幕能不能亮起来。

在你的main.c文件中，包含必要的头文件，然后在主循环前初始化屏幕并显示一些内容。

#include "main.h" // 或你的工程主头文件 #include "lcd_init.h" #include "lcd.h" int main(void) { // 系统初始化（时钟、延时等） SystemInit(); delay_init(); // 初始化LCD（里面会调用我们修改好的LCD_GPIO_Init） LCD_Init(); // 清屏为黑色 LCD_Fill(0, 0, LCD_W, LCD_H, BLACK); // 显示一些测试信息 LCD_ShowString(0, 0, (uint8_t *)"Hello STM32!", WHITE, BLACK, 16, 0); LCD_ShowString(0, 20, (uint8_t *)"0.96' IPS Test", BLUE, BLACK, 16, 0); // 画一个矩形框 LCD_DrawRectangle(10, 40, 70, 90, RED); // 填充一个矩形 LCD_Fill(15, 45, 65, 85, GREEN); while (1) { // 可以在这里添加动态刷新内容，比如显示不断变化的数值 // LCD_ShowNum(...); // delay_ms(500); } }

编译、下载到开发板。如果一切顺利，你应该能看到屏幕点亮，并显示“Hello STM32!”和彩色的图形。

常见问题排查：

1. 白屏或花屏：最常见的是RES复位时序不对，或者DC引脚在发送命令/数据时电平设置错误。检查LCD_Init()函数里对RES和DC的操作。
2. 全黑：检查背光BLK引脚是否已接高电平（3.3V）。
3. 编译错误：回头检查头文件包含路径、数据类型宏定义是否正确。
4. 硬件SPI没反应：首先用逻辑分析仪或示波器检查SCK和MOSI引脚是否有波形。如果没有，检查SPI初始化代码，特别是时钟使能、引脚复用模式、以及SPI_Cmd(ENABLE)是否执行。也可以尝试降低SPI波特率（增大SPI_BaudRatePrescaler的值）。

移植过程虽然繁琐，但一步步理清引脚、通信方式和初始化流程后，其实并不难。希望这篇教程能帮你顺利驱动起这块小巧的IPS屏。在实际项目中，你还可以基于lcd.c中的画点、画线、显示字符函数，封装出更丰富的图形界面。