Программинг микроконтроллеров / STM32F1хх — продолжаем лечение от ардуинозависимости при помощи LCD

в 12:36, , рубрики: lcd, stm, stm32, stm32F, дисплей, микроконтроллеры, метки: , , , , , , ,

Добрый день, уважаемыее. В своей прошлой статье я рассмотрел применение замечательных микроконтроллеров STM32F1xx на примере управления сервоприводами. В этой статье мы обратимся к более интересному вопросу – управлению цветным графическим LCD-дисплеем. Помимо стандартной работы с дисплеем я постараюсь осветить вопросы использования особенностей микроконтроллеров STM32F для эффективного решения данного вопроса. Итак, начнем.

Небольшое дополнение к вступлению – эта статья была начата более полугода назад, однако потом мне пришлось прерваться (сначала защита дипломного проекта, потом множество срочных проектов на работе), и время нашлось только сейчас. Поэтому она получилась сейчас, конечно, не совсем такой, какой я ее представлял в начале, часть кода и графического материала бы потеряна – но все-таки, я постарался закончить ее, и надеюсь, что она будет для вас интересна.

Железо

Прежде всего, о железе. Ядром системы, как и в прошлый раз, будет отладочная плата STM32VLDISCOVERY, которую можно приобрести за 300р. Собирать схему будем на макетной плате, чтобы поменьше паять. Однако, в отличие от прошлого раза, пайка нам таки предстоит, причем довольно специфическая – паять придется к гибко-жесткой печатной плате сзади дисплея (попросту говоря, к пленочке с контактами). Но об этом позже. Источник питания на 3.3В есть на отладочной плате, поэтому все что нам потребуется дополнительно – это собственно дисплей и источник питания на 10-20 вольт для его подсветки.
Пришла пора рассмотреть ту часть, ради которой все, собственно, и затевалось – дисплей.
На самом деле, вариантов, доступных разработчику в домашних условиях, довольно много.
На момент написания статьи, самым доступным вариантом я считал дисплеи от мобильных телефонов, так как их относительно легко можно приобрести, многие управляются по SPI и стоят довольно дешево. Собственно, одному из таких дисплеев и посвящена эта статья.
Однако, после того как я провел некоторое время на e-bay, я пришел к выводу, что самый оптимальный вариант, это, все-таки, покупка отдельного дисплея под свои нужды.
Во-первых, можно найти довольно дешевые модели, такие, как, например, вот этот дисплей:
image
1-8-TFT-Color-LCD-Display-Module-SPI-interface

Во-вторых, если заплатить чуть больше, можно получить законченный дисплейный модуль и не тратить время на пайку неудобных разъемов:
image
1-8-TFT-LCD-module-TF-Card-socket-break-out-arduino

В-третьих, некоторые дисплейные модули и вовсе выше всяческих похвал –
image
2-4inch-TFT-LCD-module-touch-panel-SD-card-cage

За 18 баксов мы получаем полностью законченный дисплейный модуль, включающий в себя дисплей 320х240 с контроллером, на который есть полная документация (обратите внимание, на контроллеры дисплея от многих мобильных телефонов документацию найти очень проблематично), резистивный тачскрин с контроллером (то есть он уже подключен, можно сразу запрашивать координаты по SPI), удобный разъем, и – как бонусный довесок – слот под микро-SD.
Также на борту стоит повышающий преобразователь для питания подсветки.
Поэтому в данный момент, я, конечно, считаю дисплеи с е-бей наиболее удобным и правильным вариантом.

Наконец, последний вариант, который мне бы хотелось отметить, это вот такие занятные девайсы:
image
1-5-lcd-rechargeable-digital-usb-photo-frame-keychain
Это чудо китайских технологий представляет собой миниатюрную цифровую фото-рамку. Как выяснилось, несколько зарубежных энтузиастов уже копались в ее недрах, и выяснили, что строятся они на 6502-совместимом микроконтроллере ST2203U, прошивка коего фиксируется при производстве, поэтому нам он не интересен. Зато, менее чем за 200р мы получим 128х128 STN ЖК-дисплей (большинство из них построены на контроллере PCF8833), микросхему флеш-памяти, литий-ионный аккумулятор со схемой контроллера заряда и удобный корпус для своего девайса.

И все же, остановимся пока на первом варианте, то есть — дисплее от мобильного телефона.
Согласно информации, взятой с просторов интернета, из небольших цветных ЖК-дисплеев популярностью пользуются дисплеи от Nokia ХЗ и Siemens S(K)65. По первому дисплею довольно много информации, но сам он уступает дисплеям от сименса в качестве изображения, расширении, а главное – во времени отклика, которое делает его почти непригодным для воспроизведения анимации. А нам с вами не интересно выводить статические картинки, так ведь? Второй дисплей, судя по данным из интернета, предоставляет нам разрешение в 132 х 176 пикселя и время отклика, достаточное, для вывода анимации. Впрочем, возможности сравнить эти два дисплея у меня, к сожалению, не было – т.к. у меня завалялся старый Siemens SK65, выбор был однозначно сделан в пользу него.
Первые грабли подстерегают нас при покупке самого дисплея. Дело в том, что сименс устанавливает в свои S65 дисплеи на контроллерах трех разных производителей, LS020xxx, LPH88xxxx, L2F50xxx.

image

image

image

Про третий я не слышал вообще ничего, на второй есть официальный даташит, но, похоже, этот контроллер намного менее распространен.
А вот первый, LS020xxx — это тот контроллер, который чаще всего стоит в мобильниках, и мой SK65 не оказался исключением.
Казалось бы – все замечательно, но тут кроется один неприятный факт: на контроллер даташита нет. Таким образом, разрабатывать придется без официального документа, в котором бы были описаны команды и регистры. Но не все так плохо – умельцы провели сеанс реверс-инжениринга и определили основы взаимодействия с дисплеем, и информации о нем в интернете очень немало.
Рассмотрим дисплей подробнее.

Дисплей LS020xxx

image

Первое, что бросается в глаза – весьма удобные контактные площадки, подпаяться к которым куда проще, чем к мелким разъемам на большинстве дисплеев. Правда, расположены они на гибко-жесткой печатной плате, которую, при неосторожном обращении, можно поплавить паяльником, так что при пайке ставим температуру паяльника поменьше.
Всего дисплей имеет 10 контактов:

  1. RS – сигнал переключения команда / данные
  2. RESET – сигнал сброса дисплея
  3. CS – сигнал выбора устройства SPI
  4. CLK – тактовый сигнал SPI
  5. DAT – сигнал MOSI SPI
  6. 2.9V и 1.8V – питание дисплея
  7. LED+, LED_GND – питание и земля цепи подсветки
  8. GND – земля дисплея.

На контакты LED+ и LED_GND подается питание подсветки дисплея, которое может составлять от 10 до 20 вольт. Это питание подается на 3 светодиода, ток через который регулируется схематикой контроллера, так что к ним безбоязненно можно подключить одну-две 9В батарейки без токоограничительных резисторов. Я подключил две последовательно включенные, слегка подсевшие, кроны, получив напряжение около 17В.
Контакты 1V8, 2V9 и GND обеспечивают питание схем дисплея. Что интересно, во многих схемах подключения можно увидеть пин 1V8 вообще никуда не подключенным. Во всех остальных схемах пины 1V8 и 2V9 соединены вместе и подключены к источнику 3.3В. Это подключение оказалось вполне работоспособным, поэтому так и поступим.
Пины CS, DAT, CLK являют нам тривиальный SPI интерфейс без ответного провода. Этот факт не может не радовать, т.к. даже на AVRках имеется в наличии аппаратный SPI-контроллер, а STMки и вовсе богаты на периферию подобного рода – в младших моделях этих контроллеров два, в старших – аж 4 штуки, поэтому один из SPI можно выделить всецело для общения с дисплеем.
Пины RS и RESET – два дополнительных управляющих сигнала для дисплея. Первый, находясь в активном уровне (лог 0) индицирует о том, что мы передаем дисплею команды, а в неактивном (лог 1) – данные. RESET, как следует из названия, предназначен для сброса контроллера.
Теперь нам требуется подключить дисплей к нашей отладочной плате при помощи макетки. Для этого мной был выбран шлейф с 10-контактным IDC-разъемом.

Программинг микроконтроллеров / STM32F1хх — продолжаем лечение от ардуинозависимости при помощи LCD

Свой тактический промах я понял когда уже подпаял шлейф – дело в том, что на макетке горизонтальные гнезда соединены между собой, поэтому ряды разъема оказываются закороченными. Как бы то ни было, другого разъема у меня все равно не было, так что пришлось вносить поправки в виде «ножек» из проволоки — т.к. макетка представляет собой три независимые секции, подключив разъем на границе секций удалось избежать замыкания.

Тем, кто будет повторять мои эксперименты все же советую взять однорядный 10-контактный разъем, проблем будет меньше. После того как шлейф обжат, его следует подпаять к контактам дисплея – напоминаю о том, что пленка, на которой расположены контакты, не очень любит длительное воздействие высокой температуры, так что стараемся паять быстро и четко.
После пайки размещаем разъем на макетной плате и начинаем соединять перемычками с контроллером. Пины питания подсветки сразу же отводим куда подальше, втыкаем туда разъем от кроны и забываем о них. У кого есть источник питания на 10-20В – еще лучше, не придется постоянно отключать батарейки в целях экономия энергии.

Далее соединям SPI-интерфейс. Отладочную плату в макетку удалось установить только свесив горизонтальные пины (по уже описанной причине перемыкания), которых, к счастью было немного. Однако среди них оказался интерфейс SPI2, так что в нашем распоряжении остался только первый. Впрочем, нас это не должно сильно расстроить, т.к. больше мы пока и не собираемся ничего к нему подключать. Поэтому соединяем CLK с пином PA7, DAT – с пином PA5. CS будем дергать ручками в соответствии с логикой работы, как и RS с RESETом – поэтому эти три сигнала выводим туда, куда нам удобно. Я выбрал пины PA2, PA3, PA4. В итоге у вас получится что-то вроде этого:

Программинг микроконтроллеров / STM32F1хх — продолжаем лечение от ардуинозависимости при помощи LCD

Кстати, небольшой оффтоп: после того, как я все подключил, я выдал тестовый 10КГц меандр на один из пинов. И вот что показал осциллограф:

image

Канал 2, обозначенный синим цветом, подключен к самому пину. А вот канал 1 (желтый), подключен к соседнему с ним выводу. Видите эти красивые экспоненты с амплитудой почти 100мВ? Все эти перемычки на макетке дают неслабую емкостную связь между пинами. Что характерно, если отладочную плату вытащить из макетки, влияние пракически отсутствует:

image

Поэтому проектируя устройство будьте бдительны: макетка вносит свою специфику, с котрой надо считаться. Высокочастотные схемы собрать на ней практически невозможно.

После подключения дисплея достаем мультиметр и внимательно проверяем сборку, прозванивая все сигналы, чтобы не грешить на прошивку когда у вас отойдет проводок.
Если все соединено правильно, запускаем Кейл и переходим к следующей части.

Код

Как я уже упоминал, я вернулся к написанию статьи спустя много месяцев после, собственно, экспериментов с дисплеем, поэтому часть кода была потеряна. Но я постарался восстановить важные моменты по памяти. Впрочем, взаимодействие с дисплеем весьма тривиально и не должно вызвать затруднения.
Итак, на данный момент у нас должен быть полностью подключенный к макетной плате дисплей и запущенный Кейл с созданным проектом.

Начнем мы с простого вывода на экран картинки. Так как наша задача сейчас – разобраться с дисплеем, то не будем мудрствовать лукаво и прикручивать загрузку с карточек, чтение файловых систем и т.д. – просто разместим картинку в виде сырых 16-битных RGB-значений в о флеш-памяти контроллера. Для этого рекомендую набросать на удобном вам языке программирования программку, которая переведет стандартный bmp-файл в запись вида

const uint16_t Picture[] = {0x0000, 0x0000, …, 0x0000}; 

Так как разрешение нашего дисплея 132 х 176 пикселей, каждый из которых занимает 2 байта, полная картинка будет занимать в памяти 46464 байт, то есть чуть больше 45 Кб.
К счастью, 500 КБ флеша СТМки позволяют нам сохранить картинку в сыром виде, и даже не одну.

Теперь переходим к программированию дисплея. Больше всего это похоже на черную магию, потому что даташита на контроллер у нас нет, зато есть инструкции от тех, кто реверсил, в которых сразу дается «заклинание» в виде последовательности байт, без объяснения, почему она именно такая. Если вас не устраивает такой подход, то наилучшим выходом будет приобрести какой-нибудь из упомянутых мной дисплеев с е-бея, к которым идет полный комплект документации.

Итак, заклинания.
Дисплей инициализируется следующей последовательностью (очень чувствительной к паузам!):

  1. Подаем уровень лог 0 на линию RESET и удерживаем его около 5 мс
  2. Выдаем первое заклинание дисплею, представляющее собой вот такой блок байт:
    	uint16_t Init1[12]={0xFDFD,0xFDFD,0xEF00,0xEE04, 0x1B04,0xFEFE,0xFEFE,0xEF90, 0x4A04,0x7F3F,0xEE04,0x4306}

    Заменив Init1[9]=0x7F3F на 0x7F1F, мы можем инициализировать дисплей в режиме 256 цветов – но т.к. 16-битный цвет все таки поинтереснее, остановимся на исходном варианте.
    После этого блока байт необходимо выждать 7 мс.

  3. Выдаем блок байт
    	uint16_t Init2[20]={0xEF90,0x0983,0x0800,0x0BAF,0x0A00, 0x0500,0x0600,0x0700,0xEF00,0xEE0C, 0xEF90,0x0080,0xEFB0,0x4902,0xEF00, 0x7F01,0xE181,0xE202,0xE276,0xE183} 

    И выжидаем 50 мс

  4. Кастуем последний спелл в виде двух байт
     uint16_t Init3[2]={0x8001}

    и выжидаем 5 мс.

После этого на дисплее должен возникнуть разноцветный мусор, означающий что инициализация прошла успешно.
Итак, попробуем это все реализовать, попутно вспомнив, как работать с периферией в СТМке.
Я решил заодно испробовать бит-бандинг, для чего сразу объявил три указателя:

uint32_t *Reset	= (uint32_t*)0x42210184, 			*CS	= (uint32_t*)0x42210188, 			*RS	= (uint32_t*)0x4221018C; 

Для тех кто не помнит об этой замечательной технике – бит-бандинг это очень полезная фича, представляющая собой мапирование каждого бита ИО-регистров и RAM в дворд где-то в адресном пространстве СТМки. Так как адресное пространство у нас 32-битное, то бишь 4 гигабайта, а реально задействовано намного меньше, разработчики решили потратить несколько метров, на то чтобы связать биты из ИО или RAM (bit-band alias region) с двордами в bit-band region.
Работает это просто – допустим, мы хотим управлять пином CS, который у нас соответствует PA2. Уровнем сигнала на нем управляет бит номер 2 регистра GPIOA->ODR.
Воспользуемся формулой из даташита:

bit_word_addr = bit_band_base + (byte_offset x 32) + (bit_number × 4)

bit_word_addr – это искомый адрес бит-банда, который требуется вычислить.
bit_band_base для нашего процессора, согласно даташиту, объявлен в хедере в виде

#define PERIPH_BB_BASE        ((uint32_t)0x42000000) 

byte_offset – смещение до искомого регистра, в данном случае, до GPIOA->ODR, от начала bit-band alias region.
Так как адрес GPIOA->ODR равен 0x4001080С, а начало периферийного bit-band alias региона объявлено как

#define PERIPH_BASE           ((uint32_t)0x40000000) 

То смещение будет равно 0x4001080С-0x40000000 = 0x1080C
И наконец, номер интересующего нас бита равен 2. Собирая все это вместе получаем
*CS = 0x42000000 + (0x1080C)*32+2*4 = 0x42000000+210180+8=0x42210188

Теперь, записав отличное от нуля значение по этому адресу, мы установим связанный с этой ячейкой памяти бит в 1, записав нулевое – в 0.

Три блока байт у нас уже объявлены, проведем инициализацию периферии:

RCC->APB2ENR	|= RCC_APB2ENR_IOPAEN;	 RCC->APB2ENR	|= RCC_APB2ENR_SPI1EN;	  GPIOA->CRL  |=GPIO_CRL_MODE1; GPIOA->CRL	&=~GPIO_CRL_CNF1;  GPIOA->CRL  |=GPIO_CRL_MODE2; GPIOA->CRL	&=~GPIO_CRL_CNF2;  GPIOA->CRL  |=GPIO_CRL_MODE3; GPIOA->CRL	&=~GPIO_CRL_CNF3;  GPIOA->CRL  |=GPIO_CRL_MODE5; GPIOA->CRL	&=~GPIO_CRL_CNF5; GPIOA->CRL	|=GPIO_CRL_CNF5_1;  *Reset=1; *CS=1; *RS=1;  GPIOA->CRL  |=GPIO_CRL_MODE7; GPIOA->CRL	&=~GPIO_CRL_CNF7_0; GPIOA->CRL	|=GPIO_CRL_CNF7_1; 	 SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_BR_2; SPI1->CR1 |= SPI_CR1_DFF; SPI1->CR1 |= SPI_CR1_MSTR|SPI_CR1_SPE;	 

Тут все просто – Reset, CS, RS ставим на выход под управлением нашей программы,
CLK и MOSI – выход под управлением периферии, то есть, в данном случае, контроллера SPI.
SPI настраиваем на частоту Fclk/8 и посылку данных 16-битными вордами вместо байт.
Также следует описать функции задержки и синхронной посылки по SPI, которые, в силу их тривиальности, приводить тут не буду, за исключением прототипов:

__INLINE void Delay_ms(uint32_t us) __INLINE void SendSPI(uint16_t Data) 

Реализация их предельно проста – задержка реализована обычным циклом, синхронная посылка по SPI – выводом посылаемого байта в регистр данных SPI (SPI1->DR=Data;) и ожиданием в цикле до тех пор, пока не пропадет флаг SPI_SR_BSY из статуса SPI1->SR.

Далее выполняем нашу магическую последовательность:

*Reset=0; *CS=0;  Delay_ms(5); *Reset=1;  Delay_ms(50);  for(i=0;i<12;i++) 	SendSPI(Init1[i]); Delay_ms(7);  for(i=0;i<20;i++)  	SendSPI(Init2[i]);  Delay_ms(50);  for(i=0;i<2;i++)  	SendSPI(Init3[i]);  Delay_ms(5); 

Теперь пришла пора выучить новые заклинания. Итак:
Команда {0xEF90, 0x05OR, 0x06XX, 0x07YY} – вывод графической информации на экран, где байт OR обозначает ориентацию экрана при выводе и может быть равен 0х04 в случае горизонтальной и 0х00 в случае вертикальной – именно в этом направлении будут заполняться пиксели. Байты ХХ и YY обозначают позицию нижнего левого угла прямоугольника. Верхний правый угол всегда будет равен пикселю (175, 131).
После следует подавать байты графической информации в том формате, на который был инициализирован дисплей. В данном случае – 16-битные ворды вида 5-6-5 (R-G-B)

Для вывода информации в ограниченную область, команда используется в несколько модифицированном виде:
{0xEF90, 0x05OR,0x08X1,0x09X2,0x0AY1,0x0BY2}, где X1, Y1 – координаты нижнего левого угла области вывода, X2, Y2 – координаты верхнего правого угла.

Таким образом, заливка всего экрана черным цветом будет выглядеть вот так:

SendSPI(0xEF90); SendSPI(0x0504); SendSPI(0x0600); SendSPI(0x0700); *RS=0; for(i=0;i<132*176;i++) 	SendSPI(0x0000); *RS=1; *CS=1; 

Ну а теперь выведем, наконец, нашу картинку!

SendSPI(0xEF90); SendSPI(0x0504); SendSPI(0x0600); SendSPI(0x0700); *RS=0; for(i=0;i<132*176;i++) 	SendSPI(Picture[i]); *RS=1; *CS=1; 

Если все сделано правильно, то мы должны получить вот такой результат:
Программинг микроконтроллеров / STM32F1хх — продолжаем лечение от ардуинозависимости при помощи LCD
Зеркально отраженный морпех как бы говорит нам: помни о порядке вывода пикселей!

Заканчивать работу с дисплеем рекомендуют не простым отключением питания, а следующей последовательностью команд:

uint16_t Power[26]={0xEF00,0x7E04,0xEFB0,0x5A48,0xEF00,0x7F01,0xEFB0,0x64FF,0x6500,0xEF00,0x7F01,0xE262,0xE202,0xEFB0,0xBC02,0xEF00,0x7F01,0xE200,0x8000,0xE204,0xE200,0xE100,0xEFB0,0xBC00,0xEF00,0x7F01};  *RS=1;  for(i=0;i<26;i++) 	SendSPI(Power[i]);		 *CS=1; 

На этом, в принципе, можно было бы и закончить, но на самом деле, впереди нас ждет самое интересное!

Использование особенностей архитектуры STM32F1xx для оптимизации вывода изображения на экран

Итак, мы вывели на экран картинку из памяти. Это уже неплохое достижение и широкое поле для деятельности, но… То же самое мы могли легко проделать на пресловутой Ардуине. А наша цель – вылечиться от ардуинозависимости и понять, какие задачи лучше решать другими методами. Давайте подумаем: чем нас ограничивает текущая реализация?
Ответ очевиден – если мы захотим выводить анимацию, то большую часть времени мы будем крутиться в цикле вывода графической информации. Так как разрешение экрана 132х176 пикселей, каждый из которых описывается двумя байтами, нам нужно вывести 371 712 бит по шине SPI. Каждый бит выводится с частотой в восемь раз меньше тактовой, то есть нам нужно потратить 2 973 696 тактов на вывод одного кадра. Имея под рукой 75 МГц СТМки это, может быть, и не столь критично – хотя и неприятно, а для 16 МГц АВРки и вовсе беда.
Но к счастью, в архитектуре STM есть блок, который в подобных ситуациях делает нашу жизнь похожей на сказку. Это блок прямого доступа к памяти, то есть DMA.
Он позволяет осуществлять передачу данных без использования ядра контроллера между следующими точками:

  • Память-память
  • Память-периферия
  • Периферия-Память.

Довольно слов, давайте на деле посмотрим, что это нам дает!
Для начала добавим к инициализации периферии необходимый код:

	 DMA1_Channel3->CPAR = (uint32_t)(&SPI1->DR);	 DMA1_Channel3->CNDTR = 1560; DMA1_Channel3->CCR |= DMA_CCR3_PL_0; DMA1_Channel3->CCR |= DMA_CCR3_PSIZE_0; DMA1_Channel3->CCR |= DMA_CCR3_MSIZE_0; DMA1_Channel3->CCR |= DMA_CCR3_DIR; DMA1_Channel3->CCR |= DMA_CCR3_MINC; DMA1_Channel3->CCR |= DMA_CCR3_EN; 

Здесь мы настраиваем адрес, по которому будут записаны данные (он равен адресу регистра данных SPI), устанавливаем количество 16-битных слов для передачи, равное 1560 (мои кадры по размеру составляют 30х52 пикселя), средний приоритет передачи,
размер приемника и источника – в данном случае, и тот и другой – 16 бит, направление передачи (из памяти в периферию), устанавливаем автоинкремент указателя на память, и включаем DMA.
После нам следует подготовить несколько кадров в таком же формате, что и описанный раньше const uint16_t Picture[].
Для этого я подготовил 12 хедеров frame01.h … frame12.h, и объединил данные из них в

const uint16_t* Video[]={frame1,frame2,frame3,frame4,frame5,frame6,frame7,frame8,frame9,frame10,frame11,frame12}; 

Также введем переменную-счетчик кадров

uint8_t FrameCnt=0; 

Осталось совсем немного – в инициализации настраиваем системный таймер на нужную нам частоту смены кадров,

SysTick_Config(SystemCoreClock/50000); 

Осталось описать обработчик прерывания таймера:

void SysTick_Handler() { 	*CS=0; 	FrameCnt++; 	if(FrameCnt>11) 	FrameCnt=0; 	SPI1->CR2 &= ~SPI_CR2_TXDMAEN; 	DMA1_Channel3->CCR &=~DMA_CCR3_EN; 	*RS=1; 	*CS=0;  	SendSPI(0xEF90); 	SendSPI(0x0504); 	SendSPI(0x0A00+70);  	SendSPI(0x0800+50); 	SendSPI(0x0B1D+70);  	SendSPI(0x0933+50);  	*RS=0; 	DMA1_Channel3->CMAR = (uint32_t)Video[FrameCnt]; 	DMA1_Channel3->CNDTR = 1560; 	DMA1_Channel3->CCR |= DMA_CCR3_EN; 	SPI1->CR2 |= SPI_CR2_TXDMAEN; } 

Здесь мы вычисляем номер нашего следующего кадра, после чего отключаем DMA-передачу на время. Это необходимо, чтобы передать дисплею команды на вывод графики.
В данном случае выводятся небольшие картинки, не во весь экран, т.к. попросту не хватает памяти контроллера. Если же прикрутить сюда чтение с какой-нибудь SD-карточки, то вполне можно крутить полноэкранное видео.

После того, как команды переданы, мы настраиваем адрес источника графики – один из фреймов, указатели на который хранятся в Video[], устанавливаем размер передаваемого блока и включаем DMA.

Все! Теперь наша программа тратит на вывод графики не более нескольких десятков тактов каждые 50 мс, те самые, что идут на обработку прерывания по таймеру – после того как прерывание будет обработано, DMA начинает передачу данных в регистр SPI без нашего участия! Таким образом мы можем совершенно спокойно заниматься своими делами в основном цикле, готовить следующий кадр, или обсчитывать какие-нибудь объекты, не заботясь о выводе графики.
Если все сделано правильно, получаем следующее:

Заключение

Чего же мы достигли?
Прежде всего, мы научились работать с такой интересной периферией, как цветной графический дисплей. Это уже само по себе неплохо и может пригодиться в проектах.
Но главное – мы научились использовать блок DMA, который открывает широчайшие возможности, по сравнению с софтварной передачей данных на контроллерах, не имеющих такого блока.

Что касается дисплеев, то я хотел бы добавить следующее: на e-bay я нашел отладочную плату, которую без вопросов назову отличным и необходимым инструментом разработчика на STM32. Продается она тут:Mini-STM32
image

За 45 баксов мы получаем невероятно удобный и мощный инструмент, в который входит микроконтроллер STM32F103VET, с аппаратным USB, контроллером статической памяти, в разы облегчающем работу с дисплеем и аппаратным контроллером SD-карт. Собственно дисплей, с разрешением 320х240 и установленным на нем резистивным тач-скрином, контроллером тач-скрина, буст-конвертером для питания подсветки. Вся необходимая обвязка для USB. RS-232 с конвертером. И батарейка, питающая бек-ап регистры контроллера.
Также, по дополнительному запросу, за 28 долларов в заказ добавят удобный программатор, клон J-LINKа, который, по моим ощущениям, намного стабильнее чем тот, что встроен в отладочную за 300р.

В общем, настоятельно рекомендую всем, кто собирается заниматься STMками приобрести комплект из этой отладочной платы и программатора. Последующие статьи я буду писать уже с использованием Mini-STM32 как основного инструмента.
Так как в данный момент по работе я разбираюсь с весьма занятными радио-модулями, то следующая статья, вероятнее всего будет про них.

Ссылки

Разбираясь с дисплеем, я пользовался следующими материалами:
http://www.juras-projects.org/eng/lcd.php
http://avrhobby.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=71:-rgb-1&catid=42:rgb-&Itemid=71

Автор: Ariman


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js