用STM32F103驱动1.44寸TFT彩屏（ST7735S）显示自定义图片，手把手教你搞定Img2Lcd取模

STM32F103驱动1.44寸TFT彩屏全流程实战：从图片取模到动态显示

第一次在嵌入式设备上看到自己的图片显示出来，那种成就感就像小时候拼好了一艘乐高战舰。本文将带你完整实现从零开始驱动ST7735S屏幕的全过程，重点解决三个核心痛点：SPI通信配置的常见坑点、图片取模的参数玄学、以及显示优化的小技巧。

1. 硬件连接与SPI配置

1.1 硬件清单与引脚映射

需要准备的硬件组件：

• STM32F103C8T6最小系统板（蓝色药丸版）
• 1.44寸TFT屏（ST7735S驱动，128x128分辨率）
• 面包板与杜邦线若干
• USB转TTL模块（用于串口调试）

关键引脚连接对照表：

注意：部分屏幕的BLK引脚需要上拉电阻，若发现背光不亮，可尝试接10K电阻到3.3V

1.2 SPI模式配置要点

在STM32CubeMX中配置SPI2时，需要特别注意以下参数：

/* SPI2 parameter configuration */ hspi2.Instance = SPI2; hspi2.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER; hspi2.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; hspi2.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; hspi2.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; // CPOL=0 hspi2.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; // CPHA=0 hspi2.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; hspi2.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_4; // 18MHz @72MHz主频 hspi2.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; hspi2.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; hspi2.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;

常见问题排查：

• 若屏幕出现花屏：检查SPI时钟相位(CPHA)设置，ST7735S通常需要CPHA=0
• 若通信完全失败：用逻辑分析仪捕捉SCL/SDA波形，确认时序符合规格书要求
• 若显示颜色异常：检查数据格式是否为RGB565（16位色）

2. 屏幕初始化与基础驱动

2.1 初始化序列优化

ST7735S的初始化命令序列较长，但实际项目中只需关注几个关键配置：

void ST7735_Init(void) { // 硬件复位 HAL_GPIO_WritePin(RES_GPIO_Port, RES_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(120); HAL_GPIO_WritePin(RES_GPIO_Port, RES_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(50); // 关键初始化命令 ST7735_WriteCommand(0x11); // Sleep exit HAL_Delay(120); ST7735_WriteCommand(0xB1); // FRMCTR1 ST7735_WriteData(0x01); ST7735_WriteData(0x2C); ST7735_WriteData(0x2D); ST7735_WriteCommand(0x36); // MADCTL ST7735_WriteData(0xC8); // RGB顺序+行地址顺序 ST7735_WriteCommand(0x3A); // COLMOD ST7735_WriteData(0x05); // 16位像素格式 ST7735_WriteCommand(0x29); // Display on }

2.2 显存操作技巧

实现高效屏幕刷新的三个关键函数：

1. 设置显示窗口函数：

void ST7735_SetWindow(uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t x1, uint8_t y1) { ST7735_WriteCommand(0x2A); // 列地址设置 ST7735_WriteData(0x00); ST7735_WriteData(x0 + 2); // 偏移补偿 ST7735_WriteData(0x00); ST7735_WriteData(x1 + 2); ST7735_WriteCommand(0x2B); // 行地址设置 ST7735_WriteData(0x00); ST7735_WriteData(y0 + 3); ST7735_WriteData(0x00); ST7735_WriteData(y1 + 3); ST7735_WriteCommand(0x2C); // 内存写入 }

2. 像素填充优化方案：

void ST7735_FillRect(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color) { uint8_t buff[64]; // 发送缓冲区 uint16_t cnt = w * h; // 预填充缓冲区 for(uint8_t i=0; i<32; i++) { buff[2*i] = color >> 8; buff[2*i+1] = color & 0xFF; } ST7735_SetWindow(x, y, x+w-1, y+h-1); HAL_GPIO_WritePin(DC_GPIO_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET); while(cnt >= 32) { HAL_SPI_Transmit(&hspi2, buff, 64, 10); cnt -= 32; } if(cnt > 0) { HAL_SPI_Transmit(&hspi2, buff, cnt*2, 10); } HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET); }

3. 双缓冲技术实现：

uint16_t frameBuffer[128][128]; // 第二帧缓冲区 void ST7735_Refresh(void) { ST7735_SetWindow(0, 0, 127, 127); HAL_GPIO_WritePin(DC_GPIO_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET); for(int y=0; y<128; y++) { HAL_SPI_Transmit(&hspi2, (uint8_t*)frameBuffer[y], 256, 100); } HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET); }

3. 图片取模实战指南

3.1 Img2Lcd配置详解

使用Img2Lcd V2.9进行图片转换时，必须注意以下参数组合：

关键配置项：

• 输出数据类型：C语言数组(*.c)
• 扫描模式：水平扫描
• 输出灰度：16位真彩色
• 最大宽度和高度：128x128
• 包含图像头数据：取消勾选
• 字节排列方式：小端模式

实测发现：当图片尺寸小于128x128时，勾选"图像缩放"会导致颜色失真，建议提前用Photoshop调整尺寸

3.2 取模参数对照实验

我们测试了不同参数组合下的显示效果：

3.3 自定义调色板技巧

对于公司LOGO等简单图形，可以手动定义调色板减少存储空间：

// 16色调色板 const uint16_t palette[16] = { 0x0000, // 黑色 0xFFFF, // 白色 0xF800, // 红色 0x07E0, // 绿色 ... // 其他颜色 }; // 4位索引图像数据 const uint8_t logo[] = { 0x01,0x01,0x01,0x02,0x02, 0x01,0x00,0x00,0x02,0x02, ... // 其他图像数据 }; void Draw_PaletteImage(uint8_t x, uint8_t y) { for(int i=0; i<sizeof(logo); i++) { uint16_t color = palette[logo[i] & 0x0F]; frameBuffer[y + i/128][x + i%128] = color; } }

4. 高级显示技巧与优化

4.1 动态刷新优化

通过DMA+SPI实现无阻塞刷新：

// 在CubeMX中启用SPI TX DMA通道 void ST7735_DMA_Refresh(uint16_t* buf, uint32_t len) { ST7735_SetWindow(0, 0, 127, 127); HAL_GPIO_WritePin(DC_GPIO_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi2, (uint8_t*)buf, len*2); // 在传输完成中断中拉高CS }

4.2 伪动画实现方案

在没有硬件加速的情况下，可以通过以下方式实现流畅动画：

1. 使用脏矩形技术局部刷新
2. 预先计算帧间差异区域
3. 采用RLE压缩传输动画帧

示例代码：

typedef struct { uint8_t x, y, w, h; uint8_t* compressedData; } DiffArea; void Update_Animation(DiffArea* diff) { ST7735_SetWindow(diff->x, diff->y, diff->x+diff->w-1, diff->y+diff->h-1); // 解压并发送差异数据 RLE_Decode(diff->compressedData, frameBuffer); }

4.3 性能实测数据

不同刷新方式的性能对比：

最后分享一个实际项目中的教训：当屏幕出现随机噪点时，检查电源滤波电容是否足够（建议在VCC和GND之间并联10μF+0.1μF电容）。曾经因为这个问题调试了整整两天，最终发现是电源干扰导致的显示异常。