對于人機界面中的液晶屏的使用大家都不陌生。從簡單的電子表到手機、平板電腦，顯示器、液晶電視都能看到他們的身影。早其我們常用的液晶屏，比如段碼LCD，1602，12232，12864，等非黑即透明.，隨著技術的不斷進步，現在在手機和平板電腦等電子設備上用的主要是TFT液晶屏，本人一直也是對液晶的顯示十分好奇，按捺不住，就淘了幾個小尺寸TFT液晶屏（呵呵，囊中羞澀）搗鼓搗鼓。發現這東西其實還是很好玩的，除了涉及的知識面比較廣，需要閱讀不少手冊及資料外，只要你要一定的單片機開發的基礎，操作起來并不復雜，主要難點還是數據處理和字庫的制作上。下面就說道說道這個TFT液晶。
什么是TFT？
TFT液晶屏也就是thin film transistor 即薄膜晶體管顯示屏，它的每一個像素點都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅動的。
常用TFT模塊尺寸：
對角線的尺寸：1.44、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、4.0、4.3、5.7、8.4、10.4、15、17、19、21英寸等。
本人使用過的，1.44、1.8、2.2
屏幕高寬比：4：3或16：9
分辨率：指水平像素和垂直像素的數量。
點距：相鄰兩個像素之間的距離。
刷新率：每秒更新的畫面數。
接口形式：并行接口和串行接口
顏色的表示：
對于黑白或單色像素的信息可以用1個位來表示和存儲，
對于一個彩色像素的信息可以用1個多位二進制數來表示和存儲。
用來表示彩色像素的二進制數的尾數，稱之為顏色的顏色深度或顏色質量
什么是真彩和偽彩
顏色深度在16為以上的稱為真彩色，顏色深度在16位以下的稱為偽彩色。
比如采用1個16位二進制數來表示一個彩色點：
紅色 綠色 藍色
5位 6位 5位
R4 R3 R2 R1 R0 G5 G4G3 G2 G1G0B4B3B2B1B0
高8位 低8位
這就是所謂的5-6-5格式。
字符或圖像到底是怎樣顯示出來的？
首先可將光看作是一種電磁波，以電場和磁場相互垂直而交互震蕩的方式向前傳播。電場在某個方向上震蕩，震蕩的幅度越大，光所具有的能量越大。某個方向上震蕩的光可以分解成兩個垂直方向上的分量。
偏光片：作用是讓某個方向上震蕩的光通過，而把垂直方向上震蕩的光擋住。
偏光片組：
第一偏光片僅讓在某個方向上震蕩的光通過，而第二偏光片再把所通過的光擋住，即可阻絕光的行進，達到關閉光的效果。
液晶具有雙折射系數的特性，并且在不同的電場下，會有不同的排列方式，因此當光通過液晶時，會受其影響而改變或保持其震蕩的方向，當液晶不改變光的震蕩方向時，光無法通過第二個偏光板而被關閉，而當液晶將光的震蕩方向改變時，光可以在分解成兩個分量，雖然一個分量無法通過第二個偏光片，但是仍還有一個分量可以通過第二個偏光片，而成為打開狀態。英雌，可用施加的電場來改變液晶的排列方式，來實現光的開關的來實現顯示功能。具體液晶是個什么東西，有那些種類，大家想了解就百度吧，這里就不再細談了。
電場是如何改變的？
首先了解一下TFT（thin-film transister ）薄膜電晶體
主要結構是一個非晶矽半導體薄膜，TFT 就有一個門極gate；一個源極source;和一個漏極drain.看看這幾電極的名稱是不是很熟悉，對了場效應管也是這樣命名的，兩者類似，但又有不同之處。但是都可以理解成一個受控的開關。
這些開關以矩陣的方式進行排列。
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彩色的TFT將水平方向的每個像素在次分成3個RGB像素，各個次像素的可以獨立的改變，故也分別對應一個TFT。這樣3個次像素組成一個像素。
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呵呵，看了上面的圖，是不是就想到了單片機矩陣按鍵的動態掃描程序。呵呵不錯，逆向思維，矩陣鍵盤的掃描是讀狀態，這個是寫狀態。具體過程如下。
在水平方向上的同一條掃描線上，所有TFT的門極都連在一起，所以施加的電壓是一樣的，若在某一條掃面線上施加足夠大的正電壓，則這條掃描線上所有的TFT 都會被打開。此時該掃描線上的像素電極，會與垂直方向的資料線（漏極）連接，經由對應的資料線送入相應的視信號，將像素電極充電到適當的電壓。接著施加足夠大的負電壓，關閉TFT，直到下次再重新寫入信號。其間使得電荷保存在液晶電容上；在按照這種方式掃描下一行。再送入下一行的視信號，如此依次將整個畫面的視信號寫入，在重新自第一行開始寫入，（一般重復的頻率為60-70Hz）。
對每個像素中的液晶光閥而言，液晶上所施加的電壓和光的穿透度具有一定的關系，因此，只要依據所要顯示的畫面，控制施加在液晶上的電壓，即可將各個像素設定在適當的光穿透度，配合均勻的背光源就顯示出想要的畫面了。這就是主動式矩陣型液晶的顯示原理。
就幾款液晶屏的參數做一下總結說明
1、1.44寸液晶屏（以下數據來自液晶屏數據手冊）
LCD type : 1.45”active matrix TFT-LCD
Rsolution: 128（W）X128(H) Pixels
Display mode : transmissive type
Display color: 262Kcolor
driverIC: ILI9163C
Luminance: 120cd/m2
Contrast ratio: 400:1
Viewing direction: 6o’clock
Interface : 4 wire SPI interface
Back light: 1 white LED ,18ma ,3,15V
2、引腳說明：
VCC： 電源 +3，3V
GND: 電源地
CS： 片選 （低電平有效）
RST： 復位 （低電平有效）
AO： 寄存器選擇信號（低電平：選擇命令寄存器；高電平：選擇數據寄存器）
SDA： data input in SPI mode 在SPI模式下的數據輸入
SCL： 在SPI模式下的同步時鐘輸入
LED： 背光LED電源，
呵呵，從引腳定義上就可以看出是不是在SPI模式下只需要4條IO口線就可以和MCU構成一個顯示系統了。（其實還用一種模式只要3條IO口線就可以）。
再看1.8寸TFT的相關數據
顯示點陣數： 128W x 160H dots
模塊外形尺寸： 34W x 45.83H x 2.65T mm
可視區域： 28.03W x 35.04H mm
像素尺寸： 0.06W * 3 * 0.18H mm
像素中心距： 0.18W * 0.18H mm
占空比： 1/400
視角： 6點鐘
LCD模式： 260k color
IC： ST7735B
主要引腳定義：同1.44’
再看2.2英寸的屏
Size 2.2inch
Resolution: 240*320
Interface 4-wire SPI
Color depth 262k/65k
Technology a-Si
Pixel pitch(mm): 0.141*0.141
Viewing direction: 6o’clock
LED numbers 4 LEDs
Driver IC ILI9340C
主要引腳定義同1.44’英寸。
從上面不同尺寸液晶屏的引腳的定義看出，1.44英寸和1.8英寸及2.2英寸的TFT液晶屏，在和MCU構成顯示系統時操作方式是一樣的(因為都是4線 SPI)，盡管他們使用的驅動IC型號不同。但是只要你翻看IC的數據手冊就會發現，他們的寄存器的定義基本是一樣的，操作原理相同。
如何構成一個顯示系統：
電源+MCU+TFT液晶屏
呵呵，是不是覺得少了點什么？驅動IC那里去了？
其實驅動IC我們是看不到的，它被集成在了液晶屏中，我們只要知道它的寄存器的定義，利用液晶屏的端口會進行讀寫即可。
電源：3.3V的直流電源，呵呵，這個不用細說，小功率的可以利用ASM1117-3；大功率的可以利用LM2596S-3.3（最高3A的輸出）來構成一個電源。
MCU：主要是3個要求。
工作電壓，3.3V
夠大，
夠快。
夠大才能存的下程序和數據，夠快才會圖像流暢。
本人手頭只有15L2K08S2這個單片機，8K程序存儲區，2K的SRAM,最高時鐘33.1776MHz，最高輸出8MHz的外部時鐘，比起60S2的60KB的FLASH，小了不少，但是對于普通的不太復雜的應用已經足夠了，主要是搞通應用的原理。
液晶屏：
以上列舉的液晶屏都是串口屏，所以屏的引出腳較少，除此之外還有引出管腳較多的并口屏，
當然串口屏的數據是一位一位的送出的，速度相對是比較慢的。
在操作上，串口和并口原理差不多。這里就先介紹串口屏的使用。
好了，你有了上面的3大件下面在準備點輔料。
1、數據線，USB轉串口數據線，用于燒寫MCU
2、字符LCD點陣提取軟件：百度一下吧，zimo221.exe
3、圖片點陣數據提取軟件：同樣百度，Image2Lcd.exe
4、編程軟件：KEIL
5、單片機燒寫軟件：這個不多說了，看你用的芯片而定。
好的，齊活了，準備開工。
用導線將單片機的電源接口和LCD的電源及LED端口同3.3V電源的輸出連接起來。供電的問題解決了。
用導線將自己選擇的單片機的端口和LCD的REST、CS、SCL、AO、SDA 一一對應的連接起來。數據輸出的問題解決。
硬件問題解決，開始代碼的編寫
TFT初始化函數：
也就是對液晶屏進行基本的配置。
這個基本直接套用就行。（除了個別地方需要修改，后面會說）
TFT驅動芯片的手冊還是有必要看看的，最好是看英文原版內容比較詳細。
也沒有必要全部看，但是下面初始化代碼中涉及到的指令及4wireSPI的時序圖，還是很有必要了解的，不然顯示的界面出了問題，就會感覺無從下手解決。
寫數據和寫命令
很明顯要想讓液晶屏顯示字符或圖像，必須要把要顯示的內容轉換成數據寫到液晶屏的控制器，想寫內容數據還要對液晶屏的控制寄存器進行設置，也就是寫命令數據。只有一條SDA串口數據線，怎么區分是內容數據還是命令數據呢，那就要靠 AO（RS）： 寄存器選擇信號（低電平：選擇命令寄存器；高電平：選擇數據寄存器）。
寫命令
void write_command(uchar c)
{
cs=0; //片選有效
rs=0; //選擇命令寄存器
bitdata=c;//送數據
sda=bit7;scl=0;scl=1;
sda=bit6;scl=0;scl=1;
sda=bit5;scl=0;scl=1;
sda=bit4;scl=0;scl=1;
sda=bit3;scl=0;scl=1;
sda=bit2;scl=0;scl=1;
sda=bit1;scl=0;scl=1;
sda=bit0;scl=0;scl=1;
cs=1;//片選無效
}
寫數據
void write_data(uchar d)
{
cs=0;
rs=1;
bitdata=d;
sda=bit7;scl=0;scl=1;
sda=bit6;scl=0;scl=1;
sda=bit5;scl=0;scl=1;
sda=bit4;scl=0;scl=1;
sda=bit3;scl=0;scl=1;
sda=bit2;scl=0;scl=1;
sda=bit1;scl=0;scl=1;
sda=bit0;scl=0;scl=1;
cs=1;
}
初始化
/*****************TFT初始化函數***************/
void lcd_initial()
{
reset=0;
delay(100);
reset=1;
delay(100);
//------------------------------------------------------------------//
//-------------------Software Reset-------------------------------//
write_command(0x2A); //列地址設置
write_data(0x00); //列起始地址低8位
write_data(0x00); //列起始地址高8位
write_data(0x00); //列終止地址高8位
write_data(0x9F); //列終止地址低8位
//上面的列終止地址為什么設置成0x9f，0x9f=十進制的159，1.8寸的屏的分辨率是128*160.
//也就是說有0-159共160列。 下面的同樣的道理，只不過是說明行的起始和終止地址。
write_command(0x2B); //行地址設置
write_data(0x00);
write_data(0x00);
write_data(0x00);
write_data(0x7F);
write_command(0xCB); //功耗控制A
write_data(0x39);
write_data(0x2C);
write_data(0x00);
write_data(0x34);
write_data(0x02);
write_command(0xCF);//功耗控制B
write_data(0x00);
write_data(0XC1);
write_data(0X30);
write_command(0xE8);//驅動時序控制A
write_data(0x85);
write_data(0x00);
write_data(0x78);
write_command(0xEA);//驅動時序控制B
write_data(0x00);
write_data(0x00);
write_command(0xED);//電源序列控制
write_data(0x64);
write_data(0x03);
write_data(0X12);
write_data(0X81);
write_command(0xF7); //泵比控制
write_data(0x20);
write_command(0xC0); //Power control 功耗控制1
write_data(0x23); //VRH[5:0] `
write_command(0xC1); //Power control 功耗控制2
write_data(0x10); //SAP[2:0];BT[3:0]
write_command(0xC5); //VCM control
write_data(0x3e); //對比度調節
write_data(0x28);
write_command(0xC7); //VCM control2
write_data(0x86); //--
write_command(0x36); // Memory Access Control 存儲器訪問控制
write_data(0x68); //C8 //48 68豎屏//28 E8 橫屏
//cc同c8
write_command(0x3A); //像素格式設置
write_data(0x55);
write_command(0xB1);//幀速率控制
write_data(0x00);
write_data(0x18);
write_command(0xB6); // Display Function Control
write_data(0x08);
write_data(0x82);
write_data(0x27);
write_command(0xF2); // 3Gamma Function Disable
write_data(0x00);
write_command(0x26); //Gamma curve selected
write_data(0x01); //共4條曲線供選擇，分別是1248；這里選擇1，
write_command(0xE0); //Set Gamma
write_data(0x0F);
write_data(0x31);
write_data(0x2B);
write_data(0x0C);
write_data(0x0E);
write_data(0x08);
write_data(0x4E);
write_data(0xF1);
write_data(0x37);
write_data(0x07);
write_data(0x10);
write_data(0x03);
write_data(0x0E);
write_data(0x09);
write_data(0x00);
write_command(0XE1); //Set Gamma
write_data(0x00);
write_data(0x0E);
write_data(0x14);
write_data(0x03);
write_data(0x11);
write_data(0x07);
write_data(0x31);
write_data(0xC1);
write_data(0x48);
write_data(0x08);
write_data(0x0F);
write_data(0x0C);
write_data(0x31);
write_data(0x36);
write_data(0x0F);
write_command(0x11); //Exit Sleep
delay(120);
write_command(0x29); //Display on
write_command(0x2c);
}
在寫入數據時要先確定，圖像的起始坐標和終止坐標，可以用如下的代碼實現
static void LCD_SetPos(unsigned int x0,unsigned int x1,unsigned int y0,unsigned int y1)//設置位置
{
write_command(0x2A); //列地址設置
write_data(x0>>8); //列起始地址高8位
write_data(x0); //列起始地址低8位
write_data(x1>>8); //列終止地址高8位
write_data(x1); //列終止地址低8位
write_command(0x2B);//頁地址設置
write_data(y0>>8);
write_data(y0);
write_data(y1>>8);
write_data(y1);
write_command(0x2c);//寫存儲器
}
寫命令時，先將命令的地址寫入，然后在將設定的數據寫入寄存器。如
write_command(0x2A); //列地址設置
write_data(0x00);
write_data(0x00);
write_data(0x00);
write_data(0x9F);
至于這些寫入的數據的意義及數值大小，請查閱液晶屏對應的液晶屏的數據手冊。
了解一下顏色代碼：
幾種常用的顏色的代碼
#define White 0xFFFF //白
#define Black 0x0000 //黑
#define Red 0x001F //紅
#define Blue 0xF800 //藍
#define Magenta 0xF81F //紫
#define Green 0x07E0 //綠
#define Cyan 0x07FF //青
#define Yellow 0xFFE0 //黃
好了說了這么多，一個字暈。好吧，來點實際的簡單的，咱先啥字符也不顯示，
只是讓液晶屏顯示不同的顏色。
刷整個屏幕的顏色
可以用如下代碼實現
/*********顯示色彩******************/
void dsp_single_colour(DH,DL)//前景顏色，背景顏色
{
unsigned int i,j;
for (i=0;i<128;i++)
for (j=0;j<160;j++)
{
write_data(DH>>8);
write_data(DH);
write_data(DL>>8);
write_data(DL);
}
}
延時函數
/******延時函數************************/
void delay(uint time)
{
uint i,j;
for(i=0;i<time;i++)
for(j=0;j<500;j++);
}
好了，將上面的函數組合起來，準備刷屏。
main()
{
lcd_initial();//TFT初始化
while(1)
{
LCD_SetPos(0,159,0,10);//設置位置
dsp_single_colour(Blue,Black); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,10,20);//設置位置
dsp_single_colour(Blue,Blue); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,20,30);//設置位置
dsp_single_colour(Green,White); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,30,40);//設置位置
dsp_single_colour(Green,Green); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,40,50);//設置位置
dsp_single_colour(Yellow,White); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,50,60);//設置位置
dsp_single_colour(Yellow,Yellow); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,60,70);//設置位置
dsp_single_colour(Black,White); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,70,80);//設置位置
dsp_single_colour(Black,Black); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,80,90);//設置位置
dsp_single_colour(Red,White); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,90,100);//設置位置
dsp_single_colour(Red,Red); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,100,110);//設置位置
dsp_single_colour(Magenta ,Black); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,110,120);//設置位置
dsp_single_colour(Magenta ,Magenta ); //
delay(2000) ;
LCD_SetPos(0,159,0,120);//設置位置
dsp_single_colour(White,White ); //只刷到第121行留下了7行
delay(2000) ;
}
}
最終結果，滾動刷屏
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感覺有點不對勁，不錯，最下面故意留了7行沒寫顏色數據。可以看到如果不寫任何數據，屏的狀態就是花屏。
通過上面的說明了解了：
TFT液晶屏的操作原理，就是寫數據和寫命令。
通過對寫數據或寫命令的代碼的分析，可以看到數據是怎樣輸送的。
TFT液晶屏的初始化工作的主要內容。
常用的顏色代碼。
如何讓液晶屏顯示不同的顏色。
最后仔細觀察圖片，可以了解
什么是隔行掃面，前景顏色，背景顏色。
以及，花屏是什么原因造成的。
至于如何顯示字符，漢字，圖片，下回再說。
關于在tft上模擬現實七段數碼管詳見：http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-30555-1.html