STM32基础学习笔记-SPI通讯协议协议&&面试基础题8

第八章、SPI : LCD屏

1、LCD是什么？发光原理？

1.LCD:液晶显示

当有电流的时候，液晶层中的物质会有序排列

没有电流的时候，无序排列，光不可以透过

当像素点只有黑/白色的时候，灰度图（非黑即白）

三原色RGB：红绿蓝

一个像素点内部是由三个灯组成的

16位真彩色 24位真彩色

16位，就是有16个比特位，R占5位，绿色占5位，蓝色占5位；；；24位分别占8位，24位颜色更加丰富

2.lcd的发光原理

上电，液晶层有序

然后16位真彩色

128*128个像素点（横向纵向都是128个像素点）

lcd的本质也是一个外设，要和单片机进行通讯；

在通讯的时候，有

3.两种通讯方式

第一种是和单片机直接相连，没有低于20个引脚（单片机也需要提供20多个引脚与之相连）

引脚分类：控制引脚；数据传输引脚（数据引脚）；接着是地址引脚；还有其他的引脚… 这种通讯方式十分浪费引脚。正常使用第二种通讯方式：

间接相连： lcd控制芯片；；；lcd和控制芯片相连接，控制芯片再和单片机相连接（单片机当主机，控制芯片当从机）----lcd厂商生产lcd的时候，将控制芯片一般都是和lcd一块生产打包组装；迪文屏，喜欢用uart进行通讯；；；；；我们学习SPI通讯；

OLED用I2C进行通讯

2、16位真彩色？24位真彩色？

**16位真彩色：**每个像素使用16位来表示颜色，通常采用5-6-5格式，即5位用于红色，6位用于绿色，5位用于蓝色。这样可以表示的颜色总数为 (2^{16} = 65,536) 种颜色。

**24位真彩色：**每个像素使用24位来表示颜色，通常采用8-8-8格式，即8位用于红色，8位用于绿色，8位用于蓝色。这样可以表示的颜色总数为 (2^{24} = 16,777,216) 种颜色。

3、SPI是什么？电路？什么主从模式？

**主设备：**控制通信的设备，生成时钟信号，发起数据传输。

**从设备：**响应主设备的请求，接收或发送数据。

4、三线制和四线制的区别？

（CC/SS）上面加个横线，横线代表低电平有效）：片选线

SPI是三线制还是四线制？：如果主机从机都有两个通道两重身份，那么就是四线制；；；如果要么是主往从发要么从往主发，就是三线制；；；；

第二种说法就是，四线制有CSS,三线制没有CSS；

四线制（SCLK,MOSI,MISO,CC）

这是全双工，两个引脚起不同的作用，所以是串行（区分串行还是并行，要看多个引脚执行功能的时候，是同步发还是不同步发）

5、通讯原理

6、SPI 的优缺点

优点：

高速传输：SPI支持较高的传输速率，通常比I2C快，适合需要快速数据传输的应用。

全双工通信：SPI可以同时进行数据的发送和接收，提高了通信效率。

简单的硬件连接：SPI只需要少量的引脚（通常是4个），连接简单。

灵活的时钟频率：SPI的时钟频率可以根据需要进行调整，适应不同的应用场景。

多设备支持：可以通过选择不同的片选信号（CS）来连接多个从设备。

缺点：

引脚占用多：每增加一个从设备，需要额外的片选引脚，导致引脚占用增加。

无硬件地址：SPI没有内置的设备地址机制，所有设备都需要通过片选信号来选择，增加了复杂性。

不支持多主机：SPI通常是单主机的协议，多个主机之间的协调需要额外的设计。

无错误检测机制：SPI协议本身不提供错误检测和纠正机制，需在应用层实现。

7、lcd的通讯协议：SPI

**SPI：**看一个通讯协议，主要看：

看硬件的接线通讯分类（全半同步异步串行并行）

接线主要是一主多从：SCLK线(时钟线);主机往从机发的线，从机往主机发送的线；这三根线是一根线分出去的

还有一根线叫做片选线，一个主机，很多个从机，每根片选线都是独立相连的；

从机往主机发送的线： MOSI（主发从收。。tx） MISO（主收从发。。rx）:I是进，M是主，S是从，O是输出（TX和RX是uart中的定义，这儿不能使用，所以用MOSI这两个名字定义）

通信协议：

8、极性和相位（SPI里独有的协议）

1.极性

时钟线处于空闲时的状态：0是低电平；

空闲的时候，如果处于1的话，就是高电平；

2.相位

写入/读取数据的时机（时钟线上/下沿的奇偶沿 0是奇，1是偶）

极性为1，代表高电平的时候没有信号；此时相位=1时，就是在偶数沿（2.4.6.8.10）边沿写入数据

而如果相位是0，那就是在奇数边沿写入数据；；；

3.四种通讯协议

根据极性和相位两两组合就可以得到四种通讯协议；

0/0 0/1 1/0 1/1

00 空闲为低，读写在奇

01 空闲在低，读写在偶

10 空闲为高，读写为奇

11 空闲为高，读写为偶

不需要我们去写，直接通过API调用别人的函数就行

cubemx配置一些引脚，见图

lcd函数：

init初始化函数；；；clear清屏函数

DrawFont GBK16 显示ascll码函数 drawfont 1616显示中文

函数就是初始化先，用lcd-init，然后用一种颜色清屏（清屏函数），设置延时，再用另一种颜色，再设置延时；屏幕换颜色实验操作基本完成。

9、实验

移植步骤

1、写项目框架： printf移植框架

2、移植 lcd 的 .c/.h 到项目中

3、配置 MX 中gpio 重命名（时钟频率不能太高 16M）

4、汉字/ 图片取模工具使用、数组

Lcd_Init();

Lcd_Clear(RED); // 屏幕初始化

Gui_DrawFont_GBK16(10,10,BLUE,BLACK,(uint8_t *)“HELLO”); // 打印ASCLL

char str[40];

sprintf(str,“%d.%d”,10,98);

Gui_DrawFont_GBK16(50,50,BLUE,BLACK,(uint8_t *)str); // 打印拼接字符

extern const char hqyj16[][32];

Gui_DrawFont_1616(0,0,RED,BLACK,hqyj16); // 打印汉字

extern const unsigned char gImage_rr[32768]; // 打印图片

showimage(gImage_rr);

首先把重定向函数复制进来；

#include “stdio.h”

#include “string.h”

__ASM (".global __use_no_semihosting");    

struct FILE {int handle; };

 FILE __stdout;

void _sys_exit(int x) { x = x; }

void _ttywrch(int ch){ ch = ch;}                                                                                  

int fputc(int ch, FILE *f)    

{

   uint8_t temp[1] = {ch};

   HAL_UART_Transmit(&huart1, temp, 1, 2);

   return ch;

}

utc(int ch, FILE *f)

{

   uint8_t temp[1] = {ch};

   HAL_UART_Transmit(&huart1, temp, 1, 2);

   return ch;

}