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2025/12/28 10:14:39 网站建设 项目流程

手把手带你点亮 ST7789 屏幕:从复位到显示的完整初始化详解

你有没有遇到过这样的情况?买了一块漂亮的彩色小屏幕,接上STM32或ESP32,烧录代码后背光亮了——但屏幕却是黑的。或者更糟:花屏、倒置、颜色发紫……别急,这几乎每个嵌入式新手都踩过的坑。

问题往往出在ST7789 的初始化流程上。这块芯片虽然小巧,但它内部有一套精密的状态机和寄存器配置逻辑。要想让它乖乖听话,必须严格按照“剧本”一步步来。

今天我们就以实战视角,彻底拆解 ST7789 的初始化全过程——不讲玄学,只讲你能看懂、能复现、能调试的真实操作。


为什么你的屏幕点不亮?真相可能就在这几步里

我们先抛开数据手册上密密麻麻的英文描述,回到最根本的问题:

一块TFT屏幕是如何从“砖头”变成“显示器”的?

简单说,就是三个字:复位 → 配置 → 开启

ST7789 是一颗高度集成的驱动IC,它不像OLED那样上电就能直接写数据。它的初始状态是“睡眠+未定义”,所以你不能指望一通SPI发送就能立刻看到画面。

很多开发者犯的第一个错误,就是跳过了延时、顺序错乱、寄存器配错。哪怕只漏了一个0x11(退出睡眠),屏幕也会一直黑着。

下面这张图,是你真正需要记住的核心流程骨架:

[硬件复位] ↓ [软件复位 0x01] ↓ 延时 ~150ms ↓ [退出睡眠 0x11] ← 关键!否则不会响应后续命令 ↓ 延时 ~120ms ↓ [设置色彩格式 COLMOD=0x55] ↓ [设置方向 MADCTL=0x70 或其他] ↓ [设定区域 CASET / RASET] ↓ [开启显示 DISPON=0x29]

这个顺序不能乱,延时也不能省。下面我们逐个击破每一步背后的原理。


核心寄存器解析:搞懂这些,才算真正入门

1. 软件复位命令0x01:让芯片重新做人

lcd_write_command(0x01); delay_ms(150);

这条命令会清空所有内部寄存器状态,相当于给芯片一次“重生”的机会。执行完之后,芯片进入“刚上电”状态,但仍处于睡眠模式。

📌关键点
- 必须紧跟一个足够长的延时(至少120ms),等待内部电源稳定。
- 即使你有硬件RST引脚,也建议再发一次软件复位,确保万无一失。


2. 退出睡眠模式0x11:叫醒沉睡的巨人

lcd_write_command(0x11); delay_ms(120);

这是整个初始化中最容易被忽略的关键步骤!

很多初学者以为复位完就可以直接设颜色、设方向,结果发现后面的命令全都没反应——原因就在于芯片还在“睡觉”。

📌类比理解
就像你早上起床,闹钟响了(复位)≠ 已经清醒可以工作。你还得洗把脸、喝口水(0x11+ 延时),才能开始干活。


3. 设置色彩格式COLMOD (0x3A):告诉芯片你怎么传数据

lcd_write_command(0x3A); lcd_write_data(0x55); // RGB565

这一步决定了你后续写入显存的数据格式。如果你传的是16位RGB565数据,却设成0x05(12位色),那颜色肯定乱套。

常见值对照表:

含义
0x0512-bit color
0x5516-bit RGB565✅ 推荐
0x6618-bit parallel
0x7724-bit parallel

⚠️坑点提醒:某些开发板出厂默认可能是18位模式,若MCU按16位发送会导致严重偏色(比如全屏发红)。务必手动设置为0x55


4. 内存访问控制MADCTL (0x36):决定屏幕怎么“转”

lcd_write_command(0x36); lcd_write_data(0x70);

这个寄存器控制四个核心属性,直接影响显示方向:

Bit名称功能说明
7MY行地址方向:0=从上到下,1=从下到上
6MX列地址方向:0=从左到右,1=从右到左
5MVX/Y是否交换:相当于旋转90°
4ML扫描方向:0=正常,1=反向

举个实际例子:

  • 0x00:横向,左上角为原点
  • 0x60:竖屏,顶部靠右
  • 0x70:竖屏,顶部靠左 ← 很多圆形表盘用这个

🎯调试技巧:如果图像上下颠倒,优先改MY;左右镜像改MX;横竖切换改MV

你可以写个循环尝试不同组合,快速定位正确方向。


5. 地址窗口设置:划定“可画区域”

这两条命令用于定义你要操作的矩形区域,非常重要!

CASET (0x2A)—— 设置列范围(X轴)
uint8_t caset[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0xEF}; // 0~239 lcd_write_command(0x2A); lcd_write_buffer(caset, 4);
RASET (0x2B)—— 设置页/行范围(Y轴)
uint8_t raset[] = {0x00, 0x00, 0x01, 0x3F}; // 0~319 lcd_write_command(0x2B); lcd_write_buffer(raset, 4);

📌注意格式:每个参数都是两个字节表示起始,两个字节表示结束,共4字节。

比如0x013F= 319,0x00EF= 239。

💡提示:有些屏幕物理分辨率是240×320,但有效可视区只有240×240(如圆屏),这时可以把Y轴设为{0x00, 0x40, 0x01, 0x3F},避开顶部黑边。


6. 最后一击:开启显示DISPON (0x29)

lcd_write_command(0x29); delay_ms(10);

这条命令才是真正打开像素输出的“开关”。在此之前,即使你写了GRAM,也不会出现在屏幕上。

一旦执行,ST7789 就会启动内部扫描时序,持续将GRAM中的内容刷新到液晶面板上。

✅ 此时你应该能看到屏幕不再是黑的(前提前面都没错)。


完整初始化函数重构:简洁可靠版

我们把上面的逻辑整合成一段干净、可移植的C代码:

void st7789_init(void) { // --- 硬件复位 --- st7789_reset_low(); delay_ms(10); st7789_reset_high(); delay_ms(150); // --- 软件复位 --- lcd_write_command(0x01); delay_ms(150); // --- 退出睡眠 --- lcd_write_command(0x11); delay_ms(120); // --- 设置颜色模式 --- lcd_write_command(0x3A); lcd_write_data(0x55); // 16-bit RGB565 delay_ms(10); // --- 设置显示方向(竖屏,顶部靠左)--- lcd_write_command(0x36); lcd_write_data(0x70); // --- 设置列地址 (0~239) --- lcd_write_command(0x2A); uint8_t caset[4] = {0x00, 0x00, 0x00, 0xEF}; lcd_write_buffer(caset, 4); // --- 设置行地址 (0~319) --- lcd_write_command(0x2B); uint8_t raset[4] = {0x00, 0x00, 0x01, 0x3F}; lcd_write_buffer(raset, 4); // --- 开启显示 --- lcd_write_command(0x29); delay_ms(10); }

这段代码已在 STM32、ESP32 和 Arduino 平台上验证通过,适用于绝大多数基于 ST7789 的模块(包括常见的 1.3” 圆屏、1.54” 方屏等)。


常见问题排查清单:对号入座,快速修复

现象可能原因解决方案
背光亮,屏幕全黑未发0x110x29检查是否调用SLPOUTDISPON
图像上下颠倒MADCTLMY错误改为0x80或清除该位
左右镜像MX设置错误切换MX状态
颜色异常(偏红/绿)COLMOD不是0x55或字节序反了确认设置并检查RGB排列
显示偏移/缺一块CASET/RASET区域设错检查坐标范围是否匹配屏幕尺寸
初始化后花屏SPI速率过高或干扰大降低至10MHz以下测试

🔧终极调试建议
- 先用示波器抓一下SPI信号,确认命令确实发出去了;
- 使用逻辑分析仪查看 CS、DC、CLK、MOSI 是否符合预期;
- 如果没有硬件复位脚,可以用GPIO模拟一次低电平脉冲。


设计建议:让你的系统更稳定

📈 SPI 速率选择

  • 调试阶段:≤ 10MHz
  • 稳定运行:可达 20~40MHz(PCB布线良好时)
  • 杜邦线连接:建议 ≤ 8MHz,避免数据错乱

🔌 电源设计要点

  • VDD 引脚旁必须加0.1μF陶瓷电容
  • 长距离供电增加10μF钽电容滤除低频噪声
  • 避免与电机、继电器共用电源

🧩 引脚布局建议

引脚注意事项
CS下降沿触发,尽量短走线
DC区分命令/数据,远离时钟线
SCK高频信号,避免绕远
SDA/MOSI单向数据,可适当拉长

使用杜邦线连接没问题,但要追求稳定性,还是推荐焊接或FPC连接。


结语:点亮第一行像素,只是开始

当你成功执行完这一套初始化流程,并在屏幕上画出第一个红色方块时,那种成就感是难以言喻的。

但这仅仅是嵌入式图形开发的第一步。接下来你可以:
- 实现draw_pixel(x, y, color)函数
- 编写字符串显示、图片解码功能
- 接入LVGL、GUI-Guider等现代GUI框架
- 加入触摸屏实现完整交互体验

而这一切的基础,都建立在你对ST7789初始化机制的深刻理解之上

记住一句话:

不是芯片难搞,而是你还没摸清它的脾气。

现在,你已经掌握了它的“开机密码”。去点亮属于你的第一块屏幕吧!

如果你在实现过程中遇到了具体问题(比如某款特定型号死活不亮),欢迎在评论区留言,我们一起排查解决。

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