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从零点亮一块1.8寸TFT屏：ST7735 + MCU的SPI实战全解析

你有没有过这样的经历？手里的STM32或ESP32开发板一切正常，传感器数据也读得出来，可一到驱动那块小小的1.8英寸TFT屏时，屏幕却死活不亮——要么白屏、要么花屏、甚至完全没反应。别急，这几乎是每个嵌入式工程师在初涉图形显示时都会踩的坑。

今天我们就来彻底拆解这个“拦路虎”：如何用MCU通过SPI接口正确驱动ST7735控制器的TFT显示屏。这不是一份照搬手册的参数说明书，而是一份来自真实项目调试经验的实战指南。我们将从硬件连接讲到软件初始化，再到常见问题排查，让你不仅能点亮屏幕，还能真正理解背后的每一个细节。

为什么是ST7735？小屏幕的大智慧

在物联网和便携设备盛行的当下，用户对“看得见”的交互需求越来越高。虽然OLED精致，但受限于尺寸与寿命；大尺寸LCD又太耗资源。而1.8英寸TFT彩屏恰好处于一个黄金平衡点：够小、够便宜、色彩表现还行。

其中，ST7735是这类屏幕中最常见的驱动IC之一。它不是简单的段码驱动器，而是一个集成了GRAM（图形内存）、时序控制器和电源管理的完整显示子系统。你可以把它看作是“微型显卡”，只等MCU发号施令。

它的核心优势很明确：
- 支持16位色（RGB565），能显示6万多种颜色；
- 分辨率128×160，足够展示图标、文字和简单曲线；
- 接口灵活，尤其适合使用4线SPI模式，仅需6个GPIO即可控制；
- 成本极低，在淘宝几块钱就能买到模块化成品。

更重要的是，社区支持丰富。无论是Arduino库还是STM32 HAL适配，都有大量开源代码可供参考。但正因如此，很多人直接复制粘贴初始化代码却不知其所以然，一旦换了个批次的屏幕就出问题。

所以我们必须搞清楚：它是怎么工作的？我们该怎么正确地“唤醒”它？

SPI通信的本质：不只是发数据那么简单

先抛开ST7735本身，我们来看看它依赖的通信协议——SPI。

很多初学者以为SPI就是“主控发数据，外设收数据”。但实际上，对于像ST7735这样的复杂外设，SPI传输的内容是有语义的：命令和数据要区分开。

关键引脚解析

注意：这里多了一个DC引脚，这是ST7735这类显示驱动特有的设计。没有它，你就无法告诉芯片“我现在发的是‘打开显示’这条指令”还是“这是某个像素的颜色值”。

默认工作模式：SPI Mode 0

ST7735默认运行在SPI Mode 0：
-CPOL = 0：空闲时SCLK为低电平；
-CPHA = 0：在上升沿采样数据。

这意味着你在配置MCU的SPI外设时，一定要确保极性和相位匹配。否则即使接了线，也可能收到乱码。

另外，虽然理论上SPI可以高速传输（最高可达15~27MHz），但在实际布线中建议初次调试时先降到2~4MHz，排除信号完整性问题后再提速。

硬件连接：少一根线都不行

下面是一个推荐的标准连接方式（以STM32为例）：

若使用ESP32或Arduino，只需将对应引脚映射修改即可，逻辑不变。

设计要点提醒

1. 去耦电容不能省
   在VCC与GND之间靠近芯片处加一个0.1μF陶瓷电容，防止上电瞬间电压波动导致初始化失败。

2. 背光要限流
   LED引脚不是数字IO！必须串联一个10Ω~100Ω电阻再接到电源或PWM输出端，否则可能烧毁背光LED。

3. RST要不要接？强烈建议接！
   虽然有些模块内部有上电复位电路，但不同MCU启动速度不同，可能导致ST7735未完成自检就被操作。手动控制RST能保证每次复位行为一致。

4. 避免长导线和平行走线
   SPI属于高速信号，尽量缩短连线长度，远离电源线和高频干扰源。

初始化流程：真正的“开机密码”

如果你已经按上述接好线，却发现屏幕依旧无反应——别怀疑人生，大概率是你没把“开机密码”输对。

ST7735不像GPIO那样上电即用，它需要一系列精确的寄存器配置才能进入正常工作状态。这些命令顺序不能乱、延时不能少、参数也不能错。

初始化流程四步走

1. 硬件复位
   - 拉低RST ≥ 10ms
   - 延时50ms等待内部稳压建立
   - 拉高RST

2. 退出睡眠模式（Sleep Out）
   - 发送0x11
   - 延时 ≥ 120ms

3. 配置关键参数
   - 帧率控制（B1/B2/B3）
   - 伽马校正（E0/E1）
   - 接口格式（3A → RGB565）
   - 显示方向（36）

4. 开启显示
   - 发送0x29（Display On）

注意：不同厂商的ST7735模块（如红屏 vs 绿屏）初始化序列略有差异，务必确认你的模块类型！

核心代码实现：封装清晰，调用简单

以下是基于STM32 HAL库的基础驱动函数，结构清晰，便于移植：

// 控制引脚定义（根据实际硬件调整） #define TFT_CS_PORT GPIOA #define TFT_DC_PORT GPIOB #define TFT_RST_PORT GPIOB #define TFT_CS_PIN GPIO_PIN_4 #define TFT_DC_PIN GPIO_PIN_0 #define TFT_RST_PIN GPIO_PIN_1 // 宏简化操作 #define CS_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TFT_CS_PORT, TFT_CS_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define CS_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TFT_CS_PORT, TFT_CS_PIN, GPIO_PIN_SET) #define DC_CMD() HAL_GPIO_WritePin(TFT_DC_PORT, TFT_DC_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define DC_DATA() HAL_GPIO_WritePin(TFT_DC_PORT, TFT_DC_PIN, GPIO_PIN_SET) #define RST_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TFT_RST_PORT, TFT_RST_PIN, GPIO_PIN_RESET) #define RST_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TFT_RST_PORT, TFT_RST_PIN, GPIO_PIN_SET) // SPI发送单字节 void tft_write_byte(uint8_t byte) { HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &byte, 1, 10); } // 发送命令 void tft_send_cmd(uint8_t cmd) { DC_CMD(); CS_LOW(); tft_write_byte(cmd); CS_HIGH(); } // 发送数据 void tft_send_data(uint8_t data) { DC_DATA(); CS_LOW(); tft_write_byte(data); CS_HIGH(); } // 批量发送数据（用于图像/缓冲区） void tft_send_buffer(uint8_t *buffer, uint16_t length) { DC_DATA(); CS_LOW(); HAL_SPI_Transmit(&hspi1, buffer, length, 100); CS_HIGH(); }

有了这些基础函数，就可以编写初始化函数了：

void ST7735_Init(void) { // 硬件复位 RST_HIGH(); delay_ms(10); RST_LOW(); delay_ms(50); RST_HIGH(); delay_ms(150); // 退出睡眠 tft_send_cmd(0x11); delay_ms(120); // 开启反显（可选） tft_send_cmd(0x21); delay_ms(10); // 设置帧率（正常模式） tft_send_cmd(0xB1); tft_send_data(0x05); tft_send_data(0x3C); tft_send_data(0x3C); // 设置伽马曲线（关键！影响色彩表现） tft_send_cmd(0xE0); // 正向伽马 uint8_t pgamma[] = {0x10,0x0E,0x02,0x03,0x0E,0x07,0x02,0x07, 0x0A,0x12,0x27,0x37,0x00,0x0D,0x0E,0x10}; tft_send_buffer(pgamma, 16); tft_send_cmd(0xE1); // 负向伽马 uint8_t ngamma[] = {0x10,0x0E,0x03,0x03,0x0F,0x06,0x02,0x08, 0x0A,0x13,0x26,0x36,0x00,0x0D,0x0E,0x10}; tft_send_buffer(ngamma, 16); // 设置色彩格式为16位RGB565 tft_send_cmd(0x3A); tft_send_data(0x05); // 设置GRAM访问方向（例如旋转90度） tft_send_cmd(0x36); tft_send_data(0xC0); // MY=0, MX=1, MV=1 → 竖屏显示 // 开启显示 tft_send_cmd(0x29); delay_ms(100); }

这段代码最关键的地方在于：
-延时准确：某些命令后必须等待足够时间让芯片响应；
-伽马校正不可跳过：直接影响色彩是否偏红/偏蓝；
-0x36命令决定显示方向：0xC0表示顺时针旋转90°，适配竖屏布局。

实战技巧：如何高效写入画面？

很多人初始化成功后兴奋不已，结果一试画图就卡成幻灯片。原因只有一个：逐像素写入效率太低。

ST7735的GRAM是连续地址空间，我们应该采用“区域刷新”策略。

高效刷新三步法

1. 设置地址窗口
   ```c
   void set_addr_window(uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t x1, uint8_t y1) {
   tft_send_cmd(0x2A); // Column Address Set
   tft_send_data(0x00); tft_send_data(x0 + 2); // XSHL, XSLL
   tft_send_data(0x00); tft_send_data(x1 + 2);

   tft_send_cmd(0x2B); // Row Address Set
   tft_send_data(0x00); tft_send_data(y0 + 1);
   tft_send_data(0x00); tft_send_data(y1 + 1);

   tft_send_cmd(0x2C); // Memory Write
   }
   ```

2. 批量写入颜色数据
   c // 填充一片区域为红色（RGB565: 0xF800） uint8_t red[] = {0xF8, 0x00}; // 每个像素占2字节 set_addr_window(0, 0, 127, 159); for(int i = 0; i < 128*160; i++) { tft_send_buffer(red, 2); }

3. 使用DMA进一步提速（进阶）
   若MCU支持DMA，可将SPI配置为DMA传输模式，解放CPU资源，实现流畅动画。

常见问题与调试秘籍

❌ 白屏？检查这几个点：

• RST是否真的拉低过？
• 是否发送了0x11并等待 ≥120ms？
• CS是否始终为低？（可能是片选拉错）

❌ 花屏/乱码？

• SPI模式是否为Mode 0（CPOL=0, CPHA=0）？
• 尝试降低SCLK频率至2MHz再测试；
• 检查MOSI与SCLK是否接反？

❌ 显示偏色（发红/发绿）？

• 伽马校正参数不对！不同批次屏幕需微调E0/E1数据；
• 检查是否设置了正确的RGB565格式（0x3A, 0x05）。

❌ 刷新慢如蜗牛？

• 避免逐像素写入；
• 使用set_addr_window+ 批量发送；
• 启用SPI DMA传输。

❌ 背光亮但无图像？

• DC引脚接错？导致所有数据被当作命令处理；
• 检查GRAM写入前是否发送了0x2C（Memory Write）。

应用延伸：不止是“点亮”

一旦掌握了基本驱动方法，你可以轻松扩展更多功能：

• 绘制温度曲线：采集DS18B20数据，动态更新折线图；
• 菜单界面：结合按键实现多级UI导航；
• 加载图片：将BMP图像压缩后存入Flash，按需解码显示；
• 搭配触摸屏：接入XPT2046电阻屏，构建完整HMI系统；
• 集成LVGL：在RAM充足的MCU上跑轻量GUI框架，实现现代化交互体验。

写在最后：从“能用”到“好用”

驱动一块TFT屏，看似只是“点亮”，实则是对嵌入式系统能力的一次综合考验：
你要懂硬件设计、会调试通信协议、能分析时序、还要有耐心读数据手册。

但当你第一次看到自己写的代码在小屏幕上绘出一条平滑曲线时，那种成就感是无可替代的。

记住：
-初始化序列是钥匙，必须完整且有序；
-DC引脚是灵魂，区分命令与数据才能精准控制；
-批量传输是性能关键，别再一个像素一个像素地写了。

如果你正在做一个需要本地显示的小项目，ST7735 + SPI 绝对是一个性价比极高的选择。只要掌握方法，它就会成为你手中最趁手的工具之一。

如果你在实现过程中遇到了其他挑战，欢迎在评论区分享讨论。我们一起把这块小屏幕，玩出大花样。