ST7789 SPI LCD硬件垂直滚动功能的使用

一、想法萌生

小熊派开发板的 LCD 小屏幕使用是ST7789驱动IC，之前一直有在该块屏幕上实现滚动显示的想法，最初构想在MCU侧创建一个大的队列，将整个屏幕显示内容交由队列管理，然后不停的去整屏刷新以实现屏幕滚动。

理论上这样的实现比较耗资源，耗费CPU资源去操作SPI外设，耗费内存资源去存储显示数据，所以一直没有去做这件事。

今天在查看ST7789数据手册写论文时，偶然发现ST7789手册中：咦？Scroll？滚动？发现新大陆！

根据手册中的8.14章节描述，旋转滚动仅仅是垂直滚动的一种模式，由垂直滚动区域定义指令（0x33H）和垂直滚动起始地址指令（0x77）决定。

原来我一直想做的功能，ST7789竟然硬件支持，研究研究如何实现，开干！

二、实现过程

1. 准备工作

需要了解SPI驱动 ST7789的基本原理，可以参考我的这篇教程：

STM32Cube-17 | 使用硬件SPI驱动TFT-LCD（ST7789）

2. 设置滚动区域

小熊派板载LCD屏幕的大小是240x240，水平和垂直都有240个像素点，但是ST7789驱动IC的显存大小为320x240，垂直有320行像素点，水平有240行像素点，平常我们只是用到了显存的前面一部分。

滚动显示首先需要设置滚动区域，显存垂直的320行像素点被划分为三个部分：TFA为顶部固定显示区域，这部分指定后会固定显示，不会滚动显示；VSA为滚动区域，这部分指定后会滚动显示；BFA为底部固定显示区域，这部分指定后会固定显示，不会滚动显示。

因为整个显存垂直有320行像素点，显然一个字节8位是装不下的，所以「TFA、VSA、BFA三个区域的值设置都是16位，并且三个值加起来要等于320，否则滚动区域定义失败」。

这里我设置整屏都滚动，所以TFA和BFA的值都设置为0，VSA的值设为320。

设置滚动区域的命令为0x33，设置格式如下图：首先发出的是0x33命令，接着发出的分别是TFA高8位、TFA低8位、VSA高8位、VSA低8位、BFA高8位、BFA低8位，根据这个格式，在LCD初始化代码的最后添加设置滚动显示区域的代码：

/**
 * @brief Vertical Scrolling Definition.
 * @param   tfa    top fixed area
 * @param   vsa    scroll area
 * @param   bta    bottom fixed area
 * @return  errcode
 * @retval  0      success
 * @retval  -1     fail 
 */
int LCD_Set_Scroll_Area(uint16_t tfa, uint16_t vsa, uint16_t bta)
{
    uint8_t data;
    
    if (tfa   vsa   bta != 320) {
        return -1;
    }
    
    LCD_Write_Cmd(0x33);
    
    data = tfa >> 8;
    LCD_Write_Data(data);
    data = tfa;
    LCD_Write_Data(data);
    data = vsa >> 8;
    LCD_Write_Data(data);
    data = vsa;
    LCD_Write_Data(data);
    data = bta >> 8;
    LCD_Write_Data(data);
    data = bta;
    LCD_Write_Data(data);
    
    return 0;
}
然后在LCD初始化函数的最后设置滚动区域：

/* Defign Scroll Area */
LCD_Set_Scroll_Area(0, 240, 80);


3. 设置滚动显示起始地址

设置滚动显示起始地址的作用为：设置LCD屏幕从显存的哪行开始显示，示例如下图，图中TFA=BFA=0、VSA=320，「如果将滚动显示起始地址设置为3，则LCD屏幕显示内容将会从第3行显存开始」。

设置滚动显示起始地址的指令为0x37，设置格式如下图：首先发出的是0x37命令，接着发出的分别是VSP高8位、VSP低8位，根据这个格式，在LCD初始化代码的最后添加设置滚动显示起始地址的代码：

/**
 * @brief Set Vertical scroll start address of RAM.
 * @param   vsp    scroll start address of RAM
 * @return  none
 */
void LCD_Set_Scroll_Start_Address(uint16_t vsp)
{
    
    LCD_Write_Cmd(0x37);
    
    LCD_Write_Data(vsp / 256);
    LCD_Write_Data(vsp % 256);
}
使用该函数设置一次后达到了静态滚动显示的效果，但并没有动起来，「所以我们可以不停的去调用，以达到我们想要的效果」。

三、使用示例

1. 添加显示内容

在main函数初始化LCD之后，添加LCD显示内容：

LCD_ShowCharStr(10, 0, "TencentOS tiny 1", BLACK, WHITE, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 24, "TencentOS tiny 2", BLACK, YELLOW, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 48, "TencentOS tiny 3", BLACK, BRRED, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 72, "TencentOS tiny 4", BLACK, PINK, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 96, "TencentOS tiny 5", BLACK, RED, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 120, "TencentOS tiny 6", BLACK, BROWN, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 144, "TencentOS tiny 7", BLACK, GRAY, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 168, "TencentOS tiny 8", BLACK, GBLUE, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 192, "TencentOS tiny 9", BLACK, GREEN, 24);
LCD_ShowCharStr(10, 216, "TencentOS tiny 11", BLACK, BLUE, 24);


2. 滚动显示

在while(1)中循环更改滚动显示起始位置：

while(1) {
    LCD_Set_Scroll_Start_Address(i);
    if ( i > 240){
        i = 0;
    }
    HAL_Delay(5);
}


3. 滚动效果

视频效果可以我的视频号【玩板子的小码农】查看呀~

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