STM32F401でST7789液晶を使う

#はじめに
ST7789を使用した240x240のIPS液晶モジュールが500円程で購入可能です。Arduinoではライブラリが容易されているようですがSTM32にはありません(自分が知らないだけかもですが)。今回STM32F401での駆動が出来ましたので、忘備録として記録しておきます。

#ライブラリ
Floyd-Fish氏のST7789-STM32を使用します。

画像を表示するには16Bit(RGB565)でテキストデータを用意する必要があります。こちらはafiskon氏が公開されているstm32-st7735ライブラリに有るimage-to-mem.pyで作成する事が可能です。使用方法は(自分のメモのためにも)後述します。

#STM32F401の設定
STM32CubeMXで生成しています。
SPI1を使用しPA2-PA4にRST, DC, CS(未使用)を出力として設定しています。

##Pin out

##SPI1
SPIの通信設定はデフォルトですが、動作しない場合はPull-upにしてください。

##clock
最高速となるように設定しました。

#結線
今回使用した液晶にはCSピンがありません。そのため結線は不要ですがライブラリにCS結線のコードがあるためSTMではピンアサインを行なっておきます。
BLKはバックライトのON-OFF制御信号です。OpenでON、GNDでOFFとなるため、結線無しでOKです。画面On-OFFを制御したい場合はピンに接続します。

Pin connection
LCD Pin		STM32 pin			DESC.
GND			GND
VCC			3.3V
SCL			SPI1_SCK(PA5)		**MUST BE SOFT PULL UP
SPA			SPI1_MOSI(PA7)		**MUST BE SOFT PULL UP
RES			ST7789_RST(PA2)		Reset signal
DC			ST7789_DC(PA3)		DATA, command
BLK			No connection		Back light, float:ON, GND:OFF
CS			ST7789_CS(PA4)		CS in N/A. This is for software compatibility.

#コード
STM32CubeMXにてコード生成した後、Srcの下にst7789フォルダを作成し、4つのファイルをインポートします。実際の作業はエクスプローラでフォルダ毎コピーすればインポートされます。
includeパス等必要な部分を環境に合せて修正します。

##サンプル表示
main.cの下記部分を修正してサンプル表示をさせます。

###include
ヘッダーをIncludeします。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "st7789\\st7789.h"
/* USER CODE END Includes */

###サンプルコード
Initializeして、テスト関数を呼びます。

  /* USER CODE BEGIN 2 */

  ST7789_Init();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
	  ST7789_Test();
  }
  /* USER CODE END 3 */

###st7789.h
ご使用のTFTの解像度に対してヘッダーのこのへんを修正します。

#実行
コンパイルして実行します。表示できたら成功です。

#画像データの作成
image-to-mem.pyを使用して、16bitRGBの画像データを用意する方法を記載します。

##pythonソース
前述の通りこちらより入手します。stm32-st7735

##pythonソース修正
オリジナルは128x128のファイル専用になっていますので、画像サイズに合せて変更します。

##pythonで実行
私の環境はWindowsですので、CMDプロンプトで下記を実行します。出力はout.hに出力されます。

>python -m image-to-mem.py Clipboard01.png > out.h

###エラーが発生する場合
下記の用なエラーが発生する場合はPIL(Pillow)という画像ライブラリがインストールされていません。

Traceback (most recent call last):
  File "image-to-mem.py", line 5, in <module>
    from PIL import Image
ImportError: No module named PIL

おまじないコードを実行してから
>python -m pip install --upgrade pip

Pillowをインストールします。
>python -m pip install Pillow

うまく実行できれば変換データがout.hファイルに出力されますので、プロジェクトにインポートしてst7789_DrawImage()で表示します。

	ST7789_DrawImage(0, 0, 240, 240, (uint16_t *)image);

#最後に
IPS液晶はあざかやですね。
あと思った以上に遅いです。