樹莓派（香橙派）通過.NET IoT 操作SPI編寫屏幕驅動順手做個四足機械人（一）

2022 年 11 月 21 日
筆記
.NET

摘要

這片文章主要是記錄自己的整活過程，涉及到的技術包括.NET IoT, .NET Web, .NET MAUI,框架採用的也是最新的.NET 7。

本人是用的樹莓派Zero 2 W（ubuntu-22.04）進行開發測試，但是.NET IoT庫也有社區張高興提交的香橙派GPIO引腳的映射，香橙派型號對應的驅動。主要預算不夠的.NET開發老哥可以嘗試用香橙派改改代碼跑跑看，回頭我再實機測試。

項目開源地址-Verdure.Kame.DotNet

.NET IoT操作SPI編寫屏幕驅動

有圖有真相

關於什麼是SPI大家可以先看完張高興的一篇文章溫習下：

張高興的 .NET IoT 入門指南：（四）使用 SPI 進行通信

在知道什麼是SPI之後，大概應該知道我們要做什麼了，我們買的屏幕通訊協議有很多種，我呢恰好選擇了這個SPI協議的屏幕，廠家的文檔中心，會有詳細介紹。

SPI初始化=>傳輸圖片數據=>屏幕正常顯示

屏幕使用文檔

上圖表示我們需要如何傳輸圖片數據，才能正常使用，下面我引用文檔的介紹。

本款LCD使用的內置控制器為ST7789V3，是一款240 x RGB x 320像素的LCD控制器,而本LCD本身的像素為172(H)RGB x 320(V),同時由於初始化控制可以初始化為橫屏和豎屏兩種，因此LCD的內部RAM並未完全使用。
該LCD支持12位，16位以及18位每像素的輸入顏色格式，即RGB444，RGB565，RGB666三種顏色格式，本例程使用RGB565的顏色格式，這也是常用的RGB格式
LCD使用四線SPI通信接口，這樣可以大大的節省GPIO口，同時通信是速度也會比較快

我買的屏幕分辨率是172 * 320的，支持16位色，一張圖片傳輸的總數據為172 * 320 * 2位元組。

大家可以參考文檔里的python代碼和我的實現進行學習屏幕驅動的簡單編寫，由於我不是專業的嵌入式我就不展開了。

屏幕芯片驅動程序的構造函數

        public ST7789V3(int dataCommandPin,
            SpiDevice sensor,
            int resetPin = -1,
            PwmChannel? pwmBacklight = null,
            PinNumberingScheme pinNumberingScheme = PinNumberingScheme.Logical,
            GpioController? gpioController = null,
            bool shouldDispose = true)
        {
            if (dataCommandPin < 0)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException();
            }
            _dataCommandPin = dataCommandPin;
            _pwmBacklight = pwmBacklight;
            _pwmBacklight?.Start();

            _sensor = sensor ?? throw new ArgumentNullException(nameof(sensor));

            _gpio = gpioController ?? new GpioController(pinNumberingScheme);
            _resetPin = resetPin;
            _shouldDispose = shouldDispose || gpioController is null;
            Initialize();
        }

數據傳輸的代碼如下：

      public void SpiWrite(bool isData, ReadOnlySpan<byte> writeData)
        {
            Console.WriteLine($"writeData length:{writeData.Length}");

            _gpio.Write(_dataCommandPin, isData ? PinValue.High : PinValue.Low);

            if (writeData.Length > 4096)
            {
                for (int i = 0; i < 26; i++)
                {
                    var query = writeData[(i * 4096)..((i * 4096) + 4096)];
                    _sensor.Write(query);
                }

                var dataLcdList1 = writeData[(26 * 4096)..110080];

                _sensor.Write(dataLcdList1);
            }
            else
            {
                _sensor.Write(writeData);
            }
        }

SPI對數據一次傳輸的長度有限制，也就是4096位元組，所以大家要注意手動分段傳輸。

1.47寸顯示屏c#驅動

目前驅動部分測試是OK的，但是由於圖片數據轉換到RGB565的時候會有問題，導致有些彩色不太正常，不過黑白ok，就暫時這樣使用了。