DIY-给树莓派找的一张小脸儿---闲置手机TFT屏

lucky小黄毛

      昨天逛贴吧,发现了一个用手机TFT屏给树莓派做屏幕的教程，抱着试试看的态度我打开了这个帖子，结果看了一会儿便觉得十分高大上，这帖子简直是DIY领域里的高富帅。。。OK，废话不多说，咱们开始：（这是一个漫长的过程，请自备面包和汽水）
先晒下这位大神的成果图：（大家流个口水先~~~）






    温馨提示：此教程只是提供一个思路，不能保证所有的TFT屏幕都能成功哦。移植过程涉及许多技术问题，比较繁琐复杂，如果怕麻烦建议还是购买现成的VGA/HDMI显示器。但是话又说回来，动手的过程远远比结果更有意义。
各种参数：
    屏幕尺寸：所用屏幕大小为2.2英寸，分辨率176x220，TFT材质，引脚为18根，主控IC是ili9225b。其他TFT液晶屏移植的方法差不多，只不过接线、驱动和参数不同，找到显示屏相关资料，照葫芦画瓢；

     接口： GPIO口，5根信号线，两根电源线。采用SPI串行的方式传递数据，其他屏幕大点的一般采用并行传输，这里，树莓派上占用的端口有：GPIO3.3V、GND、SPI中的SCLK、MOSI、CE0以及GPIO25和GPIO24。串行的接线较少，但是刷新率不高，一般SPI的CLK信号在16MHZ~32MHZ。

准备工作：
     一：找到液晶屏排线引脚的定义。
液晶屏背面或者排线上都有一个型号，把那型号Google一下。很多小厂商生产的可能找不到足够的信息，但是实际上只是把一些常用的型号改一下布局，排线顺序还是一样，如果找不到这个型号的信息，可以找类似常用的比对，如果觉得可以冒这风险那就继续。下面是此教程所用数据：

                                       

有主控IC型号ili9225b，和引脚的定义：
                                       
        二、找到主控的型号，以及数据手册（非必须）
如果足够幸运，第一步就能找到TFT主控IC的型号，如果没有找到的话就麻烦了，据说拆开TFT可以看到主控，愿意冒风险的可以试一试。数据手册将是一个很大的帮助，可以说找到数据手册就一定能做成。下面会给出一个主控支持型号列表，如果你的TFT主控IC在下面的列表的话，没有数据手册也是可以的。如果能找到初始化方式和定位、写入代码，也可以自定义模块。

        三、型号（主控IC或者TFT型号）支持列表：

st7735r, hx8340bn, ili9225, ili9320, ili9325,ili9341, ssd1289, ssd1351,Adafruit1.3,HY28A,HY28B,fb_hx8353d,Freetronics,ITDB02,Watterott MI0283QT-2,WatterottMI0283QT-9A,Nokia 5110/3310,ILSoft OLEDpioled,Sainsmart 1.8,Sainsmart3.2,ssd1331,tinylcd.com,tm022hdh26

如果你的屏幕型号或者主控IC型号不在以上的列表里面，那就需要一些初始化参数和指令代码。

动手：
【硬件】：
step1:拆机：

step2:接线：

这里采用直接接线到排针的办法，排线间距很小，这可是个技术活。建议还是用TFT转接板，转接板是方便接线的，就是把密集的排线转化成杜邦线的那种板子。淘宝上面有卖，方便得多。另外，接线的同时可以把一些相同的引脚连到一起，比如GND和LED阴极、VCC和LED阳极（注意电压）。
【软件】：
    首先，解决驱动！
    大部分都是MTK平台的驱动和一些示例程序，本来以为需要自己写Raspberry的驱动，没想到后来在github上面发现了一个专门针对Raspberry的TFT开源驱动项目，以上的支持列表就是从那里来的，传送门：

https://github.com/notro/fbtft
点击右侧wiki，你就知道怎么做了。感谢notro提供如此好的项目！
安装fbtft：
这里说的都能在https://github.com/notro/fbtft/wiki#step-by-step-using-fbtft找到，英文好的建议直接看那教程。
以下针对实际情况做了调整。
一：安装REPO_URI 支持
sudo wget https://raw.github.com/Hexxeh/rpi-update/master/rpi-update -O /usr/bin/rpi-update && sudo chmod +x/usr/bin/rpi-update
二、启用SPI （采用并行传输的这一步可以省略）
打开/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf，（nano或者vi、vim，su权限），把blacklistspi-bcm2708注释掉或者去掉。就像这样：然后保存

三、下载安装fbtft

原文提供了两种安装方式，一种作为可加载卸载的模块安装，一种编译到了内核，这里建议用可加载卸载的方式安装
sudo REPO_URI=https://github.com/notro/rpi-firmware rpi-update
重启 sudo reboot

连线加载：
一：连线
先提供一张树莓派GPIO图：

（DNC是Donot connect的意思），根据电路图，那些引脚实际并不是空着的，所以还是悬空保险些。
电源连接的时候要一定注意屏幕的电压范围，切勿超压、反向，我的连的都是3.3V。对于串行的SPI，把SPI对应的接口连接好。连接方法如下（标号不一定相同，对应功能连接）：
树莓派 TFT
SCLK---SCK 时钟信号
MOSI---SDA 数据线
CE0 ---CS 片选线
并行的根据对应型号的来，就不赘述了。
    除此之外，TFT还需要一些额外的线，比如RESET（复位）、RS（或DC或A0，寄存器选择线，用来选择数据寄存器还是指令寄存器）等，这些不同的型号接线是不同的，参考对应型号的接线方法。如果不知道怎么接线，这里有一个方法用来显示树莓派对应的GPIO所作的功能。
二、加载
（1）对于很常用的TFT主控IC（st7735r,hx8340bn, ili9225, ili9320, ili9325, ili9341, ssd1289, ssd1351），
先用以下的方法注册：
sudo modprobe fbtft_device name=flexfb 加参数
参数参考 https://github.com/notro/fbtft/wiki/fbtft_device
对于大多数而言参数可以采用默认值，但是建议把speed调低到4000000~8000000，或者更低，这样既能保证显示速度，又不会出现莫名其妙的不正常。
再用以下方法加载：
sudo modprobe flexfb chip=主控IC的型号 加其他参数参考 https://github.com/notro/fbtft/wiki/flexfb
如果你看到TFT显示屏变成黑屏了，那么祝贺你，离成功已经很近了。
（2）对于特定的屏幕（Adafruit 1.3,HY28A,HY28B,fb_hx8353d,Freetronics,ITDB02,Watterott MI0283QT-2,Watterott MI0283QT-9A,Nokia 5110/3310,ILSoft OLEDpioled,Sainsmart 1.8,Sainsmart 3.2,ssd1331,tinylcd.com,tm022hdh26）
sudo modprobe fbtft_device name=屏幕型号
（3）没在支持列表里面，但是知道初始化方法：
sudo modprobe fbtft_device name=flexfb 加参数（参考（1））
sudo modprobe flexfb chip=定位方法相同的芯片 width=宽 height=高 buswidth=数据线位数 regwidth=寄存器位数 init=初始化代码（-1代表命令开始，-2代表延时毫秒数，-3代表末尾），不能用setaddrwin表示定位方法。如果不知如何接线可以先用上一步的方法加载，然后查看日志：dmesg
这时会显示从开机以来的模块日志，如果想要去掉多余的信息可以这样 dmesg|grep "fbtft|flexfb"，如图：

这时，所用到的GPIO就显示出来了：
GPIOS used by 'flexfb':
'reset' = GPIO25
'dc' = GPIO24
这说明GPIO25是复位线，GPIO24是寄存器选择线（Data/Command，也叫RS、A0）
除此之外，注意一下是不是用的SPI0：
如[ 10.476789] fbtft_device: flexfb spi0.0 8000kHz 8 bits mode=0x00
如果显示的是spi0.1，需要把TFT的CS线从CE0改到CE1。
哇哦，做到这里你离成功就更进一步了。因为如果下一步测试通过的话，你就胜利啦！
开始测试：
一、字符测试
       用这个  con2fbmap 1 1
这时没错的话，屏幕上就显示字符界面了。如果屏幕又变白了或者显示一段时间后变白，那么多半是加载模块的时候speed太高了，把调低点吧，就算是500000其实刷新速度也不低了。
二、图形测试
       如果字符测试正常的话，再来测试图形吧
       参考https://github.com/notro/fbtft/wiki/Testing apt-get install libnetpbm10-dev git clone https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/geert/fbtest.git cd fbtest
打开 fb.c 注释或去掉 #include <asm/page.h> make./fbtest --fbdev /dev/fb1
正常的话，你首先会看到黑白的格子，然后是圆形正方形测试，接着是颜色和图形测试，正如一开始展示的图像。
三、窗口测试
       首先打开/usr/share/X11/xorg.conf.d/99-fbturbo.conf 注释或去掉这一句：Option "fbdev" "/dev/fb0"
然后 FRAMEBUFFER=/dev/fb1 startx，一会儿之后你就可以看到桌面了！
开机自动加载：
既然要作为显示器，当然得开机就自动加载了！
参考https://github.com/notro/fbtft/wiki#step-by-step-using-fbtft
一、把加载的命令加到/etc/modules中
例如：

二、修改/boot/cmdline.txt把fbcon=map:10加到末尾，再加以下参数可以修改字符界面字体

MINI4x6, VGA8x8, Acorn8x8, PEARL8x8, ProFont6x11, 7x14, VGA8x16, SUN8x16, 10x18, SUN12x22

例如：

OK，这样重启之后就能自动加载啦！
当然，并不是所有事情进行得都是你想象中的那么顺利，以下就是可能遇到的问题以及解决方案。
大神传授技巧：
1.卸载模块（不是移除，只是关闭而已）
sudo rmmod flexfb
sudo mmod fbtft_device
显示调试信息，加载的时候加debug=1~7的数字，等级越高显示越详细，信息写入到日志中，用dmesg查看！或者也可用
echo "5" >/sys/class/graphics/fb1/debug
2.接好线加载模块屏幕完全没反应
可以肯定的是，初始化失败的。一般来说接线正确，加载模块正确屏幕就有反应。
3.加载模块后花屏
##########程序有BUG#########
首先第一反应是屏幕初始化了，但是没有更新屏幕数据（后来证明想法是正确的）
至于为什么没能更新屏幕数据，有以下几个可能
（1）framebuffer映射错误
（2）SPI没有发送数据
（3）接线问题
（4）液晶屏坏了
（5）程序本来就都是显示花屏的
对于（1），从接受调用到映射到SPI都是正常的，硬是没看出端倪来。
对于（2），怀疑是不是硬件坏了，所以在arduino上写了个小程序，连接树莓派的SPI，用来接收树莓派发送的SPI数据，并把数据通过串口发给电脑，这样就能测试SPI了。
向树莓派spi写入数据的方法可以这样echo "Hello World">/dev/spidev0.0，结果电脑成功接收，说明SPI是没问题的。
对于（3），觉得不太可能，因为液晶屏初始化的时候SPI和RST、RS都需要用到，而且不仅要写指令寄存器，而且要写数据寄存器，接线肯定是没问题的。
对于（4），也不太可能，能够显示随机的颜色，说明显示是没问题的。
对于（5），显然不太可能，不然这个BUG应该早就被修复了。
到这里，用逐个引脚测试的方法，判断是哪一个信号的问题。
首先先用arduino写个屏幕测试程序，供给arduino3.3V，屏幕显示正常，说明arduino所有信号正常。
接下来就是移花接木大法了！树莓派加载好模块，打开测试程序，把arduino和树莓派的刷新速率调到一致（大概一致就行）当液晶屏正常显示的时候，可以先移除掉arduino的MOSI数据线和SCLK时钟信号线，为什么能移除，直觉吧，把它们换到树莓派的对应端口上（注意共地），这时奇迹出现了，屏幕竟然有了反应了，只是显示的是斜的，这时可以断定树莓派的MOSI和SCLK信号没问题。
至于RESET信号线可以判断是没问题的，CS信号也应该不会有问题（因为可以正确初始化），但还是测试一下，用树莓派的RESET、CS线替换arduino的线，这时，可以看到正常一些的画面了，只是颜色不对，时钟不同步可以理解。最后的疑点就落到RS上面了，替换掉，果然画面立即停止了。
分析一下，一般液晶屏在初始化的时候要频繁用到RS进行寄存器的切换，而对GRAM写入的时候，并不需要访问指令寄存器，只要初始化最后在指令寄存器写入写GRAM的功能好就行，所以写屏的时候RS应该保持高电平不变，我写的arduino程序也正是这么做的。而用树莓派RS替换arduino的RS时候，屏幕停止工作说明树莓派RS在此期间发生了变化。用LED测试一下，看不出效果。这时又没示波器，真是欲哭无泪了。好吧，arduino也有16M的频率，用它看能不能检测到RS变化信号吧！写了个程序一检测，出乎意料！RS信号果然发生了变化，而且时间非常短！这时思路清晰了，难怪我初始化最后修改指令寄存器到指定功能号还是不行，原来是指令寄存器又被改了！
这下好办了，慢慢读程序吧，framebuffer映射过程都在fbtft-core.c中，从fbtft_mkdirty函数开始，没修改RS，fbtft_deferred_io也没修改，fbtft_update_display中看出了端倪！其中调用了set_addr_win函数（用来定位的函数），这个肯定是要修改指令寄存器的，但是可惜第一次忽略了，因为程序是这样写的：
if (par->fbtftops.set_addr_win)...set_addr_win(...)；
翻到flexfb.c文件
set_addr_win的定义中又有这句
switch (setaddrwin) {
case 0:
/* use default */
break;
case 1:
par->fbtftops.set_addr_win = flexfb_set_addr_win_1;
break;
case 2:
par->fbtftops.set_addr_win = flexfb_set_addr_win_2;
break;
case 3:
par->fbtftops.set_addr_win = set_addr_win_3;
break;
default:
dev_err(dev, "argument 'setaddrwin': unknown value %d.\n", setaddrwin);
return -EINVAL;
}
在此次试验中，作者没有指定setaddrwin，索性就跳过了！
然后又是各种毫无头绪的查错，最后查来查去硬是没找到原因，只好又查到了了set_addr_win，好吧，虽然我没指定setaddrwin，要是setaddrwin没初始化呢？所以又查setaddrwin的来龙去脉，最后定位到了这里（flexfb.c）
} else if (!strcmp(chip, "ili9225")) {
if (!width)
width = 176;
if (!height)
height = 220;
setaddrwin = 0;
regwidth = 16;
if (init_num == 0) {
initp = ili9225_init;
initp_num = ARRAY_SIZE(ili9225_init);
}
咋看也没错啊，setaddrwin = 0;不就跳过了？
等等，看看par->fbtftops.set_addr_win是怎么初始化的(fbtft-core.c)
/* default fbtft operations */
par->fbtftops.write = fbtft_write_spi;
par->fbtftops.read = fbtft_read_spi;
par->fbtftops.write_vmem = fbtft_write_vmem16_bus8;
par->fbtftops.write_register = fbtft_write_reg8_bus8;
par->fbtftops.set_addr_win = fbtft_set_addr_win;
看到了没，原以为fbtftops.set_addr_win初始是NULL，所以就直接跳过，没想到它竟然是初始化为fbtft_set_addr_win函数，好吧，找到fbtft_set_addr_win函数的定义一看，吓了一跳，果然是这东西作祟！
void fbtft_set_addr_win(struct fbtft_par *par, int xs, int ys, int xe, int ye)
{
fbtft_par_dbg(DEBUG_SET_ADDR_WIN, par,
"%s(xs=%d, ys=%d, xe=%d, ye=%d)\n", __func__, xs, ys, xe, ye);
/* Column address set */
write_reg(par, 0x2A,
(xs >> 8) & 0xFF, xs & 0xFF, (xe >> 8) & 0xFF, xe & 0xFF);
/* Row adress set */
write_reg(par, 0x2B,
(ys >> 8) & 0xFF, ys & 0xFF, (ye >> 8) & 0xFF, ye & 0xFF);
/* Memory write */
write_reg(par, 0x2C);
}
可恶的是，不仅修改了指令寄存器，而且把功能号写成常数0x2C！哎哟，这个屏幕写GRAM的功能号可是0x22（数据手册上有详细资料），修改程序再编译太麻烦了，先看看其他几个case对应的函数，其中case 1:的flexfb_set_addr_win_1是这样的：
/* ili9320, ili9325 */
static void flexfb_set_addr_win_1(struct fbtft_par *par, int xs, int ys, int xe, int ye)
{
fbtft_par_dbg(DEBUG_SET_ADDR_WIN, par, "%s(xs=%d, ys=%d, xe=%d, ye=%d)\n", __func__, xs, ys, xe, ye);
switch (par->info->var.rotate) {
/* R20h = Horizontal GRAM Start Address */
/* R21h = Vertical GRAM Start Address */
case 0:
write_reg(par, 0x0020, xs);
write_reg(par, 0x0021, ys);
break;
case 180:
write_reg(par, 0x0020, width - 1 - xs);
write_reg(par, 0x0021, height - 1 - ys);
break;
case 270:
write_reg(par, 0x0020, width - 1 - ys);
write_reg(par, 0x0021, xs);
break;
case 90:
write_reg(par, 0x0020, ys);
write_reg(par, 0x0021, height - 1 - xs);
break;
}
write_reg(par, 0x0022); /* Write Data to GRAM */
}
天啊！这正是ili9225的定位方法，看，最后还贴心地把寄存器修改到了0x22，我瞬间明白了，只需要在加载flexfb的时候把setadderwin改成1就行，一试，不行，看程序：
} else if (!strcmp(chip, "ili9225")) {
if (!width)
width = 176;
if (!height)
height = 220;
setaddrwin = 0;
regwidth = 16;
if (init_num == 0) {
initp = ili9225_init;
initp_num = ARRAY_SIZE(ili9225_init);
}
setaddrwin 就是一个摆设好吧，真不知道为什么没像width一样加个if。
真想大白。虽然setaddrwin 是个摆设，但是还是有其他方法的，最简单的就是用setaddrwin =1的chip来初始化，只不过加载的时候需要写初始化代码和大小信息，这个简单，果然，这样一弄成功显示了。真是汗颜了，setaddrwin = 1;写成setaddrwin = 0;，差之毫厘，谬以千里呀！
注：笔记本屏幕转接难度很大，时钟频率应该比较高，可能要考虑信号干扰的问题，最好找现有的转接板。
本文整理自 树莓派吧《移植手机TFT液晶屏到树莓派当显示器》。

sky-Hawk where

好贴，有机会试试！

sky-Hawk where

Great！！！！

sky-Hawk where

这英语水平~~~

好蓝一片天

弄下来就不止面包汽水这么简单了~~~待我去试试

sky-Hawk where

同为新人~~~刚入门树莓派就看到这样的帖子，楼主大赞，继续努力，多整点

outstanding1573

这个真的不错哦

liunian__92

有点厉害。。。

树莓派创客社区

非常非常好，支持原创

摇摆ZJ

前提还要弄清楚屏的针脚定义啊。每个屏不一样吧？？