【开源串口屏方案】五步教你设计串口屏，30分钟快速上手 - 知乎

安宇雨 - 随手采集
2023-12-13 17:34:12
随手采集
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前言

本文详细介绍串口屏原理、设计方法、实现步骤,给出完整代码实例,30分钟即可完成串口屏的设计使用。适合初学者快速上手。

一、什么是串口屏？

串口屏是一种能够通过串行接口接收指令，并进行显示控制的液晶显示屏。它的主要优点是操作简单，接口统一，用GUI软件进行界面的快速编写与设计。

二、串口屏原理与组成

串口屏的组成部分:
1.显示屏:这是串口屏的核心部分，可以选择液晶显示屏或其他类型的显示屏.
2.微控制器:这是控制显示屏的关键部分。它可以接收和发送数据，控制显示屏的显示内
容。
3.串口通信接口: 这是微控制器和显示屏之间的通信接口。通常使用UART (通用异步收发器) 接口。
4.电源:为显示屏和微控制器提供电源
5.嵌入式GUI软件: 采用高通GT-HMI，可以作为上位机Designer和下位机Engine的开源设计工具，帮助用户设计和实现自己的界面。

三、硬件制作

在高通GT-HMI官网上获取串口屏原理图，可参考制作自己的串口屏硬件。

四、实现方法

以高通GT-HMI显示模块为例，这是一个做好的串口屏板子，包含开源的软硬件。只需几个步骤就可以实现串口屏的控制。您将需要以下准备：（连接步骤部分可以增加简单的示意图,辅助说明）：
1. 硬件设备：GT-HMI显示模块、一根USB转UART转接线、一台电脑，笔记本和台式机均可。   首先将USB转UART转接线连接到我们的GT-HMI显示模块上，然后将USB转UART转接线与您的电脑连接。
2. 环境依赖：软件环境：KEIL5, 串口调试助手。硬件环境：USB转UART转接线，GTC-480272TFT43XP.
3. 界面设计：在GT-HMI Designer设计面，可以参考GT-HMI视频教程及文档资料。
4. 编写串口通信代码，示例如下：

     1）、串口uart3初始化：
void bsp_uart3_init(void)
{
    UART_InitStructure UART_initStruct;
    PORT_Init(UART3_RX_PORT, UART3_RX_PIN, UART3_RX_SEL, 1); //GPIOM.0配置为UART0输入引脚
    PORT_Init(UART3_TX_PORT, UART3_TX_PIN, UART3_TX_SEL, 0); //GPIOM.1配置为UART0输出引脚
    UART_initStruct.Baudrate = UART3_Baudrate;  //波特率
    UART_initStruct.DataBits = UART_DATA_8BIT;  //8位数据位
    UART_initStruct.Parity = UART_PARITY_NONE;  //无校验位
    UART_initStruct.StopBits = UART_STOP_1BIT;  //1个停止位
    UART_initStruct.RXThreshold = _UART3_RX_BUFFER_SIZE;//设置FIFO个数
UART_initStruct.RXThresholdIEn = 1;//使能接收中断
UART_initStruct.TXThreshold = _UART3_Threshold_Size;//设置FIFO个数
UART_initStruct.TXThresholdIEn = 0;     //失能发送中断
UART_initStruct.TimeoutTime = 10; //10个字符时间内未接收到新的数据则触发超时中断
UART_initStruct.TimeoutIEn = 1;         //使能超时中断
    UART_Init(UART3, &UART_initStruct);
UART3->TOCR &= ~(1 << UART_TOCR_MODE_Pos);  
    UART_Open(UART3);//开启uart3
}
     
2）：串口数据通过中断接收，接收数据的部分
void UART3_Handler(void)
{
    char count = _UART3_Threshold_Size;
    char i=0;
    uint32_t chr ;
    if(UART_INTStat(UART3, UART_IT_RX_THR))//接收中断
    {
        UART_INTClr(UART3, UART_IT_RX_THR);//清除接收中断标志位
        while (count--)//FIFO个数接收数据
        {
if(UART_ReadByte(UART3, &chr) == 0)//接收数据
            {
                if(_uart3_count < _UART3_RX_BUFFER_SIZE)
                {
                    _uart3_rx_buf[_uart3_count] = chr;
                    //接收到的数据存在这个全局变量数组内
                    UART_BUF[_uart3_count] = chr;
                    _uart3_count++;//数组下标自增
                }
            }
        }
}
接收数据并进行相应的数据显示
/***********************
**数据包格式：头(0xAA)+设备启动状态+间隔时间+重复次数+工作温度+等待速度+包长度+校验和
**设备启动状态：0x0、0x1
**间隔时间：1~30
**重复次数：1~10
**工作温度：10~100
**等待速度：0~100
***********************/
void Refresh_New_Page(unsigned char *data)
{
unsigned char verify=0 ,i=0;
for ( i = 0; i < data[6]-1; i++)//计算接收到的数据校验和。
{
verify += data[i];
}
if(data[0] == 0xaa && verify == data[7])//判断帧头(0xAA)和校验和均是和接收数据符合。
{
if(data[1]==1)//设备启动
{
gt_obj_set_state(switch1, 1);
}else if(data[1]==0)
{
gt_obj_set_state(switch1, 0);//设备关闭
}
gt_input_number_set_value(inputNum1, data[2]);//设置间隔时间
gt_input_number_set_value(inputNum2,data[3]);//设置重复次数
gt_input_number_set_value(inputNum3,data[4]);//设置重复次数
gt_slider_set_pos(slider1, data[5]);
gt_disp_load_scr(screen_home);
}
}
   3）. 下载程序，运行示例。
int main(void)
{
SystemInit();//mcu系统初始化
__enable_irq();//使能中断
bsp_uart0_init();//uart0初始化
bsp_uart3_init();//uart3初始化
bsp_sfc_config(1);//存储芯片读取配置
bsp_lcd_rgb_init();//rgb接口屏显配置
systick_init();//systick时钟配置
TP_Init();//时钟I2C初始化
TIMR_Init(TIMR4, TIMR_MODE_TIMER, CyclesPerUs, 1000, 1);//定时器初始化
TIMR_Start(TIMR4);//启动定时器
GT_Font_Init();//字库初始化
gt_init();
gt_ui_init();
while (1) {
gt_task_handler();//gt-hmi engine 任务调度
swm_delay_ms(1);
// WDT_Feed(WDT);
if(uart_status)//uart3串口数据接收完标记
{
uart_status=0;
Refresh_New_Page(UART_BUF); //处理串口数据将串口数据显示到对应的屏上面。

memset(UART_BUF,0,8);
}
#if _RUNNING_PRINT
if (_cnt >= 1000) {
_cnt = 0;
GT_LOGI(GT_LOG_TAG_TEST, "tick: %d s", gt_tick_get() / 1000)
}
#endif
}
}

串口助手发送如下图命令：

程序下载到高通GTC-480272TFT43XP 显示模块效果：

串口屏初始界面：

发送命令之后显示的界面：

发送的数据为AA 01 02 01 38 37 08 25 （发送数据格式：头(0xAA)+设备启动状态+间隔时间+重复次数+工作温度+等待速度+包长度+校验和）其中第二个数据“01”代表设备启动状态，我们可以考到设备启动开关被打开，第三个数据”02”代表间隔时间，我们可以看到间隔时间被设置成2min, 第四个数据工作温度“38”是16进制的，换算成10进制就是56，我们可以看到工作温度被改成56。

测试命令：AA 01 02 08 46 54 08 57

我们再次发送测试命令，可以看到其中重复次数和工作温度都被改变了。

**备注：本文章使用的GT-HMI Designer 上位机示例，使用该示例可生成下位机UI部分的参考代码和文字素材的资源包。
本文章使用的串口示例，使用该串口示例可以直接下载到GTGTC-480272TFT43XP开发板的MCU中，另外将GT-HMI Designer 示例的资源包下载到GTXX开发板的存储芯片当中，实现上述功能。**https://pan.baidu.com/s/1T9Uhu1RQJKiznsw9mTX0eg 提取码：pfur