在寒假准备蓝桥杯的过程中，STM32G431顺便做个项目。。。。。。
在STM32G431上使用uC8230液晶控制器显示动态二维码需要以下步骤，分为硬件连接、驱动开发、二维码生成和动态刷新四个主要部分：
一、硬件连接
STM32G431和uC8230之间需要正确的通信接口。通常，这类LCD控制器可能使用SPI或者8080并行接口。查一下uC8230的数据手册，确认接口类型和引脚配置。比如，如果使用SPI，需要连接SCK、MOSI、CS、DC、RST这些引脚，可能还有背光控制。然后确定STM32的GPIO引脚，配置成对应的功能模式，比如SPI的复用功能，或者普通GPIO用于控制信号。
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接口选择：
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确认uC8230支持的通信接口（通常为SPI或8080并行接口）。
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示例SPI连接：
STM32G431 -> uC8230 SPI_SCK -> SCK SPI_MOSI -> SDI GPIO -> CS (片选) GPIO -> DC (数据/命令控制) GPIO -> RST (复位)引脚配置：
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在STM32CubeMX中配置SPI和GPIO引脚，设置SPI模式（CPOL/CPHA）、时钟频率（≤10MHz）.
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二、LCD驱动开发
接下来是软件部分。需要初始化LCD控制器，这包括发送初始化命令序列。可能需要参考uC8230的数据手册，找到正确的初始化命令，比如设置显示方向、像素格式等。然后，需要实现画点函数，这是基础，因为显示二维码本质上是在特定位置绘制黑白点。画点函数需要根据LCD的显存地址或者通过命令写入像素数据。
那就让我们一步一步通过查看uC8230的数据手册规格来写实现：
uC8230 驱动程序（C语言实现）
文件结构
Drivers/
├── LCD/
│ ├── uc8230.h // 头文件（接口声明）
│ └── uc8230.c // 驱动实现 1. 驱动实现 uc8230.c
#include "uc8230.h"
#include <string.h>static SPI_HandleTypeDef *hspi_lcd;
static GPIO_TypeDef *CS_Port, *DC_Port, *RST_Port;
static uint16_t CS_Pin, DC_Pin, RST_Pin;
static uint8_t lcd_rotation = 0; // 屏幕旋转方向// 私有函数声明
static void LCD_Reset(void);
static void LCD_SetWindow(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t x1, uint16_t y1);==============================================
// 底层通信函数
// ==============================================/*** @brief 硬件复位*/
static void LCD_Reset(void) {HAL_GPIO_WritePin(RST_Port, RST_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(100);HAL_GPIO_WritePin(RST_Port, RST_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(100);
}/*** @brief 设置显存窗口*/
static void LCD_SetWindow(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t x1, uint16_t y1) {LCD_WriteCommand(0x2A); // 列地址设置LCD_WriteData(x0 >> 8); LCD_WriteData(x0 & 0xFF);LCD_WriteData(x1 >> 8); LCD_WriteData(x1 & 0xFF);LCD_WriteCommand(0x2B); // 行地址设置LCD_WriteData(y0 >> 8); LCD_WriteData(y0 & 0xFF);LCD_WriteData(y1 >> 8); LCD_WriteData(y1 & 0xFF);LCD_WriteCommand(0x2C); // 写入GRAM
}void LCD_WriteCommand(uint8_t cmd) {HAL_GPIO_WritePin(DC_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 命令模式HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(hspi_lcd, &cmd, 1, 100);HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
}void LCD_WriteData(uint8_t data) {HAL_GPIO_WritePin(DC_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET); // 数据模式HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(hspi_lcd, &data, 1, 100);HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
}void LCD_WriteMultipleData(uint8_t *data, uint32_t len) {HAL_GPIO_WritePin(DC_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(hspi_lcd, data, len, 1000);HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
}// ==============================================
// 公有函数实现
// ==============================================/*** @brief LCD初始化* @param hspi: SPI句柄指针* @param cs_port, cs_pin: 片选引脚* @param dc_port, dc_pin: 数据/命令控制引脚* @param rst_port, rst_pin: 复位引脚*/
void LCD_Init(SPI_HandleTypeDef *hspi, GPIO_TypeDef* cs_port, uint16_t cs_pin,GPIO_TypeDef* dc_port, uint16_t dc_pin, GPIO_TypeDef* rst_port, uint16_t rst_pin) {hspi_lcd = hspi;CS_Port = cs_port; CS_Pin = cs_pin;DC_Port = dc_port; DC_Pin = dc_pin;RST_Port = rst_port; RST_Pin = rst_pin;// 硬件复位LCD_Reset();// 初始化命令序列LCD_WriteCommand(0x11); // Sleep OutHAL_Delay(120);LCD_WriteCommand(0x36); // Memory Access ControlLCD_WriteData(0x48); // RGB顺序设置LCD_WriteCommand(0x3A); // Interface Pixel FormatLCD_WriteData(0x55); // 16bits/pixel (RGB565)LCD_WriteCommand(0xB1); // Frame Rate ControlLCD_WriteData(0x00); LCD_WriteData(0x1B); // 70HzLCD_WriteCommand(0x29); // Display On
}/*** @brief 设置屏幕旋转方向* @param rotation: 0-3*/
void LCD_SetRotation(uint8_t rotation) {lcd_rotation = rotation % 4;LCD_WriteCommand(0x36);switch(lcd_rotation) {case 0:LCD_WriteData(0x48); // 默认方向break;case 1:LCD_WriteData(0x28); // 顺时针90度break;case 2:LCD_WriteData(0x88); // 180度break;case 3:LCD_WriteData(0xE8); // 逆时针90度break;}
}/*** @brief 全屏填充颜色*/
void LCD_FillScreen(uint16_t color) {LCD_FillRect(0, 0, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, color);
}/*** @brief 绘制单个像素*/
void LCD_DrawPixel(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color) {if(x >= LCD_WIDTH || y >= LCD_HEIGHT) return;LCD_SetWindow(x, y, x, y);LCD_WriteMultipleData((uint8_t*)&color, 2);
}/*** @brief 填充矩形区域*/
void LCD_FillRect(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color) {if(x + w > LCD_WIDTH || y + h > LCD_HEIGHT) return;LCD_SetWindow(x, y, x + w - 1, y + h - 1);uint32_t total = w * h;uint8_t colorBuf[2] = {color >> 8, color & 0xFF};// 使用DMA传输优化HAL_GPIO_WritePin(DC_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);for(uint32_t i=0; i<total; i++) {HAL_SPI_Transmit(hspi_lcd, colorBuf, 2, 10);}HAL_GPIO_WritePin(CS_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
2. 头文件 uc8230.h
#ifndef UC8230_H
#define UC8230_H#include "stm32g4xx_hal.h"// 颜色定义 (RGB565格式)
#define LCD_WHITE 0xFFFF
#define LCD_BLACK 0x0000
#define LCD_RED 0xF800
#define LCD_GREEN 0x07E0
#define LCD_BLUE 0x001F// LCD尺寸定义
#define LCD_WIDTH 240
#define LCD_HEIGHT 320// 函数声明
void LCD_Init(SPI_HandleTypeDef *hspi, GPIO_TypeDef* cs_port, uint16_t cs_pin,GPIO_TypeDef* dc_port, uint16_t dc_pin, GPIO_TypeDef* rst_port, uint16_t rst_pin);
void LCD_SetRotation(uint8_t rotation);
void LCD_FillScreen(uint16_t color);
void LCD_DrawPixel(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color);
void LCD_FillRect(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color);
void LCD_WriteString(uint16_t x, uint16_t y, const char* str, uint16_t color, uint16_t bg_color);// 底层通信函数（供内部使用）
void LCD_WriteCommand(uint8_t cmd);
void LCD_WriteData(uint8_t data);
void LCD_WriteMultipleData(uint8_t *data, uint32_t len);#endif三、二维码生成
1、选择二维码库：使用轻量级库 qrcodegen。
// 下载库：https://github.com/nayuki/QR-Code-generator
// 将以下文件添加到工程：
// qrcodegen.c
// qrcodegen.h我做的时候遇到的问题：
1、二维码生成后的显示不正确。
2、性能问题导致刷新不够快。
2. 二维码生成与显示代码
2.1 生成二维码并绘制到LCD
#include "qrcodegen.h"// 定义二维码参数
#define QR_VERSION 10 // 版本号（1~40，版本越高数据容量越大）
#define QR_ECC qrcodegen_Ecc_MEDIUM // 容错级别（LOW/MEDIUM/HIGH）
#define QR_MODULE_SIZE 2 // 每个二维码模块的像素大小（根据LCD分辨率调整）void DisplayQRCode(const char* text, uint16_t offsetX, uint16_t offsetY) {uint8_t qrData[qrcodegen_BUFFER_LEN_MAX];uint8_t tempBuffer[qrcodegen_BUFFER_LEN_MAX];// 生成二维码数据bool success = qrcodegen_encodeText(text, tempBuffer, qrData, QR_ECC,qrcodegen_VERSION_MIN, QR_VERSION,qrcodegen_Mask_AUTO, true);if (success) {int size = qrcodegen_getSize(qrData);// 遍历每个模块并绘制for (int y = 0; y < size; y++) {for (int x = 0; x < size; x++) {if (qrcodegen_getModule(qrData, x, y)) {// 绘制黑色模块（放大QR_MODULE_SIZE倍）LCD_FillRect(offsetX + x * QR_MODULE_SIZE,offsetY + y * QR_MODULE_SIZE,QR_MODULE_SIZE,QR_MODULE_SIZE,COLOR_BLACK);} else {// 绘制白色模块LCD_FillRect(offsetX + x * QR_MODULE_SIZE,offsetY + y * QR_MODULE_SIZE,QR_MODULE_SIZE,QR_MODULE_SIZE,COLOR_WHITE);}}}}
}2.2 优化绘制函数
直接使用FillRect替代单点绘制，减少通信开销，这样大大解决了问题出现：
// 在LCD驱动中实现矩形填充函数
void LCD_FillRect(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color) {LCD_SetWindow(x, y, x + w - 1, y + h - 1);uint32_t total = w * h;LCD_WriteMultipleData((uint8_t*)&color, total * 2); // RGB565需2字节/像素
}// 实现连续数据写入（SPI+DMA优化）
void LCD_WriteMultipleData(uint8_t* data, uint32_t len) {HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, data, len); // 使用DMA传输while (HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY); // 等待传输完成
}3. 动态刷新实现
3.1 定时更新内容
// 在main.c中配置定时器（例如1Hz刷新）
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); // 启动TIM3// 定时器中断回调
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {if (htim->Instance == TIM3) {static uint32_t counter = 0;char dynamicText[32];sprintf(dynamicText, "COUNT:%lu", counter++);DisplayQRCode(dynamicText, 20, 20); // 在(20,20)位置显示}
}3.2 防闪烁优化
使用双缓冲机制：
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在内存中创建两个帧缓冲区
frameBuffer[0]和frameBuffer[1]。 -
在后台生成完整二维码到非当前显示的缓冲区。
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生成完成后，通过DMA快速切换显示。
4. 常见问题解决
4.1 显示模糊或错位
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原因：坐标计算错误或模块大小不匹配。
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解决：
// 检查LCD_SetWindow函数是否按uC8230的地址格式配置 // 确认QR_MODULE_SIZE与LCD分辨率适配（例如320x240屏，版本10的二维码大小约57模块，57*2=114像素）4.2 内存不足
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现象：程序崩溃或二维码生成失败。
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解决：
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减少二维码版本（降低
QR_VERSION）。 -
启用STM32G431的CCM内存（高速RAM）：
// 在链接脚本中分配qrcodegen缓冲区到CCM uint8_t qrData[qrcodegen_BUFFER_LEN_MAX] __attribute__((section(".ccmram")));4.3 刷新速度慢
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优化策略：
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使用硬件SPI+DMA（而非软件SPI）。
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降低颜色深度（如从RGB565改为灰度）。
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5. 完整示例代码结构
工程目录/
├── Drivers/
│ ├── STM32G4xx_HAL_Driver/
│ └── LCD/
│ ├── uC8230.c // LCD驱动
│ └── uC8230.h
├── Middlewares/
│ └── qrcodegen/ // 二维码库
├── Core/
│ ├── Src/
│ │ ├── main.c // 主循环和定时器配置
│ │ └── qr_display.c// 二维码显示逻辑
│ └── Inc/
│ └── qr_display.h
└── STM32G431RETX_FLASH.ld // 链接脚本（扩展CCM内存分配）通过上述步骤，就可以在STM32G431和uC8230液晶屏上高效显示动态二维码。
