كيفية إتقان دبابيس شاشة TFT LCD لمشاريع Arduino؟

مقدمة في شاشات TFT LCD

أحدثت شاشات الكريستال السائل ذات الترانزستور الرقيق ، والمعروفة باسم شاشات TFT LCD ، ثورة في عالم الواجهات المرئية في الأنظمة المدمجة ومشاريع الإلكترونيات DIY. توفر هذه الشاشات ألوانا نابضة بالحياة ونسب تباين عالية وزوايا مشاهدة ممتازة ، مما يجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات ، من واجهات المستخدم البسيطة إلى شاشات العرض الرسومية المعقدة.

في هذا الدليل الشامل ، سنتعمق في تعقيدات شاشات TFT LCD ، مع التركيز على دبابيسها وواجهاتها وتكاملها مع وحدات التحكم الدقيقة الشائعة مثل Arduino. سواء كنت مبتدئا تتطلع إلى إضافة لمسة من الألوان إلى مشروعك الأول أو صانعا متمرسا يهدف إلى تحسين إعداد العرض الخاص بك ، ستزودك هذه المقالة بالمعرفة والأدوات اللازمة للنجاح.

فهم منافذ TFT LCD

يعد

دبوس شاشة TFT LCD أمرا بالغ الأهمية للاتصال والتواصل المناسبين مع وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك. في حين أن pinouts يمكن أن تختلف اعتمادا على الطراز المحدد والشركة المصنعة ، إلا أن هناك بعض العناصر الشائعة التي ستواجهها:

1. دبابيس الطاقة: VCC (مصدر الطاقة) و GND (الأرض)

2. دبابيس التحكم: CS (تحديد الرقاقة) ، DC (البيانات / الأمر) ، إعادة تعيين

3. دبابيس البيانات: MOSI (Master Out Slave In) ، MISO (Master In Slave Out) ، SCK (الساعة التسلسلية)

4. دبوس التحكم في الإضاءة الخلفية

5. دبابيس شاشة تعمل باللمس (إن أمكن)

يعد فهم هذه الدبابيس ووظائفها أمرا ضروريا للتكامل الناجح. دعنا نقسم بعض تكوينات pinout الأكثر شيوعا التي قد تواجهها.

اتصال شاشة SPI TFT

الواجهة الطرفية التسلسلية (SPI) هي بروتوكول اتصال شائع لشاشات TFT LCD نظرا لبساطتها وسرعتها. يتطلب اتصال SPI النموذجي المسامير التالية:

- MOSI: لإرسال البيانات من المتحكم الدقيق إلى الشاشة

- SCK: إشارة الساعة التي تقوم بمزامنة نقل البيانات

- CS: تحديد الرقاقة ، الذي ينشط الشاشة للاتصال

- DC: البيانات/الأمر، الذي يخبر الشاشة ما إذا كانت البيانات الواردة أمرا أو معلومات عرض

- إعادة تعيين: لإعادة ضبط وحدة التحكم في الشاشة

قد تتضمن بعض شاشات العرض أيضا دبوس MISO للاتصال ثنائي الاتجاه ، على الرغم من أنه لا يتم استخدامه في كثير من الأحيان في الإعدادات الأساسية.

ILI9341 سائق Pinout

ILI9341 هو برنامج تشغيل عرض مستخدم على نطاق واسع لشاشات TFT LCD. عادة ما تتبع شاشات العرض التي تستخدم برنامج التشغيل هذا pinout قياسي:

1. VCC: 3.3 فولت امدادات الطاقة

2. GND: أرضي

3. CS: تحديد الرقاقة

4. إعادة تعيين: إعادة تعيين الإشارة

5. DC: تحديد البيانات / الأمر

6. SDI (MOSI): إدخال البيانات التسلسلية

7. SCK: ساعة تسلسلية

8. الصمام: التحكم في الإضاءة الخلفية

9. SDO (MISO): إخراج البيانات التسلسلية (غالبا ما يكون غير مستخدم)

يعد فهم هذا pinout أمرا بالغ الأهمية عند العمل مع شاشات العرض القائمة على ILI9341 ، لأنه يسمح بالأسلاك المناسبة والاتصال بوحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك.

واجهة TFT LCD Arduino

تحظى لوحات Arduino بشعبية لا تصدق لتشغيل شاشات TFT LCD نظرا لسهولة استخدامها ودعمها الشامل للمكتبة. عند ربط Arduino بشاشة TFT LCD ، ستستخدم عادة إما SPI أو طريقة الاتصال المتوازية.

اتصال SPI مع Arduino

بالنسبة لاتصالات SPI ، ستستخدم دبابيس Arduino التالية:

- MOSI: اتصل بدبوس MOSI الخاص ب Arduino (11 على Uno ، 51 على Mega)

- MISO: اتصل بدبوس MISO الخاص ب Arduino (12 على Uno ، 50 على Mega)

- SCK: اتصل بدبوس SCK الخاص ب Arduino (13 على Uno ، 52 على Mega)

- CS: يمكن توصيله بأي دبوس رقمي

- DC: يمكن توصيله بأي دبوس رقمي

- إعادة تعيين: يمكن توصيله بأي دبوس رقمي أو دبوس إعادة تعيين Arduino

اتصال متوازي مع اردوينو

تستخدم بعض شاشات TFT LCD ، خاصة الأكبر حجما منها ، اتصالا متوازيا لنقل البيانات بشكل أسرع. في هذه الحالة ، ستحتاج إلى توصيل دبابيس بيانات متعددة (عادة 8 أو 16) بدبابيس Arduino الرقمية. هذه الطريقة أكثر شيوعا مع لوحات Arduino Mega نظرا لارتفاع عدد الدبابيس.

وحدات TFT LCD الشهيرة ومواصفاتها

دعنا نستكشف بعض وحدات TFT LCD الشائعة ومواصفاتها الرئيسية:

2.4 بوصة TFT LCD Shield

يعد

درع TFT LCD مقاس 2.4 بوصة خيارا شائعا لمشاريع Arduino. تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:

- الدقة: 320 × 240 بكسل

- عمق اللون: 65 ألف لون

- الواجهة: 8 بت متوازية

- شاشة تعمل باللمس: لمسة مقاومة اختيارية

- السائق: ILI9341

- التوافق: Arduino Uno و Mega2560

هذا الدرع مناسب بشكل خاص حيث يمكن توصيله مباشرة بلوحة Arduino ، مما يبسط عملية الاتصال.

شاشة ST7735 TFT

يعد ST7735 خيارا مدمجا وميسور التكلفة لشاشة TFT. تشمل الخصائص:

- الحجم: عادة 1.8 بوصة

- الدقة: 128 × 160 بكسل

- الواجهة: SPI

- عمق اللون: 262 ألف لون

- استهلاك منخفض للطاقة

حجمها الصغير وواجهة SPI تجعلها مثالية للمشاريع المحمولة أو الأجهزة ذات المساحة المحدودة.

تكوين عرض SSD1963

SSD1963 عبارة عن وحدة تحكم قوية في العرض قادرة على قيادة شاشات TFT LCD أكبر. غالبا ما يتم استخدامه مع شاشات 4.3 بوصة و 5 و 7 بوصات. تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:

- دعم الدقة حتى 864 × 480

- واجهة RGB 24 بت

- ذاكرة وصول عشوائي مدمجة للشاشة

يتضمن

تكوين شاشة مستندة إلى SSD1963 عادة ما يلي:

1. إعداد دبابيس الواجهة المتوازية

2. تهيئة الشاشة بالدقة الصحيحة ومعلمات التوقيت

3. تكوين التحكم في الإضاءة الخلفية

نظرا لتعقيدها ، غالبا ما يتم استخدام SSD1963 مع دروع مخصصة أو لوحات اختراق تبسط عملية الاتصال.

استنتاج

توفر شاشات TFT LCD عالما من الاحتمالات لإضافة واجهات غنية وملونة إلى مشاريع Arduino الخاصة بك. من خلال فهم pinouts وبروتوكولات الاتصال والمكتبات المتاحة ، يمكنك إنشاء تجارب مرئية مذهلة تعزز وظائف وجاذبية إبداعاتك.

تذكر دائما الرجوع إلى الوثائق المحددة للشاشة التي اخترتها ، حيث يمكن أن تختلف الدبابيس والتكوينات بين الطرازات. من خلال الممارسة والتجريب ، ستقوم قريبا بإنشاء واجهات ذات مظهر احترافي تجعل مشاريعك تنبض بالحياة.

الأسئلة المتكررة

Q1: ما الفرق بين SPI والواجهات المتوازية لشاشات TFT LCD؟

A1: يستخدم SPI (الواجهة الطرفية التسلسلية) عددا أقل من المسامير وهو أسهل في الإعداد ، مما يجعله مثاليا للشاشات الصغيرة والمتحكمات الدقيقة ذات المسامير المحدودة. تستخدم الواجهات المتوازية المزيد من المسامير ولكن يمكنها نقل البيانات بشكل أسرع ، مما يجعلها مناسبة للشاشات الأكبر حجما أو التطبيقات التي تتطلب تحديثات سريعة للشاشة.

Q2: هل يمكنني استخدام 5V Arduino مع شاشة LCD TFT 3.3 فولت؟

A2: بينما تعمل العديد من شاشات TFT LCD بجهد 3.3 فولت ، يمكنك استخدامها غالبا مع 5V Arduinos. ومع ذلك ، قد تحتاج إلى استخدام مبدلات المستوى لخطوط البيانات لمنع تلف الشاشة. تحتوي بعض الشاشات على تغيير مستوى مدمج ، لذا تحقق من مواصفات الشاشة.

Q3: كيف أضيف وظيفة اللمس إلى مشروع TFT LCD الخاص بي؟

A3: تأتي العديد من شاشات TFT LCD مزودة بلوحات تعمل باللمس مدمجة ، وعادة ما تكون مقاومة أو سعوية. لإضافة وظيفة اللمس ، ستحتاج إلى توصيل دبابيس لوحة اللمس ب Arduino واستخدام مكتبة لمس متوافقة ، مثل مكتبة Adafruit TouchScreen للوحات اللمس المقاومة.

س 4: ما هي أفضل طريقة لعرض الصور على شاشة TFT LCD؟

A4: لعرض الصور ، يمكنك إما تخزينها في ذاكرة برنامج Arduino (للصور الصغيرة) أو على بطاقة SD (للصور الأكبر). توفر مكتبات مثل Adafruit GFX وظائف لرسم الصور النقطية. للحصول على الأداء الأمثل ، قم بتحويل صورك إلى التنسيق المناسب وعمق الألوان المناسبين الذي تدعمه شاشتك.

س 5: كيف يمكنني تحسين معدل تحديث شاشة TFT LCD الخاصة بي؟

ج 5: لتحسين معدلات التحديث، ضع في اعتبارك ما يلي:

1. استخدم واجهة متوازية بدلا من SPI لشاشات العرض الأكبر.

2. قم بتحسين التعليمات البرمجية الخاصة بك لتقليل عمليات الرسم غير الضرورية.

3. استخدم ميزات تسريع الأجهزة إذا كانت متوفرة في وحدة التحكم في الشاشة.

4. قم بزيادة سرعة ساعة SPI في حالة استخدام واجهة SPI.

5. استخدم متحكم دقيق أسرع إذا كان متحكم الحالي هو عنق الزجاجة.