STM32驱动ST7789V显示屏：从零开始的实战指南
你有没有遇到过这样的场景？手头有一块小小的彩色TFT屏，想用STM32点亮它，却发现网上资料零碎、初始化代码莫名其妙、屏幕就是不亮——黑屏、花屏、闪屏轮番上演。
别急，今天我们不讲套话，不堆术语，就来手把手带你把一块基于ST7789V的1.3英寸TFT屏真正点亮。无论你是学生、电子爱好者，还是嵌入式工程师，只要你用的是STM32 + ST7789V组合，这篇文章都能让你少走一周弯路。
为什么是 ST7789V？
市面上常见的TFT驱动IC不少，比如 ILI9341、SSD1351、GC9A01……那为啥选ST7789V？
因为它够“新”，也够“省”。
- 支持240×320 分辨率，色彩为65K色（RGB565），画面细腻；
- 常见于1.14”、1.3”、1.54” 圆形或矩形小屏，适合穿戴设备和紧凑型产品；
- 内置升压电路，仅需3.3V供电即可驱动LCD偏压，外围元件极少；
- 支持SPI接口，四线制就能搞定，比并行总线省IO；
- 刷新速度快，静态功耗低，特别适合电池供电项目。
更重要的是，它的寄存器结构清晰，初始化流程标准化，非常适合拿来练手嵌入式图形编程。
硬件怎么接？一张图说清所有连线
我们先解决最实际的问题：STM32 和 ST7789V 模块之间到底怎么连？
大多数ST7789V模块都是以FPC或者排针形式存在，引出以下关键信号：
| 屏幕引脚 | 功能说明 | 推荐连接到 STM32 |
|---|---|---|
| VCC | 电源（3.3V） | MCU 3.3V 输出 |
| GND | 地 | 共地 |
| SCL / SCK | SPI时钟 | PA5 (SPI1_SCK) |
| SDA / MOSI | 主发从收数据 | PA7 (SPI1_MOSI) |
| RES / RST | 复位控制 | PB1（任意GPIO） |
| DC / A0 | 数据/命令选择 | PB0（任意GPIO） |
| CS | 片选 | PA4（可与SPI共用） |
| BLK / LED | 背光控制 | PA6（PWM调光更好） |
✅ 提示：如果你使用的是STM32F103C8T6（蓝 pill 板），以上引脚均可用。若使用CubeMX配置，请确保启用SPI1，并设置为Mode 0 (CPOL=0, CPHA=0)。
不需要MISO？对！因为这块屏只“听”不“说”，所以三线SPI完全够用。
SPI通信的核心逻辑：谁在说话？命令还是数据？
这是很多初学者卡住的第一个坑：为什么发了命令屏幕没反应？
关键在于DC 引脚的控制。
- 当DC = 0：你正在发送一条“命令”，比如“我要开始画图了”（
0x2C）； - 当DC = 1：你正在发送“数据”，比如具体的颜色值（
0xF800红色）；
STM32不能靠SPI自动识别这个状态，必须由软件控制一个GPIO来切换。
举个例子：
// 发送命令 HAL_GPIO_WritePin(DC_GPIO_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &cmd, 1, HAL_MAX_DELAY); // 发送数据 HAL_GPIO_WritePin(DC_GPIO_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &data, 1, HAL_MAX_DELAY);这就像打电话时要说“喂”确认对方在线，再开始讲正事。漏掉这一步，屏幕根本不知道你在干嘛。
初始化序列：别照抄，要理解！
网上随便一搜，到处都是“ST7789初始化代码”，但很多人直接复制粘贴，结果屏幕不亮也不排查。
其实每款模组可能略有差异，尤其是伽马校正和电压设置部分。我们必须明白每一行在做什么。
下面这段是我经过多次调试验证后的标准初始化流程，适用于主流240x320 ST7789V模组：
void ST7789_Init(void) { // === 硬件复位 === HAL_GPIO_WritePin(RST_GPIO_Port, RST_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(10); HAL_GPIO_WritePin(RST_GPIO_Port, RST_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(120); // 必须等待足够时间让内部电路稳定 // === 设置存储访问方向 === ST7789_Write_Cmd(0x36); ST7789_Write_Data(0x00); // 正常显示，RGB顺序 // === 设置颜色格式为16位 === ST7789_Write_Cmd(0x3A); ST7789_Write_Data(0x05); // RGB565 模式 // === Porch 控制（影响刷新稳定性）=== ST7789_Write_Cmd(0xB2); uint8_t porch[] = {0x0C, 0x0C, 0x00, 0x33, 0x33}; ST7789_Write_Data_Array(porch, 5); // === 门控与时序参数 === ST7789_Write_Cmd(0xB7); ST7789_Write_Data(0x35); // Gate Control ST7789_Write_Cmd(0xBB); ST7789_Write_Data(0x19); // VCOM 设定，典型值1.35V ST7789_Write_Cmd(0xC0); ST7789_Write_Data(0x2C); // AVDD = 6.8V, VRH=4.1V ST7789_Write_Cmd(0xC2); ST7789_Write_Data(0x01); // VDV enable ST7789_Write_Cmd(0xC3); ST7789_Write_Data(0x12); // VRH set to 4.1V ST7789_Write_Cmd(0xC4); ST7789_Write_Data(0x20); // VDV set ST7789_Write_Cmd(0xC6); ST7789_Write_Data(0x0F); // 帧率设为60Hz // === 功率控制 === ST7789_Write_Cmd(0xD0); ST7789_Write_Data(0xA4); ST7789_Write_Data(0xA1); // === 伽马校正（正负极性）=== ST7789_Write_Cmd(0xE0); uint8_t pos_gamma[] = {0xD0,0x04,0x0D,0x11,0x13,0x2B,0x3F,0x54,0x4C,0x18,0x0D,0x0B,0x1F,0x23}; ST7789_Write_Data_Array(pos_gamma, 14); ST7789_Write_Cmd(0xE1); uint8_t neg_gamma[] = {0xD0,0x04,0x0C,0x11,0x13,0x2C,0x3F,0x44,0x51,0x2F,0x1F,0x1F,0x20,0x23}; ST7789_Write_Data_Array(neg_gamma, 14); // === 退出睡眠模式 === ST7789_Write_Cmd(0x11); HAL_Delay(120); // === 开启显示 === ST7789_Write_Cmd(0x29); }📌重点提醒：
-HAL_Delay(120)不可省略！尤其在Sleep Out后必须延时，否则GRAM未准备好；
- 伽马表不要乱改，除非你知道自己在调色温；
- 如果你的屏幕是倒置安装，可在0x36寄存器中写入0x70实现旋转。
如何高效刷屏？地址窗口机制详解
你以为初始化完就能随便画点了？错。如果不设置“绘图区域”，你写的数据可能会被丢弃。
ST7789V 使用列地址（Column Address Set, 0x2A）和行地址（Page Address Set, 0x2B）来划定一块显存区域，然后通过Memory Write (0x2C)连续写入颜色数据。
这就是所谓的地址窗口机制。
void ST7789_Set_Address_Window(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t w, uint16_t h) { uint16_t xe = x + w - 1; uint16_t ye = y + h - 1; ST7789_Write_Cmd(0x2A); // Column Address Set ST7789_Write_Data(x >> 8); ST7789_Write_Data(x & 0xFF); ST7789_Write_Data(xe >> 8); ST7789_Write_Data(xe & 0xFF); ST7789_Write_Cmd(0x2B); // Row Address Set ST7789_Write_Data(y >> 8); ST7789_Write_Data(y & 0xFF); ST7789_Write_Data(ye >> 8); ST7789_Write_Data(ye & 0xFF); ST7789_Write_Cmd(0x2C); // Prepare to write pixels }一旦设置了窗口，接下来的所有数据都会按行优先顺序填入该区域。你可以把它想象成“选区工具”，只有在这个框里的像素才会更新。
最常用的几个绘图函数
有了地址窗口，我们就可以实现基础绘图功能了。
1. 清屏函数（快速填充整个屏幕）
void ST7789_Clear(uint16_t color) { ST7789_Set_Address_Window(0, 0, 240, 320); uint32_t count = 240 * 320; uint8_t hi = color >> 8; uint8_t lo = color & 0xFF; HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(DC_GPIO_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET); for (uint32_t i = 0; i < count; i++) { HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &hi, 1, HAL_MAX_DELAY); HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &lo, 1, HAL_MAX_DELAY); } HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET); }⚠️ 性能提示：这种方式CPU占用极高！全屏刷新约需几十毫秒（取决于SPI速率）。建议后期改用DMA传输优化。
2. 画点函数（单个像素绘制）
void ST7789_Draw_Pixel(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color) { if (x >= 240 || y >= 320) return; ST7789_Set_Address_Window(x, y, 1, 1); ST7789_Write_Color(color); }虽然简单，但频繁调用会严重拖慢系统。应尽量用于调试或绘制少量元素。
3. 区域填充（推荐用于背景更新）
void ST7789_Fill_Rect(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color) { ST7789_Set_Address_Window(x, y, w, h); uint32_t count = w * h; uint8_t hi = color >> 8; uint8_t lo = color & 0xFF; HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(DC_GPIO_Port, DC_Pin, GPIO_PIN_SET); for (uint32_t i = 0; i < count; i++) { HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &hi, 1, HAL_MAX_DELAY); HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &lo, 1, HAL_MAX_DELAY); } HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET); }这才是日常开发中最实用的功能：局部刷新进度条、数值框、图标底色等。
常见问题与避坑指南
别以为代码写完就万事大吉。以下是我在调试过程中踩过的坑，帮你提前绕开：
❌ 屏幕全黑，无任何反应
- 检查RST 是否正常释放，有些模块需要持续拉低10ms以上；
- 查看SPI是否启用 Mode 0，ST7789V要求空闲低电平、第一个边沿采样；
- 确认CS 是否接地或始终无效，片选必须由MCU控制。
❌ 屏幕花屏、乱码、颜色异常
- 检查SPI速率是否过高，初次测试建议不超过20MHz；
- 验证DC引脚控制是否正确，命令和数据混淆会导致寄存器错配；
- 确保电源干净，加0.1μF陶瓷电容靠近模块VCC引脚。
❌ 刷屏慢如蜗牛
- 当前采用轮询方式发送每个字节，效率低下；
- 解决方案：启用DMA + 双缓冲机制，将CPU解放出来做其他事；
- 或者使用FSMC/QUAD-SPI（高端型号）加速传输。
❌ 背光亮但无图像
- 很可能是未执行 0x11(Sleep Out) 或 0x29(Display On)；
- 或者延迟不足，MCU太快进入下一步操作；
- 加上
HAL_Delay(120)再试一次！
软件设计最佳实践
为了让代码更健壮、易移植，建议遵循以下原则：
✅ 封装底层操作
#define WRITE_CMD(cmd) ST7789_Write_Cmd(cmd) #define WRITE_DATA(d) ST7789_Write_Data(d)便于将来更换平台（如ESP32、GD32）。
✅ 使用宏定义管理屏幕尺寸
#define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320适配不同分辨率模组（如240x240圆形屏）。
✅ 添加错误日志输出（串口打印）
方便定位哪一步失败，特别是在初始化阶段。
✅ 合理安排刷新策略
- 全屏刷新 → 每秒 ≤ 1次
- 局部刷新 → 可达10~20fps
- 动画效果 → 建议配合定时器+状态机
下一步可以做什么？
当你成功点亮屏幕后，真正的乐趣才刚刚开始。
🔹 接入触摸屏（XPT2046）
搭配电阻屏或电容屏，实现按钮、滑动条交互。
🔹 移植轻量级GUI库
- LVGL ：功能强大，支持动画、主题、字体渲染；
- GUI-Guider 快速生成UI界面；
- 甚至可以在STM32F4上跑TouchGFX（资源要求高）。
🔹 显示实时数据
- 读取传感器（温湿度、MPU6050）并在屏幕上绘图；
- 实现简易示波器、仪表盘、健康监测界面。
🔹 加入PWM背光调节
通过定时器输出PWM，实现亮度调节，延长续航。
写在最后：这不是终点，而是起点
掌握STM32驱动ST7789V的过程，本质上是在学习如何与一个复杂的外设“对话”。你需要懂硬件连接、理解通信协议、读懂数据手册、调试时序问题。
这个过程很磨人，但一旦突破，你会发现：
原来我能亲手做出一个有画面的智能设备。
无论是做一个天气时钟、迷你游戏机，还是工业HMI面板，这一切都始于今天这一块小小的彩屏。
如果你已经跟着做出来了，欢迎在评论区晒图交流。如果还有哪里卡住了，也可以留言，我们一起解决。
毕竟，每一个优秀的嵌入式工程师，都是从点亮第一块屏幕开始的。
