Display IPS 1.3″ 240×240/ST7789 – ESP32

Ultima modifica il 2 Marzo 2024 by Adriano

Questo display LCD da 1,3″ 240×240 tipo ST7789 a colori presenta un’alta risoluzione, 260 ppi.
Il display è del tipo In-Plane Switching o IPS, una tecnologia LCD sviluppata da Hitachi nel 1996 per migliorare l’angolo di visione e la riproduzione dei colori dei pannelli TN (o Twisted Nematic).

Indice

Caratteristiche principali del display

LCD IPS da 1,3″ con ampio angolo di visione di ±80°
Display RGB a colori
Display 240 x 240 ad alta risoluzione da 260 PPI
Area: 23.4×23.4mm
Dimensioni modulo: 28x39x12 m
Interfaccia SPI senza pin CS
Controller display ST7789
Tensione di alimentazione 3,3 V

Interfaccia SPI

Questo display incorpora un interfaccia SPI che fornisce aggiornamenti rapidi del display.
Poiché è un dispositivo di sola scrittura, non è necessario che la SPI MISO sia collegata.
L’interfaccia non è dotata del pin CS (Chip Select ) il che riduce il numero di pin, ma non permette di avere altri dispositivi SPI sullo stesso bus contemporaneamente.

Connettore del modulo

La connessione al display avviene tramite un header a 7 pin.

PIN	Descrizione
GND	Pin GND in comune con l'MCU.
VCC	Pin alimentazione 3,3 V. Da MCU o da fonte esterna
SCL	Connettere a SPI SCL (Clock)
SDA	Connettere a SPI MOSI (Dati)
RES	Reset per il controller LCD ST7789. Normalmente HIGH, Portare LOW per ripristinare
DC	Dati/Comando. Determina il tipo di dati da inviare al display. HIGH= Comando, LOW = Dati
BLK	Controllo retroilluminazione. Se scollegato è sempre attiva

Collegamento del display

Il modulo display LCD da 1,3″ 240×240 tipo ST7789 funziona a 3,3 V, quindi se si utilizza con un MCU da 5 V, occorre assicurarsi di includere dei traslatori di livello logico sulle linee dati per evitare possibili danni.
Sul retro del modulo troviamo un transistor e alcuni resistori e condensatori per fornire il controllo della retroilluminazione.
Il modulo non è dotato di un proprio regolatore da 3,3 V e quindi deve essere alimentato direttamente con 3,3 V. Per il test del display si è utilizzata una scheda ESP32 DEVKIT1 v1 e i pin utilizzati sono visibili nello schema sotto riportato. Il pin BLK può essere lasciato scollegato, il che lascerà sempre accesa la retroilluminazione.

Libreria per driver ST7789

Per gestire il display si dovranno utilizzare due librerie.

La prima libreria Arduino-ST7789 dovrà essere scaricata manualmente dal sito GitHub poiché non è disponibile tramite il gestore della libreria IDE di Arduino. Questa libreria è una versione modificata della libreria Adafruit originale che lo rende facile da usare con questo display che non dispone del pin CS.
La troverete a questo link https://github.com/ananevilya/Arduino-ST7789-Library .
Nota :sfortunatamente il sito non è più disponile, scaricare la copia che avevo scaricato a suo tempo

La seconda libreria è la libreria grafica Adafruit che può essere installata tramite il gestore della libreria Arduino IDE ricercando “gfx“.
Nota: in caso di problemi scaricare questa versione che è compatibile con quel display

Per il funzionamento del programma sono necessarie le librerie

#include <Adafruit_GFX.h>   // Core graphics library by Adafruit
#include <Arduino_ST7789.h> // Library for ST7789 (with or without CS pin)
#include <SPI.h>

e l’indicazione delle connessioni dei pin del modulo TFT ST7789 che sono definite come mostrato di seguito:

#define TFT_DC    2     // Data/Command
#define TFT_RST   4     // ST7789 Reset
#define TFT_MOSI  23    // SPI data pin
#define TFT_SCLK  18    // SPI sclk pin

Segue il programma di test utilizzato:

#include <Adafruit_GFX.h>   // Core graphics library by Adafruit
#include <Arduino_ST7789.h> // Library for ST7789 
#include <SPI.h>

#define TFT_DC    2     // Data/Command
#define TFT_RST   4     // ST7789 Reset
#define TFT_MOSI  23    // SPI data pin
#define TFT_SCLK  18    // SPI sclk pin

Arduino_ST7789 tft = Arduino_ST7789(TFT_DC, TFT_RST);

float p = 3.1415926;
//===============================================================================
//  Initialization
//===============================================================================
void setup() {

  tft.init(240, 240);   // initialize ST7789 chip at 240x240 pixels

  // Paint red/green/blue rectangles
  tft.fillRect(0, 0 , 240, 80, RED);
  tft.fillRect(0, 80 , 240, 160, GREEN);
  tft.fillRect(0, 160 , 240, 240, BLUE);
  delay (1000);

  // large block of text
  tft.fillScreen(BLACK);
  tft.setTextSize(3);   //Imposta la grandezza del testo
  tft.setTextColor(WHITE);  //Imposta il colore del testo (Solo bianco)
  tft.setCursor(0, 0); //Imposta la posizione del cursore (Larghezza,Altezza)
  tft.println("  ADRIROBOT");  //Stringa da visualizzare
  tft.setTextColor(RED);  //Imposta il colore del testo (Solo bianco)
  tft.println("PROVA DISPLAY");  //Stringa da visualizzare
  tft.setTextColor(YELLOW);  //Imposta il colore del testo (Solo bianco)
  tft.println("  240X240 IPS");  //Stringa da visualizzare
  delay(3000);

  // a single pixel
  tft.drawPixel(tft.width() / 2, tft.height() / 2, GREEN);
  delay(1000);

  // line draw test
  testlines(YELLOW);
  delay(1000);

  // optimized lines
  testfastlines(RED, BLUE);
  delay(1000);

  testdrawrects(GREEN);
  delay(1000);

  testfillrects(YELLOW, MAGENTA);
  delay(1000);

  tft.fillScreen(BLACK);
  testfillcircles(10, BLUE);
  testdrawcircles(10, WHITE);
  delay(1000);

  testroundrects();
  delay(1000);

  testtriangles();
  delay(1000);

  mediabuttons();
  delay(1000);
}
//===============================================================================
//  Main
//===============================================================================
void loop() {

  tft.invertDisplay(true);
  delay(500);
  tft.invertDisplay(false);
  delay(500);
}
//===============================================================================
//  Subroutines
//===============================================================================
void testlines(uint16_t color) {
  tft.fillScreen(BLACK);
  for (int16_t x = 0; x < tft.width(); x += 6) {
    tft.drawLine(0, 0, x, tft.height() - 1, color);
  }
  for (int16_t y = 0; y < tft.height(); y += 6) {
    tft.drawLine(0, 0, tft.width() - 1, y, color);
  }
}

void testdrawtext(char *text, uint16_t color) {
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.setTextColor(color);
  tft.setTextWrap(true);
  tft.print(text);
}

void testfastlines(uint16_t color1, uint16_t color2) {
  tft.fillScreen(BLACK);
  for (int16_t y = 0; y < tft.height(); y += 5) {
    tft.drawFastHLine(0, y, tft.width(), color1);
  }
  for (int16_t x = 0; x < tft.width(); x += 5) {
    tft.drawFastVLine(x, 0, tft.height(), color2);
  }
}

void testdrawrects(uint16_t color) {
  tft.fillScreen(BLACK);
  for (int16_t x = 0; x < tft.width(); x += 6) {
    tft.drawRect(tft.width() / 2 - x / 2, tft.height() / 2 - x / 2 , x, x, color);
  }
}

void testfillrects(uint16_t color1, uint16_t color2) {
  tft.fillScreen(BLACK);
  for (int16_t x = tft.width() - 1; x > 6; x -= 6) {
    tft.fillRect(tft.width() / 2 - x / 2, tft.height() / 2 - x / 2 , x, x, color1);
    tft.drawRect(tft.width() / 2 - x / 2, tft.height() / 2 - x / 2 , x, x, color2);
  }
}

void testfillcircles(uint8_t radius, uint16_t color) {
  for (int16_t x = radius; x < tft.width(); x += radius * 2) {
    for (int16_t y = radius; y < tft.height(); y += radius * 2) {
      tft.fillCircle(x, y, radius, color);
    }
  }
}

void testdrawcircles(uint8_t radius, uint16_t color) {
  for (int16_t x = 0; x < tft.width() + radius; x += radius * 2) {
    for (int16_t y = 0; y < tft.height() + radius; y += radius * 2) {
      tft.drawCircle(x, y, radius, color);
    }
  }
}

void testtriangles() {
  tft.fillScreen(BLACK);
  int color = 0xF800;
  int t;
  int w = tft.width() / 2;
  int x = tft.height() - 1;
  int y = 0;
  int z = tft.width();
  for (t = 0 ; t <= 15; t++) {
    tft.drawTriangle(w, y, y, x, z, x, color);
    x -= 4;
    y += 4;
    z -= 4;
    color += 100;
  }
}

void testroundrects() {
  tft.fillScreen(BLACK);
  int color = 100;
  int i;
  int t;
  for (t = 0 ; t <= 4; t += 1) {
    int x = 0;
    int y = 0;
    int w = tft.width() - 2;
    int h = tft.height() - 2;
    for (i = 0 ; i <= 16; i += 1) {
      tft.drawRoundRect(x, y, w, h, 5, color);
      x += 2;
      y += 3;
      w -= 4;
      h -= 6;
      color += 1100;
    }
    color += 100;
  }
}

void mediabuttons() {
  // play
  tft.fillScreen(BLACK);
  tft.fillRoundRect(25, 10, 78, 60, 8, WHITE);
  tft.fillTriangle(42, 20, 42, 60, 90, 40, RED);
  delay(500);
  // pause
  tft.fillRoundRect(25, 90, 78, 60, 8, WHITE);
  tft.fillRoundRect(39, 98, 20, 45, 5, GREEN);
  tft.fillRoundRect(69, 98, 20, 45, 5, GREEN);
  delay(500);
  // play color
  tft.fillTriangle(42, 20, 42, 60, 90, 40, BLUE);
  delay(50);
  // pause color
  tft.fillRoundRect(39, 98, 20, 45, 5, RED);
  tft.fillRoundRect(69, 98, 20, 45, 5, RED);
  // play color
  tft.fillTriangle(42, 20, 42, 60, 90, 40, GREEN);
}

Display IPS 1.3″ 240×240/ST7789 – ESP32

Caratteristiche principali del display

Interfaccia SPI

Connettore del modulo

Collegamento del display

Libreria per driver ST7789

Altri esempi di collegamento del display

Con un modulo Wemos D1 mini

Con una scheda Arduino UNO