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项目概述

我成功实现了基于SAME51J20A的ST7735 TFT显示屏驱动，为后续菜单系统开发奠定了基础。项目核心是创建一个实时时钟应用。

第一章 关键外设配置

1.1 SPI接口驱动ST7735显示屏

硬件连接：

软件配置：

时钟相位：第一个边沿采样
时钟极性：空闲时低电平
速率：4MHz

1.2 DMA降低CPU开销

软件配置：

• 使每次触发传输一个Beat (Beat：最小传输单元， Block： 单次传输长度,  Transaction：一组传输 )

• 源地址自增，目的地址不变
  

1.3 RTC实时时钟模块

软件配置

1.4 TC定时计数器

软件配置

第二章 ST7735驱动详解

2.1、整体驱动架构概览

ST7735 驱动模块
├── HAL 层（硬件抽象层）
│   ├── GPIO 控制（DC、CS、RES）
│   ├── SPI 通信
│   └── 背光控制（PWM）
├── 显示控制
│   ├── 初始化
│   ├── 显示方向设置（MADCTL）
│   ├── 屏幕刷新
│   └── 显存管理（双缓冲）
├── 绘图接口
│   ├── 基础图形：点、线、矩形、圆
│   ├── 填充图形：矩形、圆
│   └── 图像显示（如 ikun 图像）
├── 文字渲染
│   ├── 8x8 字体
│   ├── 16x16 字体
│   └── 自动换行与格式化输出（printf 风格）
├── 帧率统计
│   ├── FPS 计数器
│   └── FPS 显示
└── DMA 传输
    └── SPI + DMA 实现高速刷新

2.2、驱动接口详解2.2.1 HAL 层接口（st7735_hal.c）

示例：

cST7735_HAL_WriteCommand(ST7735_SWRESET); // 发送软件复位命令ST7735_HAL_WriteData(0x01);             // 发送数据

2.2.2 显示控制接口（st7735.c）

显示方向配置：

cST7735_HAL_WriteCommand(ST7735_MADCTL);ST7735_HAL_WriteData(0xC8); // 0xC8 = RGB | landscape mode

2.2.3 绘图接口（st7735.c）

2.2.4 文字渲染接口（st7735.c）

使用示例：

cST7735_Printf16x16(10, 10, COLOR_GREEN, COLOR_BLACK, 0, "Hello, ST7735!");

2.2.5 帧率统计（st7735.c）

2.2.6 双缓冲机制（st7735.c）

• 使用两个显存缓冲区 frameBuffer[2][ST7735_WIDTH * ST7735_HEIGHT]

• 通过 ST7735_SwapBuffers() 切换缓冲区

• 使用 ST7735_Task() 实现自动刷新

void ST7735_Task(void){
    ST7735_FPSCounterTask();
    if (ST7735_SPI_DMA_IsIdle()) {
        ST7735_SwapBuffers(); // 切换缓冲区
        ST7735_Flush();       // 刷新屏幕
    }}

2.2.7 DMA 传输（st7735_spi_dma.c）

2.3 关键配置项（st7735.h）

2.4 主流程调用示例（main.c）

c#include "../custom/inc/st7735.h"int main(void){
    ST7735_Init();
    ST7735_FillScreen(COLOR_BLACK);

    while (1)
    {
        ST7735_FillScreen(COLOR_BLACK);
        ST7735_Printf16x16(10, 10, COLOR_RED, COLOR_BLACK, 0, "FPS: %d", fps);
        ST7735_Task(); // 刷新屏幕
    }}

2.5 关键寄存器配置

寄存器配置值作用

2.6 关键文件路径文件功能

第三章 时钟模块

3.1 功能概述

时钟模块 ├── RTC 获取时间 ├── 模拟时钟绘制 │   ├── 表盘绘制（刻度、圆圈） │   ├── 指针绘制（时针、分针、秒针） │   └── 指针动画优化（可选） ├── 日期信息显示 │   ├── 年月日 │   ├── 星期几（支持中英文） ├── 主任务接口 │   ├── Clock_Task()：主循环调用 │   └── UpdateClockDisplay()：更新显示内容 └── 数学计算    ├── 角度计算（DEG2RAD）    └── 坐标计算（cos/sin）

3.2 模块接口详解

3.2.1 RTC 时间获取（依赖硬件）

函数功能

3.2.2 时钟绘制函数

(1) 表盘绘制函数

cvoid DrawClockFace(void);

• 绘制外圈（白色）

• 绘制60个刻度线（每5个为1小时，长度不同）

• 支持毫秒级秒针动画（可选）

(2) 指针绘制函数

cvoid DrawClockHands(struct tm *time);

• 时针：基于 tm_hour % 12 和 tm_min 计算角度（考虑分钟偏移）

• 分针：基于 tm_min 和 tm_sec（考虑秒偏移）

• 秒针：基于 tm_sec 和当前系统时间毫秒偏移（实现秒针平滑移动）

(3) 日期信息显示函数

cconst char *GetDayOfWeek(int dayOfWeek);

• 将 tm_wday（0~6）转换为星期几字符串（可自定义中英文）

cvoid UpdateClockDisplay(void);

• 获取当前时间

• 清屏

• 绘制表盘和指针

• 显示年月日 + 星期几信息

3.2.3 主任务接口

void Clock_Task(void);

• 每秒检测一次时间变化

• 若秒数变化，则调用 UpdateClockDisplay() 更新屏幕

3.3 关键数学与绘图逻辑

1. 角度计算宏

c#define DEG2RAD(deg) ((deg) * M_PI / 180.0f)

• 将角度转换为弧度，用于 cos() 和 sin() 计算坐标

2. 指针坐标计算

cint x = CLOCK_CENTER_X + (int)(cos(DEG2RAD(angle)) * length);int y = CLOCK_CENTER_Y + (int)(sin(DEG2RAD(angle)) * length);

• CLOCK_CENTER_X、CLOCK_CENTER_Y 是表盘中心坐标（如 64, 64）

• length 是指针长度（时针 30px，分针 45px，秒针 55px）

3.4 LCD 显示接口（依赖 st7735.h / st7735.c）

函数 说明

ST7735_FillScreen(COLOR_BLACK) 清屏

ST7735_DrawLine(x1, y1, x2, y2, color) 画线（用于指针）

ST7735_Printf16x16(x, y, color, bgColor, format, ...) 显示格式化文本（如日期）

ST7735_DrawString16x16(x, y, str, color, bgColor)直接绘制字符串

第四章 未来计划

gitee仓库链接： https://gitee.com/YuThirteen/SAME51J20A

效果演示视频：https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/MCU32/ProductDocuments/DataSheets/SAM-D5x-E5x-Family-Data-Sheet-DS60001507.pdf

[2] ST7735数据手册： https://www.alldatasheet.com/html-pdf/1775164/SITRONIX/ST7735S/447/1/ST7735S.html