1. 引言

隨著嵌入式系統的普及，LCD 顯示模塊在各種產品中得到了廣泛應用。SWM341 是一款由賽米控（SemeLab）推出的 MCU（微控制器），它具有較強的處理能力和豐富的外設接口，適用于各種低功耗應用。SWM341 微控制器通常應用于一些低成本、嵌入式設備中，特別是在需要實時處理和顯示信息的設備中，比如智能儀表、消費電子產品、醫療設備等。

在很多項目中，開發者常常需要將現有的上位機驅動代碼移植到 SWM341 平臺，尤其是 LCD 顯示驅動部分。LCD 驅動涉及到的代碼不僅僅包括硬件控制，還包括圖形和文字的顯示接口。在本篇文章中，我們將詳細介紹如何將上位機的 LCD 驅動代碼移植到 SWM341 MCU 上，重點介紹其硬件接口的配置、驅動代碼的移植步驟及常見的調試問題。

2. SWM341 平臺概述

2.1 SWM341 微控制器

SWM341 是一款基于 ARM Cortex-M0 核心的單片機，具有多種通信接口（如 UART、SPI、I2C）和多種計時器、GPIO（通用輸入輸出）等外設。其低功耗特性和高性價比使其成為嵌入式系統中常見的選擇。SWM341 的操作頻率較低，但足以處理一些實時性要求不高的任務，比如 LCD 屏幕的顯示控制。

2.2 LCD 顯示模塊

LCD 顯示模塊通常用于顯示數字、字符以及圖形內容。根據其控制方式，LCD 分為多種類型，如并口控制和串口控制的液晶屏。常見的液晶模塊包括字符型 LCD（如 16x2 LCD）和圖形型 LCD（如 128x64 LCD）。

在本文中，我們將討論如何將 SWM341 微控制器與常見的 128x64 圖形 LCD（例如 ST7920 或者 S6B0108 控制器）進行連接，并移植上位機驅動代碼來控制顯示內容。

3. LCD 驅動代碼移植的準備

3.1 硬件連接

在移植代碼之前，首先需要確保硬件的正確連接。以 128x64 LCD 為例，其通常通過 SPI（串行外設接口）或者并行接口與微控制器連接。為了簡化，我們選擇 SPI 方式進行連接，因為 SPI 接口的接線較為簡單，且適用于大多數 LCD 屏。

在 SPI 模式下，LCD 通常需要至少四個信號線：

• SCLK（時鐘線）：控制數據傳輸的時序。

• MOSI（主輸出從輸入）：傳輸數據到 LCD。

• CS（片選線）：選擇與 LCD 通信的 MCU。

• RESET（復位線）：復位 LCD 顯示模塊。

通過合理的引腳配置，將 SWM341 與 LCD 屏的 SPI 接口連接起來。

3.2 上位機代碼分析

在移植 LCD 驅動代碼之前，首先需要分析現有的上位機代碼。一般來說，上位機代碼是為高性能的 PC 或嵌入式系統設計的，可能使用了更高級的庫函數（例如操作系統驅動、硬件抽象層等）。這些代碼需要根據 SWM341 平臺的資源進行適當調整。

上位機的 LCD 驅動代碼通常包含以下幾個部分：

1. 初始化代碼：初始化 LCD 模塊的基本設置，如顯示模式、亮度、對比度等。

2. 顯示控制：包括清屏、寫入字符、繪制圖形等。

3. 數據通信：通過 SPI 或并口與 LCD 模塊進行數據傳輸。

4. 調試功能：用于測試 LCD 是否正確顯示。

這些部分的功能需要拆解開來，并逐一適配到 SWM341 平臺。

4. 代碼移植步驟

4.1 配置 SPI 接口

SWM341 提供了 SPI 模塊來實現與外部設備的串行通信。我們首先需要在 SWM341 上配置 SPI 接口。在代碼移植過程中，需要初始化 SPI 模塊，并設置傳輸速率、數據位長度、時鐘極性等參數。

// 配置 SPI 接口
void SPI_Init(void) {
    // 啟用 SPI 時鐘
    CLK_EnableModuleClock(SPI0_MODULE);

    // 設置 SPI 模式
    SPI_Open(SPI0, SPI_MASTER, SPI_MODE_0, 8, 1000000);  // 設置為主模式，8位數據，1 MHz的頻率
    SPI_EnableAutoSS(SPI0);  // 自動選擇片選
}

在此代碼中，我們通過 SPI_Open() 函數配置了 SPI 模塊的工作模式和數據位長度。根據實際需求，開發者可以調整傳輸速率和時序。

4.2 LCD 初始化

LCD 初始化是代碼移植中的關鍵步驟之一。在移植上位機代碼時，首先要確保 LCD 控制器能夠正確初始化。一般來說，LCD 控制器需要執行以下操作：

• 設置顯示模式（如正常顯示或倒像顯示）

• 設置對比度和亮度

• 選擇顯示模式（字符模式或圖形模式）

• 清屏操作

假設我們使用的是 ST7920 控制器，初始化的代碼大致如下：

void LCD_Init(void) {
    // 啟動 LCD 模塊
    SPI_SendData(SPI0, 0x01);  // 發送初始化命令
    delay(10);  // 延時等待初始化完成

    // 設置顯示模式
    SPI_SendData(SPI0, 0x30);  // 設置為圖形模式
    delay(10);  // 延時

    // 設置對比度
    SPI_SendData(SPI0, 0x80);  // 設置對比度命令
    delay(10);
}

在此代碼中，我們通過 SPI 向 LCD 控制器發送特定的命令以完成初始化。通過命令的不同，可以設置不同的顯示模式和功能。

4.3 顯示數據

LCD 顯示的核心功能是將數據通過 SPI 發送到顯示模塊。每次要顯示新內容時，需要將字符或圖形的像素點數據傳輸到 LCD 的顯存中。例如，若要在屏幕上顯示字符，可以使用字符映射表，將字符編碼轉換為相應的顯示數據。

void LCD_DisplayChar(char c) {
    uint8_t data[8];
    // 獲取字符的字模（假設有字符映射表）
    get_char_bitmap(c, data);

    // 通過 SPI 將字模數據發送到 LCD
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        SPI_SendData(SPI0, data[i]);
    }
}

此代碼中，我們首先通過 get_char_bitmap() 函數獲取字符的字模數據，然后逐字節通過 SPI 發送給 LCD。

4.4 清屏和刷新

在顯示更新時，可能需要清空屏幕或刷新顯示內容。通常，可以通過發送特定的命令來清除屏幕，或者直接填充一個全白或全黑的畫面。

void LCD_ClearScreen(void) {
    for (int i = 0; i < 128 * 64 / 8; i++) {
        SPI_SendData(SPI0, 0x00);  // 清空每一個字節
    }
}

這段代碼清除了 128x64 LCD 屏幕的所有像素，重置顯示內容。

5. 調試與優化

在代碼移植過程中，調試是非常重要的一步。常見的調試方法包括：

1. 檢查硬件連接：確保 SPI 接口的引腳連接正確無誤。

2. 調試輸出：通過串口或調試器輸出一些關鍵變量或命令，確認數據是否正確傳輸。

3. 逐步測試：從最簡單的 LCD 控制開始測試，比如清屏和顯示單一字符，逐步增加復雜度。

4. 性能優化：根據 SWM341 的處理能力，對代碼進行優化。例如，可以減少不必要的延時，采用 DMA（直接內存訪問）加速數據傳輸。