2.4inch TFT(IPS)液晶ディスプレイ GMT024-08-SPI8P(ST7789V) LovyanGFX
はじめに
ST7789Vドライバが搭載されたTFT(IPS)液晶ディスプレイ（LCD）です。
今回使用するのは、「GMT024-08-SPI8P」と記載された2.4インチ（240×320）のディスプレイです。
| 2.4 インチ | 2.8 インチ | 3.5 インチ | |
|---|---|---|---|
| 解像度 | 240RGB×320 | 240RGB×320 | 320RGB×480 |
| パネル | TFT(IPS) | TFT(IPS) | TFT(IPS) |
| インターフェース | SPI | SPI | SPI |
| ドライバーチップ | ST7789V | ST7789 | ST7796S |
| サイズ | 47×71×13.5mm | 55×81×4.4mm | 59×95×6.3mm |
本記事では、描画ライブラリに「LovyanGFX」を使用しています。
「Adafruit GFX Library」を使用した内容についてはこちら👇
開発環境
OS : Windows 11 Pro
ESP32：ESP-WROOM-32
統合開発環境 : Arduino IDE 2.3.2
Arduino core for the ESP32：2.0.17
使用ライブラリ：LovyanGFX(1.1.16)
使用パーツ
ESP32開発ボード(38Pin)
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TFT(IPS)液晶ディスプレイ
Arduino、LCDディスプレイ、PCBアダプター、2.4
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リンク
ジャンパーワイヤー（メスーメス）
リンク
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作業内容
配線図
| TFT(IPS)液晶ディスプレイ | ESP32開発ボード(38Pin) |
| BL | GPIO 32 |
| CS | GPIO 5 |
| DC | GPIO 16 |
| RST | GPIO 4 |
| SDA | GPIO 23 (VSPI_MOSI) |
| SCL | GPIO 18 (VSPI_SCK) |
| VCC | 3.3V |
| GND | GND |
ライブラリインストール
LovyanGFX
TFT(IPS)液晶ディスプレイ に描画するためのライブラリである LovyanGFX をインストールします。
スケッチファイル
スケッチ作成
#include <LovyanGFX.hpp>
#include "lgfx_GMT024-08-SPI8P.h"
const uint16_t bmpimg[] PROGMEM = {0x3fec, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x1fe9, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 0x07e6, 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void setup(void) {
Serial.begin(115200);
lcd.init();
lcd.setRotation(0);
lcd.fillScreen(TFT_BLACK);
lcd.setCursor(40, 30);
lcd.setTextSize(3);
lcd.setTextColor(TFT_GREEN);
lcd.println("farmsoft");
lcd.println("");
lcd.setTextWrap(true);
lcd.setTextSize(2);
lcd.setTextColor(TFT_RED);
lcd.print("ESP32");
lcd.setTextSize(1);
lcd.setTextColor(TFT_WHITE);
lcd.println("");
lcd.println(" is a series of low-cost, low-power system on a chip microcontrollers with integrated Wi-Fi and dual-mode Bluetooth. The ESP32 series employs either a Tensilica Xtensa LX6 microprocessor in both dual-core and single-core variations, an Xtensa LX7 dual-core microprocessor, or a single-core RISC-V microprocessor and includes built-in antenna switches, RF balun, power amplifier, low-noise receive amplifier, filters, and power-management modules. ESP32 is created and developed by Espressif Systems, a Chinese company based in Shanghai, and is manufactured by TSMC using their 40 nm process.[2] It is a successor to the ESP8266 microcontroller.");
lcd.setSwapBytes(true);
lcd.pushImage(170, 250, 60, 60, bmpimg);
lcd.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLACK);
lcd.setTextSize(1);
}
int b = 255;
void loop() {
lcd.setBrightness(b);
lcd.setCursor(10, 300);
lcd.println("setBrightness : " + String(b) + " ");
delay(500);
b = b - 10;
if(b < 0) b = 255;
}コード説明
「LovyanGFX」ライブラリをインクルードします。
2行目のファイルは、後述する設定ファイルです。
#include <LovyanGFX.hpp>
#include "lgfx_GMT024-08-SPI8P.h"以降の「LovyanGFX」についてのコード説明は別途詳細に記述したいと思います。
ループ関数内では、バックライト制御をして徐々に輝度を変更しています。
設定ファイル
設定ファイル作成
同じフォルダに以下の設定ファイル「lgfx_GMT024-08-SPI8P.h」も作成します。
class LGFX : public lgfx::LGFX_Device{
lgfx::Panel_ST7789 _panel_instance;
lgfx::Bus_SPI _bus_instance;
lgfx::Light_PWM _light_instance;
public:LGFX(void){
{ // バス制御の設定を行います。
auto cfg = _bus_instance.config();// バス設定用の構造体を取得します。
// SPIバスの設定
cfg.spi_host = VSPI_HOST; // 使用するSPIを選択 (VSPI_HOST or HSPI_HOST)
cfg.spi_mode = 0; // SPI通信モードを設定 (0 ~ 3)
cfg.freq_write = 40000000; // 送信時のSPIクロック(最大80MHz,80MHzを整数割値に丸め)
cfg.freq_read = 16000000; // 受信時のSPIクロック
cfg.spi_3wire = false; // 受信をMOSIピンで行う場合はtrueを設定
cfg.use_lock = true; // トランザクションロックを使用する場合はtrueを設定
cfg.dma_channel= 1; // 使用DMAチャンネル設定(1or2,0=disable)(0=DMA不使用)
// SDカードと共通のSPIバスを使う場合、MISOは省略せず必ず設定してください。
_bus_instance.config(cfg); // 設定値をバスに反映します。
_panel_instance.setBus(&_bus_instance);// バスをパネルにセットします。
}
{ // 表示パネル制御の設定を行います。
auto cfg = _panel_instance.config();// 表示パネル設定用の構造体を取得します。
cfg.pin_cs = 5; // CS が接続されているピン番号(-1 = disable)
cfg.pin_rst = 4; // RST が接続されているピン番号(-1 = disable)
cfg.pin_busy = -1; // BUSYが接続されているピン番号(-1 = disable)
cfg.memory_width = 240; // ドライバICがサポートしている最大の幅
cfg.memory_height = 320; // ドライバICがサポートしている最大の高さ
cfg.offset_x = 0; // パネルのX方向オフセット量
cfg.offset_y = 0; // パネルのY方向オフセット量
cfg.offset_rotation = 0; // 回転方向の値のオフセット 0~7 (4~7は上下反転)
cfg.dummy_read_pixel= 8; // ピクセル読出し前のダミーリードのビット数
cfg.dummy_read_bits = 1; // ピクセル外のデータ読出し前のダミーリードのビット数
cfg.readable = true; // データ読出しが可能な場合 trueに設定
cfg.invert = true; // パネルの明暗が反転場合 trueに設定
cfg.rgb_order = false; // パネルの赤と青が入れ替わる場合 trueに設定 ok
cfg.dlen_16bit = false; // データ長16bit単位で送信するパネル trueに設定
cfg.bus_shared = false; // SDカードとバスを共有 trueに設定
_panel_instance.config(cfg);
}
{ // バックライト制御の設定を行います。（必要なければ削除）
auto cfg = _light_instance.config(); // バックライト設定用の構造体を取得します。
cfg.pin_bl = 32; // バックライトが接続されているピン番号
cfg.invert = false; // バックライトの輝度を反転させる場合 true
cfg.freq = 44100; // バックライトのPWM周波数
cfg.pwm_channel = 7; // 使用するPWMのチャンネル番号
_light_instance.config(cfg);
_panel_instance.setLight(&_light_instance); // バックライトをパネルにセットします。
}
setPanel(&_panel_instance);// 使用するパネルをセットします。
}
};
LGFX lcd; // 準備したクラスのインスタンスを作成します。
設定説明
バス制御、表示パネル制御、バックライト制御について設定しています。
接続するGPIOに関する設定は以下です。
<<バス制御>>
cfg.pin_sclk = 18; // SPIのSCLKピン番号を設定 SCK
cfg.pin_mosi = 23; // SPIのMOSIピン番号を設定 SDI
cfg.pin_miso = -1; // SPIのMISOピン番号を設定 (-1 = disable) SDO
cfg.pin_dc = 16; // SPIのD/C ピン番号を設定 (-1 = disable) RS<<表示パネル制御>>
cfg.pin_cs = 5; // CS が接続されているピン番号(-1 = disable)
cfg.pin_rst = 4; // RST が接続されているピン番号(-1 = disable)
cfg.pin_busy = -1; // BUSYが接続されているピン番号(-1 = disable)<<バックライト制御>>
cfg.pin_bl = 32; // バックライトが接続されているピン番号動作確認
正常に表示させることができれば、以下のようになります。
解像度が高く、非常に綺麗に表示されています。
徐々に最大輝度(255)から下がっていくと思いますが、輝度(125)あたりからしかあまり暗くなっていないように感じました。
おわりに
描画ライブラリの「LovyanGFX」は、「Adafruit GFX Library」より多機能で出来ることが多いです。しかし、その分ビルドに時間がかかってしまうのが少しデメリットと感じます。
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