树莓派（香橙派）通过.NET IoT 操作SPI编写屏幕驱动顺手做个四足机器人（一）

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作者:GreenShade

摘要

这片文章主要是记录自己的整活过程，涉及到的技术包括.NET IoT, .NET Web, .NET MAUI,框架采用的也是最新的.NET 7。

本人是用的树莓派Zero 2 W（ubuntu-22.04）进行开发测试，但是.NET IoT库也有社区张高兴提交的香橙派GPIO引脚的映射，香橙派型号对应的驱动。主要预算不够的.NET开发老哥可以尝试用香橙派改改代码跑跑看，回头我再实机测试。

项目开源地址-Verdure.Kame.DotNet

.NET IoT操作SPI编写屏幕驱动

有图有真相

测试图

关于什么是SPI大家可以先看完张高兴的一篇文章温习下：

张高兴的 .NET IoT 入门指南：（四）使用 SPI 进行通信

在知道什么是SPI之后，大概应该知道我们要做什么了，我们买的屏幕通讯协议有很多种，我呢恰好选择了这个SPI协议的屏幕，厂家的文档中心，会有详细介绍。

SPI初始化=>传输图片数据=>屏幕正常显示

屏幕使用文档

屏幕使用的时序图

上图表示我们需要如何传输图片数据，才能正常使用，下面我引用文档的介绍。

本款LCD使用的内置控制器为ST7789V3，是一款240 x RGB x 320像素的LCD控制器,而本LCD本身的像素为172(H)RGB x 320(V),同时由于初始化控制可以初始化为横屏和竖屏两种，因此LCD的内部RAM并未完全使用。
该LCD支持12位，16位以及18位每像素的输入颜色格式，即RGB444，RGB565，RGB666三种颜色格式，本例程使用RGB565的颜色格式，这也是常用的RGB格式
LCD使用四线SPI通信接口，这样可以大大的节省GPIO口，同时通信是速度也会比较快

我买的屏幕分辨率是172 * 320的，支持16位色，一张图片传输的总数据为172 * 320 * 2字节。

大家可以参考文档里的python代码和我的实现进行学习屏幕驱动的简单编写，由于我不是专业的嵌入式我就不展开了。

屏幕芯片驱动程序的构造函数

        public ST7789V3(int dataCommandPin,
            SpiDevice sensor,
            int resetPin = -1,
            PwmChannel? pwmBacklight = null,
            PinNumberingScheme pinNumberingScheme = PinNumberingScheme.Logical,
            GpioController? gpioController = null,
            bool shouldDispose = true)
        {
            if (dataCommandPin < 0)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException();
            }
            _dataCommandPin = dataCommandPin;
            _pwmBacklight = pwmBacklight;
            _pwmBacklight?.Start();

            _sensor = sensor ?? throw new ArgumentNullException(nameof(sensor));

            _gpio = gpioController ?? new GpioController(pinNumberingScheme);
            _resetPin = resetPin;
            _shouldDispose = shouldDispose || gpioController is null;
            Initialize();
        }

数据传输的代码如下：

      public void SpiWrite(bool isData, ReadOnlySpan<byte> writeData)
        {
            Console.WriteLine($"writeData length:{writeData.Length}");

            _gpio.Write(_dataCommandPin, isData ? PinValue.High : PinValue.Low);

            if (writeData.Length > 4096)
            {
                for (int i = 0; i < 26; i++)
                {
                    var query = writeData[(i * 4096)..((i * 4096) + 4096)];
                    _sensor.Write(query);
                }

                var dataLcdList1 = writeData[(26 * 4096)..110080];

                _sensor.Write(dataLcdList1);
            }
            else
            {
                _sensor.Write(writeData);
            }
        }

SPI对数据一次传输的长度有限制，也就是4096字节，所以大家要注意手动分段传输。

1.47寸显示屏c#驱动

目前驱动部分测试是OK的，但是由于图片数据转换到RGB565的时候会有问题，导致有些彩色不太正常，不过黑白ok，就暂时这样使用了。