Matrix - 2'8 SPI TFT/zh
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1 介绍
- Matrix - 2'8 SPI TFT模块是一款2.8英寸的TFT 触摸LCD，模块采用ST7789S驱动IC和XPT2046电阻式触摸IC，屏幕分辨率为320*240，采用SPI控制接口。
- 详细规格如下所示：
| LCD尺寸 | 2.8寸 |
| 显示区域 | 57.6mm*43.2mm |
| 驱动IC | ST7789S |
| 分辨率 | 320*240（RGB） |
| 接口方式 | SPI |
| 工作电压 | 5V |
| 背光电压 | 5V |
| 触摸屏类型 | 电阻式，钢化玻璃触摸屏 |
2 特性
- PCB尺寸（mm）：
File:Matrix-2'8 SPI TFT PCB.png
- 引脚说明:
| 名称 | 描述 |
| GND | 地 |
| 5V | 电源5V |
| LED_EN | 背光 |
| LCD_RESET | 复位 |
| LCD_D/C | LCD数据/命令选择 |
| LCD_CS | LCD片选 |
| SPICLK | SPI时钟 |
| SPIMOSI | SPI MOSI |
| SPIMISO | SPI MISO |
| T_CS | 触摸片选 |
| T_IRQ | 触摸中断 |
3 工作原理
4 下载Matrix源码
Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。
- nanopi分支用于支持NanoPi；
- nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
- tiny4412分支用于支持Tiny4412；
- raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；
在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
$ sudo apt-get install git
克隆Matrix配件代码仓库
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。
5 与NanoPi 2连接使用
5.1 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-2'8_SPI_TFT和NanoPi 2：
Matrix-2'8_SPI_TFT_nanopi2
连接说明：
| Matrix-2'8_SPI_TFT | NanoPi 2 |
| GND | Pin6 |
| 5V | Pin2 |
| LED_EN | Pin11 |
| LCD_RESET | Pin7 |
| LCD_D/C | Pin22 |
| LCD_CS | Pin24 |
| SPICLK | Pin23 |
| SPIMOSI | Pin19 |
| SPIMISO | Pin21 |
| T_CS | Pin26 |
| T_IRQ | Pin18 |
5.2 编译测试程序
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支
$ cd matrix $ git checkout nanopi2
编译Matrix配件代码
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean $ make CROSS_COMPILE=arm-linux- $ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，测试程序位于install/usr/bin目录下，硬件驱动模块位于modules目录。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git
5.3 加载驱动程序
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。
$ cp modules /media/rootfs/ -r $ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d $ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。
$ cd /modules $ insmod fbtft_device.ko name=matrix-st7789s gpios=dc:97,reset:60,cs:94 $ insmod matrix_ads7846.ko
fbtft_device是LCD驱动，成功加载驱动后，可以看到LCD被清屏，matrix_ads7846是触摸驱动。
5.4 测试LCD显示
切换到root账户，后续的操作都需要使用root账户。
执行以下命令选择模块Matrix-2'8_SPI_TFT作为桌面显示设备：
$ FRAMEBUFFER=/dev/fb-st7789s startx &
&表示让其在后台运行，稍等一会，可以看到类似下面的打印信息：
Log file: "/var/log/Xorg.2.log"表明X窗口进程的环境变量DISPLAY=2，请根据实际打印信息确定DISPLAY的值。
5.5 触摸校准
执行以下命令进行触摸校准：
$ DISPLAY=:2.0 xinput_calibrator --device "ADS7846 Touchscreen"
用触摸笔在屏幕上点击4个点即可完成校准，完成校准后会有类似如下的打印信息：
Section "InputClass" Identifier "calibration" MatchProduct "ADS7846 Touchscreen" Option "Calibration" "196 3825 3887 358" Option "SwapAxes" "0" EndSection
将上述内容手动保存在/usr/share/X11/xorg.conf.d/99-calibration.conf中，以后就再也无需进行校准了。
6 与NanoPi连接使用
6.1 准备工作
在NanoPi上运行Debian系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。参考wiki：NanoPi
注意：必须使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核。
下载NanoPi内核源代码并编译
$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git $ cd linux-4.x.y $ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix $ make nanopi_defconfig $ touch .scmversion $ make
6.2 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-2'8_SPI_TFT和NanoPi
Matrix-2'8_SPI_TFT_nanopi
连接说明：
| Matrix-2'8_SPI_TFT | NanoPi |
| GND | Pin6 |
| 5V | Pin2 |
| LED_EN | Pin1 |
| LCD_RESET | Pin7 |
| LCD_D/C | Pin11 |
| LCD_CS | Pin12 |
| SPICLK | Pin23 |
| SPIMOSI | Pin19 |
| SPIMISO | |
| T_CS | |
| T_IRQ |
6.3 加载驱动模块
启动NanoPi，在其Debian的shell终端上加载芯片对应的驱动模块
$ modprobe fbtft_device name=matrix-spi_tft gpios=dc:161,reset:162,cs:163 $ modprobe matrix_ads7846
模块fbtft_device是芯片ili9341的驱动，模块matrix_ads7846是芯片xpt2046的驱动
6.4 安装软件包
在NanoPi的shell终端上安装软件包qtembedded和matrix-tslib
$ apt-get update $ apt-get install qtembedded $ apt-get install matrix-tslib
qtembedded是qt相关的库，matrix-tslib则用于触摸屏校准。
6.5 运行测试程序
启动Qt应用程序
$ . /usr/bin/matrix-setqt4env $ /usr/local/Trolltech/QtEmbedded-4.8.5-arm/examples/tetrix -qws
matrix-setqt4env用于设置环境变量，第一次运行该脚本时，会出现触摸校准的界面，根据提示点击5个点后完成校准。 tetrix是一个qt4编写俄罗斯方块小游戏，点击start按钮后就可以开始娱乐了。
