Matrix - 2'8 SPI Key TFT/zh

1 介绍

正面

背面

Matrix-2'8_SPI_Key_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240*320，采用SPI控制接口，模块还包含3个独立按键，可根据需要自定义功能。
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	240*320（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

模块上电默认打开背光，可通过置低LED_EN引脚关闭背光。如果需要关闭上电打开背光，只需要拿到电路板上的R12电阻，再通过置高LED_EN引脚打开背光；

2 特性

PCB尺寸（mm）：

引脚说明:

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT目前已经推出过2个版本，引脚定义如下:

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1706
Pin#	Name	Pin#	Name
1	VDD_3.3V	2	VDD_5V
3	NC	4	VDD_5V
5	NC	6	GND
7	LCD_RESET	8	NC
9	GND	10	NC
11	LED_EN	12	T_CS
13	KEY_1	14	GND
15	KEY_2	16	KEY_3
17	VDD_3.3V	18	T_IRQ
19	SPI_MOSI	20	GND
21	SPI_MISO	22	LCD_D/C
23	SPI_CLK	24	LCD_CS
25	GND	26	NC

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1512
Pin#	Name	Pin#	Name
1	VDD_3.3V	2	VDD_5V
3	NC	4	VDD_5V
5	NC	6	GND
7	LCD_RESET	8	NC
9	GND	10	NC
11	LED_EN	12	NC
13	KEY_1	14	GND
15	KEY_2	16	KEY_3
17	VDD_3.3V	18	T_IRQ
19	SPI_MOSI	20	GND
21	SPI_MISO	22	LCD_D/C
23	SPI_CLK	24	LCD_CS
25	GND	26	T_CS

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1706将触摸芯片的使能引脚T_CS从Pin26修改为Pin12，这样修改之后NEO/NEO2/NEO-Plus2等引脚是24Pin兼容的开发板就能正常使用触摸芯片了。

3 支持该配件的开发板型号和软件版本

序号	CPU型号	开发板型号	软件版本
1	H3	NanoPi NEO/NEO Air/NEO Core/M1/M1 Plus	全志原厂Linux-3.4内核和开源社区Linux-4.x主线内核
2	H5	NanoPi NEO2/NEO Plus2/NEO Core2	开源社区Linux-4.x主线内核
3	S5P4418	NanoPi2/NanoPi M2/NanoPi2 Fire	三星原厂Linux-3.4内核

4 硬件连接

4.1 H3系列

连接NanoPi M1:

连接NanoPi M1 Plus:

连接NanoPi NEO:

连接NanoPi NEO Air:

连接NanoPi NEO Core:

4.2 H5系列

连接NanoPi NEO2 :

连接NanoPi NEO Plus2:

连接NanoPi NEO Core2:

4.3 S5P4418系列

连接NanoPi2:

连接NanoPi M2 / NanoPi2 Fire:
Matrix-2'8_SPI_Key_TFT_nanopi_m2
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。

5 使用默认使能Matrix-2'8_SPI_Key_TFT的ROM

Board Type	CPU Model	Download Link to Image File	Image File
NanoPi NEO	H3	Download	official-ROMs/nanopi-neo_ubuntu-tft_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip
NanoPi NEO Air	H3	Download	official-ROMs/nanopi-neo-air_ubuntu-tft_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip
NanoPi M1	H3	Download	official-ROMs/nanopi-m1_ubuntu-tft_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip
NanoPi M1-Plus	H3	Download	official-ROMs/nanopi-m1-plus_ubuntu-tft_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip
NanoPi NEO Core	H3	Download	official-ROMs/nanopi-neo-core_ubuntu-tft_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip

6 使能Matrix-2'8_SPI_Key_TFT

6.1 H3/H5平台

注意：以下测试方法适用于测试Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1706版本的硬件，对于Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1512（丝印T28-02 1512）硬件，请按照本章节末尾的说明自行修改软件，将触摸芯片的使能引脚设置为Pin26。

6.1.1 Linux-4.14

当使用的开发板为H3或者H5系列时，假设使用的ROM是基于Linux-4.x主线内核的Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统，那么首先需要通过npi-config工具来使能Matrix-2'8_SPI_Key_TFT。启动系统，在root用户下执行下列命令运行npi-config:

$ npi-config

然后依次进入下列菜单项:

进入SPI菜单:

选择是否使能SPI0:

选择enable SPI0后，再选择SPI0上连接的设备为Matrix-2'8_SPI_Key_TFT:

最后返回主菜单，选择<Finish>，然后根据提示重启系统。重新启动系统后，执行下列命令检查Matrix-2'8_SPI_Key_TFT的显示芯片和触摸芯片是否被使能:

$ ls /dev/fb-st7789s 
/dev/fb-st7789s

/dev/fb-st7789s就是显示芯片的framebuffer设备节点。

$ ls /dev/input/ts-ads7846 
/dev/input/ts-ads7846

/dev/input/ts-ads7846就是触摸芯片的设备节点。第一次进入系统时会进行触摸校准，根据屏幕的提示点击5个点完成校准即可。

注意:在Linux4.x主线内核中，默认支持的是使用Pin12作为触摸芯片的使能引脚的Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1706版本。
通过npi-config使能Matrix-2'8_SPI_Key_TFT后，系统会将默认的登录显示设备设置为Matrix-2'8_SPI_Key_TFT。如果你想开机运行Qt-demo程序，可以在npi-config中进行如下配置，进入Boot Options菜单:

进入Autologin菜单:

进去Qt/Embedded菜单:

使能Qt/E Demo:

最后返回主菜单，选择<Finish>，然后根据提示重启系统。重新启动系统后，屏幕上会自动运行Qt/E demo，效果如下:

对于使用Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1512（丝印T28-02 1512）+ NanoPi M1/NanoPi M1 Plus的用户，需要自行修改内核代码选择使用Pin26作为触摸使能引脚才能正常使用触摸功能。
假设你已经参考H3 主线内核的维基Mainline U-boot & Linux成功克隆并编译了Linux内核，则还需要修改下列代码: 修改下列代码: $ vi linux/arch/arm/boot/dts/sun8i-h3-nanopi

、
    ...
    spi0_cs_pins: spi0_cs_pins {
        pins = "PC3", "PA6";
        function = "gpio_out";
    };
    ...
&spi0 {
    ...
    cs-gpios = <&pio 2 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>, <&pio 0 6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    ...

其中<&pio 0 6 GPIO_ACTIVE_HIGH>表示使用GPIOA6(Pin12)作为触摸使能引脚，将其修改为GPIOA17(Pin26):

    ...
    spi0_cs_pins: spi0_cs_pins {
        pins = "PC3", "PA17";
        function = "gpio_out";
    };
    ...
&spi0 {
    ...
    cs-gpios = <&pio 2 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>, <&pio 0 17 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    ...

然后重新编译内核，拷贝arch/arm/boot/dts/目录下的sun8i-h3-nanopi-m1.dtb/sun8i-h3-nanopi-m1-plus.dtb到TF卡boot分区下，重新启动板子即可。

6.1.2 Linux 3.4

6.2 H3配合Linux-3.4内核 / S5P4418配合Linux-3.4内核

6.2.1 在Ubuntu-Core上运行Qt程序

由于Ubuntu-Core系统带有Qt环境，我们可以在该系统上运行一个简单且带图形界面的Qt程序。
启动开发板并运行Ubuntu-Core系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并运行Qt测试程序：

cd matrix/demo/nanopi-status
./build.sh
./run.sh /dev/fb-st7789s

nanopi-status是一个简单的Qt程序，可用于显示系统的基本信息，效果如下：

脚本run.sh会先加载tft屏的驱动模块然后运行Qt程序，驱动模块加载成功后会生成设备节点/dev/fb-st7789s，下列命令可以确定驱动模块是否成功加载：

lsmod
Module                  Size  Used by
fbtft_device           29235  0

在确定tft驱动模块已加载的前提下，运行下列命令可以显示三原色：

cd matrix/demo/matrix-lcdtest
make
export LCDSET_FB_DEV=/dev/fb-st7789s
./matrix-lcdtest

三原色可以呈现出屏幕的最佳显示效果。

6.3 S5P4418/S5P6818平台

以下内容仅适用于Linux-4.4内核, 以NanoPi Fire3为例，开机后，在终端上执行以下命令初始化SPI 2.8寸屏，这些操作只需要执行一次：

sudo mount /dev/mmcblk0p1 /boot
sudo apt-get update
sudo apt-get install device-tree-compiler
sudo fdtput /boot/s5p6818-nanopi3-rev05.dtb spi0/spidev@0 status -t s "disabled"
sudo fdtget /boot/s5p6818-nanopi3-rev05.dtb spi0/spidev@0 status
sudo fdtput /boot/s5p6818-nanopi3-rev05.dtb spi0/fbtft@0 status -t s "okay"
sudo fdtget /boot/s5p6818-nanopi3-rev05.dtb spi0/fbtft@0 status
sudo reboot

注意，在上述命令中，s5p6818-nanopi3-rev05.dtb是NanoPi Fire3开发板所用的内核dtb文件，其它开发板型号需要自已查看文件 /sys/devices/platform/board/info 中的信息来确定文件名，输入如下命令:

cat /sys/devices/platform/board/info

在NanoPi Fire3开发板上，info文件的内容如下:
Hardware : NANOPI3
Revision : 0005
Serial : fa6818dba7110739
其中，Hardware字段是NANOPI3，Revision字段是0005，CPU是S5P6818，所以NanoPi Fire3内核dtb文件名为 s5p6818-nanopi3-rev05.dtb。

配置完dtb文件，重启开发板后，可以用lsmod命令检查下是否加载了fb_st7789v模块：

lsmod

正常会输出如下内容：
Module Size Used by
fb_st7789v 3315 0
fbtft 31881 1 fb_st7789v

以及用dmesg命令可以查看到SPI屏已经被初始化为fb1设备:

dmesg | grep fb_st7789v

正常会输出如下内容：
[ 6.728000] fb_st7789v: module is from the staging directory, the quality is unknown, you have been warned.
[ 6.908000] graphics fb1: fb_st7789v frame buffer, 320x240, 150 KiB video memory, 4 KiB buffer memory, fps=35, spi0.0 at 50 MHz
接下来要做的事情就比较简单了，无论是运行Qt，还是X-Windows，只需要正确设置Framebuffer设备为fb1即可。

6.3.1 在2.8寸屏上运行Lubuntu桌面

在 lubuntu desktop系统里执行以下操作:
首先删除armsoc的配置文件：

sudo rm -f /usr/share/X11/xorg.conf.d/20-armsoc.conf

然后新建一个配置文件 /etc/X11/xorg.conf:

sudo vi /etc/X11/xorg.conf

内容如下：

Section "Monitor"
    Identifier          "Primary"
    VendorName          "FriendlyARM"
EndSection
 
Section "Device"
    Identifier          "Primary"
    Driver              "fbdev"
    Option              "fbdev" "/dev/fb1"
EndSection

重启后可以看到图像:

目前暂时不支持触摸屏，可使用鼠标和键盘操作。

6.3.2 在2.8寸屏上运行Qt程序

在friendly-core系统终端里执行以下命令，运行一个Qt示例:

. setqt5env
export QT_QPA_PLATFORM=linuxfb:fb=/dev/fb1
export QT_QPA_EGLFS_TSLIB=1
export QT_QPA_GENERIC_PLUGINS=tslib,evdevkeyboard
$QTDIR/examples/widgets/widgets/tetrix/tetrix

Qt示例画面如下所示：

目前暂时不支持触摸屏，可使用鼠标和键盘操作。

7 相关资料

[Schematic](Matrix - 2'8 SPI Key TFT-Schematic.pdf)

Matrix - 2'8 SPI Key TFT/zh

Contents

1 介绍

2 特性

3 支持该配件的开发板型号和软件版本

4 硬件连接

4.1 H3系列

4.2 H5系列

4.3 S5P4418系列

5 使用默认使能Matrix-2'8_SPI_Key_TFT的ROM

6 使能Matrix-2'8_SPI_Key_TFT

6.1 H3/H5平台

6.1.1 Linux-4.14

6.1.2 Linux 3.4

6.2 H3配合Linux-3.4内核 / S5P4418配合Linux-3.4内核

6.2.1 在Ubuntu-Core上运行Qt程序

6.3 S5P4418/S5P6818平台

6.3.1 在2.8寸屏上运行Lubuntu桌面

6.3.2 在2.8寸屏上运行Qt程序

7 相关资料

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