ST7789-RGB565-Lite

轻量级 ST7789 240x240 彩色 TFT 驱动（RGB565 / 4-wire SPI），专为小 RAM 单片机设计的无帧缓冲架构。

作者：mark756-66 ｜ 抖音：九十一颗鱼丸

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为什么是 "Lite"

主流方案在小 RAM 芯片上跑彩色屏会直接碰壁：

方案	RAM 需求	20KB SRAM 芯片（如 STM32F103C8）
LVGL	>= 48KB + 堆	装不下
U8g2	单色库（1bpp），无彩色能力	不适用
常规自写驱动（全帧缓冲）	240x240x2 = 115.2KB	装不下
本库（无帧缓冲）	480B 行缓冲	轻松运行

核心思路

ST7789 自带 GRAM 并支持窗口寻址（CASET/RASET/RAMWR）：设置一个矩形窗口后，像素数据流按行自动填充。屏幕 GRAM 本身就是帧缓冲，MCU 无需在片内再存一份——驱动只维护一行 480B 缓冲，"填一行、发一行"。

设窗口 -> 单行缓冲填色 -> SPI 发送 -> 循环 -> 收窗口

性能实测（STM32F103C8 @ 72MHz，SPI 18MHz）

指标	数值
驱动常驻 RAM	480B 行缓冲 + <120B 状态
Flash 占用	< 4KB（含图形库 + 字库）
全屏刷新	约 51ms（约 19fps）
局部刷新（30x44 数字区域）	约 1.2ms

硬件接线

1.54 寸 ST7789 模块，排线顺序：GND VCC SCL SDA RES DC CS BLK

屏幕引脚	STM32 引脚	说明
GND	GND	共地
VCC	3.3V	勿接 5V
SCL	PA5	SPI1_SCK
SDA	PA7	SPI1_MOSI
RES	PB1	硬复位，必须接
DC	PB0	数据/命令选择
CS	PA4	软件片选
BLK	悬空/3.3V	背光，悬空常亮

快速开始

1. 集成文件

lcd_st7789.c / lcd_st7789.h     驱动 + 图形库（核心，平台无关）
spi_st7789.c / spi_st7789.h     STM32F103 HAL 参考移植层（SPI1 + 控制脚）
examples/example_basic.c        RT-Thread 示例

Keil MDK：把两个 .c 加入工程，IncludePath 加入头文件目录。

2. 调用（RT-Thread 示例）

#include <rtthread.h>
#include "lcd_st7789.h"

static void ui_entry(void *p)
{
    lcd_init();                          /* 内含 SPI 初始化 + 硬复位 + 初始化序列 */
    lcd_fill_screen(COLOR_BLACK);

    while (1)
    {
        lcd_fill_screen(lcd_rgb565(10, 20, 40));
        lcd_fill_rect_hgrad(20, 40, 200, 30, COLOR_RED, COLOR_BLUE);
        lcd_draw_text(20, 100, "HELLO ST7789", 3, COLOR_WHITE);
        lcd_draw_digit7(60, 130, 8, 40, 72, 8, COLOR_CYAN);
        rt_thread_mdelay(1000);
    }
}

完整演示（渐变、圆角卡片、七段计数器、彩虹页）见 examples/example_basic.c。

API 速查

颜色

COLOR_BLACK / COLOR_WHITE / COLOR_RED / COLOR_GREEN / COLOR_BLUE
COLOR_YELLOW / COLOR_CYAN / COLOR_MAGENTA / COLOR_ORANGE / COLOR_GRAY

uint16_t lcd_rgb565(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b);   /* 0~255 分量转 RGB565 */

初始化 / 底层

函数	说明
lcd_init(void)	SPI + 硬复位 + 寄存器初始化，上电调用一次
lcd_set_area(x0,y0,x1,y1)	设置写入窗口（配对 lcd_end_area，期间连续发像素）
lcd_end_area(void)	结束窗口写入
lcd_draw_pixel(x,y,c)	画点

图形

函数	说明
lcd_fill_rect(x,y,w,h,c)	实心矩形（核心原语）
lcd_fill_screen(c)	全屏填充
lcd_draw_hline / lcd_draw_vline	水平/垂直线
lcd_draw_line(x0,y0,x1,y1,c)	任意直线（Bresenham）
lcd_draw_rect	空心矩形
lcd_fill_round_rect / lcd_draw_round_rect	实心/空心圆角矩形（逐行扫描真圆角）
lcd_fill_circle / lcd_draw_circle	实心/空心圆
lcd_fill_rect_hgrad / lcd_fill_rect_vgrad	水平/垂直渐变

文字 / 数字

/* 3x5 点阵字体：0-9、A-Z（小写自动转大写）、: . % - / + ! > < */
void    lcd_draw_text(x, y, str, scale, color);
int16_t lcd_text_width(str, scale);

/* 七段数码管风格大数字：w 位宽 / h 位高 / t 笔画厚，推荐 h=2.4w, t=w/6 */
void lcd_draw_digit7(x, y, digit, w, h, t, color);
void lcd_draw_colon7(x, y, h, t, color);

移植到其他平台

驱动对硬件的全部依赖只有 spi_st7789.c 里的三件事：

1. SPI 发送：HAL_SPI_Transmit(&hspi1, ...)；
2. 三根控制脚：TFT_CS / TFT_DC / TFT_RES 的 GPIO 宏与初始化；
3. MX_SPI1_Init()：SPI1 主模式、8bit、Mode0。

换芯片（F4/GD32/软件 SPI）只需替换这三处实现，图形层零改动。旋转屏幕改 lcd_init_seq 中 MADCTL 参数（0x60/0xC0/0xA0 对应 90/180/270 度）。

注意事项

• SPI 速率：默认 18MHz（72MHz/4）。排线长出现花屏时退回 9MHz（分频 8）；
• IPS 反显：初始化序列含 0x21 INVON，IPS 面板必需，勿删；
• 字节序：像素流为高字节在前，驱动已处理（勿改为 uint16_t 直发，小端内存会红蓝互换）;
• 只写不读：SPI 单向配置，无读回能力；
• 无中文字库：3x5 字库覆盖 ASCII 子集，中文可外挂字库或自行扩表。

目录结构

ST7789-RGB565-Lite/
├── README.md              本文档
├── LICENSE                MIT
├── lcd_st7789.c           驱动实现（初始化序列/图形/字库）
├── lcd_st7789.h           驱动 API
├── spi_st7789.c           STM32F103 HAL 参考移植层
├── spi_st7789.h           移植层头文件（控制脚宏）
└── examples/
    └── example_basic.c    RT-Thread 完整演示

License

MIT (c) 2026 mark756-66

作者

mark756-66

抖音：九十一颗鱼丸 邮箱 2985414724@qq.com

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