【花雕学编程】Arduino动手做（249）---1.28寸圆形彩色TFT显示屏高清IPS 模块240*240 SPI接口GC9A01驱动屏幕 简单

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试多做实验，不管成功与否，都会记录下来——小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏 高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动

知识点：GC9A01 驱动芯片

GC9A01是一款支持262,144种颜色的单芯片SOC驱动器，专用于a-TFT液晶显示器，分辨率为240RGBx240像素。它集成了一个360通道源驱动器、一个32通道栅极驱动器，以及129,600字节的GRAM（用于存储240RGBx240像素的图形显示数据），并配备电源电路。

GC9A01支持多种接口模式，包括并行的8/9/12/16/18位数据总线MCU接口、6/12/16/18位数据总线RGB接口，以及3/4线串行外围接口（SPI）。通过窗口地址功能，可以在内部GRAM中指定动态图像区域，并实现该区域的选择性更新，从而同时显示动态图像和静态图像区域。

此外，GC9A01支持全彩模式、8色显示模式以及通过软件控制的睡眠模式，从而实现精准的电源管理。这些特点使GC9A01成为中小型便携设备（如数字手机、智能手机、MP3和PMP）液晶驱动器的理想选择，特别适合那些注重电池续航的应用场景。

关于1.28寸圆形彩色TFT显示屏（240 * 240，SPI接口，GC9A01驱动）的详细介绍：

一、显示屏基本参数
​尺寸与形状
尺寸为1.28寸，采用圆形设计。这种圆形的屏幕在一些特定的应用场景中具有独特优势，比如在可穿戴设备（如智能手表）上，圆形屏幕更符合人体工程学和用户的视觉习惯，能够提供更自然、舒适的观看体验。
​分辨率与显示效果
分辨率为240 * 240像素。这一分辨率在1.28寸的小尺寸屏幕上能够提供较为清晰的图像显示效果。对于显示简单的图标、文字以及一些基本的图形元素来说已经足够，并且可以在有限的空间内展示较为丰富的信息。
作为彩色TFT显示屏，它能够呈现出丰富的色彩。相比黑白显示屏，彩色显示可以增强视觉效果，使数据显示、图像展示等更加生动直观。
采用IPS（In - Plane Switching）技术。IPS技术的优势在于能够提供更广阔的可视角度，从不同的方向观看屏幕时，图像的色彩和对比度变化较小。这对于需要多人查看或者在各种角度下使用设备的场景非常重要，如在工业控制设备中，不同角度的操作人员都能清晰看到屏幕内容。

二、接口与驱动
​SPI接口
SPI（Serial Peripheral Interface）接口是一种高速、全双工、同步的串行通信接口。对于这个1.28寸的显示屏来说，SPI接口具有很多优点。
高速数据传输能力使得微控制器（MCU）能够快速地向显示屏驱动芯片（GC9A01）发送指令和数据。这有助于提高屏幕的响应速度，减少图像显示的延迟，在显示动态图像或者频繁更新的数据时表现得更为出色。
SPI接口的布线相对简单，只需要少量的信号线（如时钟线、数据线、片选线等）就可以实现通信。这对于PCB（印刷电路板）布局来说非常有利，可以减少布线的复杂性，降低电磁干扰（EMI）的风险，同时也有助于节省PCB的空间，使得整个模块更加紧凑。
​GC9A01驱动芯片
GC9A01芯片专门用于驱动这种TFT - LCD屏幕。它负责接收来自MCU通过SPI接口发送过来的指令和数据，并将其转换为对液晶像素的控制信号。
芯片能够对屏幕的显示参数进行设置，如对比度、亮度、色彩饱和度等。通过MCU的软件控制，可以根据具体的应用需求调整这些参数，以达到最佳的显示效果。
在显示控制方面，GC9A01可以实现对240 * 240像素的精确控制，将接收到的数据准确地显示在屏幕上相应的位置。它还支持多种显示模式和图形操作，如清屏、画点、画线、填充区域等基本图形操作，以及更复杂的图像显示和文字显示功能。

三、应用场景
​可穿戴设备
在智能手表、智能手环等可穿戴设备中，这种显示屏可以用来显示时间、通知信息（如短信、邮件提醒）、健康数据（如心率、步数）等。圆形屏幕和彩色显示能够提升用户体验，而SPI接口和GC9A01驱动芯片的组合则保证了数据传输的高效性和显示的稳定性。
​物联网设备
对于一些小型的物联网终端设备，如智能家居传感器节点（带有显示功能）或者工业物联网中的小型监控设备。它可以显示设备的状态信息（如在线/离线、工作模式）、采集到的数据（如温度、湿度数值）等。其紧凑的尺寸、低功耗（得益于SPI接口和芯片本身的特性）以及良好的显示效果使其成为物联网设备显示模块的理想选择。
​小型消费电子设备
在一些小型的消费电子设备中，如便携式音乐播放器、电子相册等。它可以用来显示歌曲信息、播放进度、照片等内容。彩色屏幕和合适的分辨率能够提供较好的视觉体验，而SPI接口方便与设备的MCU进行连接，GC9A01驱动芯片确保了显示功能的正常实现。

实验开发板使用ESP32

实验模块接线示意图

  【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
 实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏 高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动
 项目实验之一：点亮GC9A01A显示屏
 实验开源代码

代码解读：

1、引用库文件

#include "SPI.h"                 
#include "Adafruit_GFX.h"         
#include "Adafruit_GC9A01A.h"    

SPI库 (SPI.h)：用于支持与SPI设备通信，这是一种快速同步通信协议。
Adafruit GFX库 (Adafruit_GFX.h)：一个灵活的图形库，支持基本图形操作，如绘制线条、矩形和文本。
Adafruit GC9A01A库 (Adafruit_GC9A01A.h)：特定于GC9A01A显示屏的驱动库，负责初始化和控制显示屏硬件。

2、定义引脚

#define TFT_DC 2   
#define TFT_CS 4  

TFT_DC：数据/命令引脚，用于区分发送的是显示数据还是指令。
TFT_CS：片选引脚，用于选择当前连接的显示屏。
通过这些定义，代码可以轻松调整连接的硬件配置。

3、创建显示屏对象

Adafruit_GC9A01A tft(TFT_CS, TFT_DC);

tft对象：通过将TFT_CS和TFT_DC作为参数传入构造函数，创建显示屏的控制对象，用于后续操作显示屏。

4、初始化设置 (setup())

Serial.begin(9600);                 
Serial.println("GC9A01A Test!");    

tft.begin();                        
tft.setRotation(2);          
      
串口初始化：Serial.begin(9600) 设置波特率为9600，方便进行调试和输出信息。
串口信息输出：Serial.println("GC9A01A Test!") 在串口监视器打印一条调试信息。
显示屏初始化：调用tft.begin()完成GC9A01A显示屏的初始化配置。
屏幕方向设置：使用tft.setRotation(2)调整屏幕的显示方向（数字参数对应不同方向）。

5、主循环 (loop())

tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK);      
tft.setTextColor(GC9A01A_WHITE);    
tft.setTextSize(2);                 
tft.setCursor(75, 110);             
tft.println("Welcome!");            
delay(100);

填充屏幕背景色：tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK) 将屏幕填充为黑色，相当于清屏。
设置文本颜色：tft.setTextColor(GC9A01A_WHITE) 将后续的文本颜色设为白色。
设置文本大小：tft.setTextSize(2) 设置字体的放大比例，2表示常规字体的2倍大小。
设置文本位置：tft.setCursor(75, 110) 将文本的绘制起始点设置为(75, 110)的像素坐标。
显示文本：tft.println("Welcome!") 在屏幕上输出“Welcome!”文字。
延时：delay(100) 增加短暂延时（100毫秒），避免屏幕内容频繁刷新。

6、总结
这段代码主要完成了以下功能：
硬件初始化：通过串口和显示屏驱动库配置硬件。
屏幕方向设置：调整显示方向以适配需求。
屏幕清屏与文字显示：在屏幕上输出静态文本“Welcome!”。
延时避免刷新干扰：延时使屏幕显示更加稳定。

实验串口返回情况

实验场景图