瑞芯微RK3568适配1.8英寸ST7735S SPI屏幕教程
在工业 HMI、便携检测等场景中，“小屏大作”已成为刚需。传统方案往往存在性能不足或扩展复杂的问题，而CA888亚洲城集团 OK3568-C 开发板（搭载 RK3568 四核 A55 2.0GHz 处理器）凭借原生 3 路 SPI、84 路 GPIO 及开源 Linux 5.10 SDK，让“点亮一块 SPI 屏幕”如同“喝杯咖啡般轻松便捷”。本文以 1.8 英寸 ST7735S 彩屏为例，手把手带您从 0 到 1 完成适配，全程仅需 15 分钟。
图：CA888亚洲城集团嵌入式RK3568核心板
一、OK3568-C 开发板亮点速览
二、硬件基础信息
1、屏幕参数
- 驱动芯片：ST7735S
- 分辨率：128×160，支持 26 万色、65K 色（16-bit RGB565 格式）
- 接口类型：4 线 SPI（包含 CS/DC/RES/SCL/SDA 引脚），背光 BL 独立控制
- 工作电压：3.3V（VCC引脚，不可接5V）
- 通信速率：最高支持 50MHz SPI 时钟
图1：1.8英寸ST7735S RGB TFT LCD屏幕接口引脚定义
2、硬件连接方案
屏幕引脚与 OK3568 的连接关系需严格对应，确保 SPI 通信与 GPIO 控制正常，连接表如下：
| 屏幕引脚 | 连接目标（OK3568） | 功能说明 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| VCC | 3.3V 电源 | 为屏幕提供工作电压 | 必须接3.3V，不可接5V，避免烧毁屏幕 |
| GND | GND | 电源共地，确保电压稳定性 | 必须可靠接地，否则可能出现显示异常 |
| BL | 3.3V 电源 | 屏幕背光控制 | 软件未配置时直接接3.3V实现背光常亮 |
| CS | spi0_cs0 | SPI0 片选0引脚 | 低电平时选中当前SPI从设备 |
| DC | GPIO3_A2 | 数据/命令控制引脚 | 高电平传输数据，低电平传输命令 |
| RES | GPIO3_B3 | 屏幕复位引脚 | 上电后需拉低复位，复位完成后拉高 |
| SCL | spi0_clk | SPI0 时钟引脚 | 提供SPI同步通信时钟，最高50MHz |
| SDA | spi0_mosi | SPI0 主发从收引脚 | 传输SPI命令与显示数据 |
- 接线前必须断开 OK3568 开发板电源，严禁带电接线！
- 接线完成后需反复核对引脚对应关系，确认无误后再上电
- VCC引脚务必接3.3V，接5V会直接烧毁ST7735S芯片
- 所有GND引脚需可靠连接，避免出现供电不稳导致的显示异常
三、设备树配置
设备树用于向内核描述 SPI0 与屏幕的硬件资源，需在 OK3568 设备树中添加以下配置：
pinctrl-names = "default", "high_speed";
pinctrl-0 = <&spi0m1_cs0 &spi0m1_pins>;
pinctrl-1 = <&spi0m1_cs0 &spi0m1_pins_hs>;
status = "okay";
spi@0 {
compatible = "sitronix,st7735r";
reg = <0>;
dc-gpios = <&gpio3 RK_PA2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
reset-gpios = <&gpio3 RK_PB3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
spi-max-frequency = <50000000>;
rotation = <0>;
};
}
- compatible：必须设置为 "sitronix,st7735r"，与内核驱动的兼容性字段匹配，ST7735S兼容ST7735R驱动
- dc-gpios/reset-gpios：RK_PA2对应硬件连接的GPIO3_A2，RK_PB3对应GPIO3_B3，需与实际接线一致
- spi-max-frequency：设置为50000000（50MHz），不可超过ST7735S支持的最大速率
- rotation：可根据实际需求设置旋转角度，支持0°、90°、180°、270°四个方向
- bgr：若屏幕显示颜色异常（如红色变蓝色），可添加或删除该属性调整颜色格式
四、内核驱动配置与开发
需开启内核 Framebuffer 相关配置，并添加 ST7735S 驱动代码，实现屏幕初始化与显示控制。推荐使用内核自带的 FB_TFT 框架，无需从零开发驱动。
1、内核配置使能
通过make menuconfig进入内核配置界面，开启以下选项（路径：Device Drivers → Graphics support → Frame buffer Devices）：
- CONFIG_FB_TFT=y：使能 FB_TFT 框架（基础显示框架，必须开启）
- CONFIG_FB_TFT_ST7735R=y：使能 ST7735R 驱动（兼容 ST7735S，必须开启）
- CONFIG_DRM_TINYDRM=y：使能 TinyDRM 框架（可选，用于DRM显示架构）
- CONFIG_TINYDRM_ST7735R=y：使能 TinyDRM 下的 ST7735R 驱动（可选）
- 配置完成后需保存配置文件（.config），避免下次编译丢失配置
- 重新编译内核与设备树：make -j$(nproc) zImage dtbs modules（根据CPU核心数调整-j参数）
- 编译完成后生成的内核镜像在arch/arm64/boot/zImage，设备树在arch/arm64/boot/dts/rockchip/目录下
- 需将新编译的内核镜像、设备树文件烧录到开发板，确保配置生效
2、完整驱动代码（fb_st7735r.c）
以下是基于 Framebuffer 框架的 ST7735S 完整驱动代码，可直接放入内核源码目录drivers/video/fbdev/fbtft/下，或使用内核自带驱动（Linux 5.10 已内置该驱动）：
/*
* FB driver for the ST7735R LCD Controller
*
* Copyright (C) 2013 Noralf Tronnes
*/
#include
#include
#include
#include
- 该驱动基于内核 FB_TFT 框架开发，无需修改内核核心代码，只需编译进内核即可
- 默认支持 128×160 分辨率，16-bit RGB565 颜色格式，最高 50MHz SPI 速率
- 包含完整的屏幕初始化命令序列，针对 ST7735S 进行了优化适配
- 支持 0°/90°/180°/270° 屏幕旋转，可通过设备树 rotation 属性配置
- 包含 Gamma 校准功能，可通过内核参数调整显示色彩效果
- 自动处理 ST7735S 的像素偏移问题，确保显示区域准确
3、应用层测试程序（test2.c）
用于验证屏幕显示功能，通过操作 Framebuffer 设备填充指定颜色。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[]) {
char *endptr;
uint16_t color = 0xFFFF; // Default color (white)
long int num = strtol(argv[1], &endptr, 10); // Number of rows to fill
// Check if arguments are passed correctly
if (argc < 3) {
printf("Usage: %s
return 1;
}
// Parse color based on argv[2]
if (strcmp(argv[2], "red") == 0) {
color = 0xF800; // Red: 11111 000000 00000
} else if (strcmp(argv[2], "green") == 0) {
color = 0x07E0; // Green: 00000 111111 00000
} else if (strcmp(argv[2], "blue") == 0) {
color = 0x001F; // Blue: 00000 000000 11111
} else if (strcmp(argv[2], "white") == 0) {
color = 0xFFFF; // White: 111111 111111 11111
} else if (strcmp(argv[2], "black") == 0) {
color = 0x0000; // Black: 00000 000000 00000
} else {
printf("Unknown color: %s. Defaulting to white.\n", argv[2]);
}
int fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);
if (fb == -1) {
perror("Error opening framebuffer device");
return 1;
}
// 获取屏幕的属性
struct fb_var_screeninfo vinfo;
if (ioctl(fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo)) {
perror("Error reading variable information");
close(fb);
return 1;
}
int width = vinfo.xres;
int height = vinfo.yres;
int bpp = vinfo.bits_per_pixel; // 每像素的字节数
printf("Screen resolution: %dx%d\n", width, height);
printf("Color depth: %d bpp\n", bpp);
// 映射帧缓冲内存
size_t framebuffer_size = width * height * 2;
uint16_t *framebuffer = mmap(NULL, framebuffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fb, 0);
if (framebuffer == MAP_FAILED) {
perror("Error mapping framebuffer memory");
close(fb);
return 1;
}
// 填充背景颜色
for (int y = 0; y < num; y++) {
framebuffer[y] = color;
}
// 取消映射并关闭文件
munmap(framebuffer, framebuffer_size);
close(fb);
return 0;
}
五、编译与烧录
完成设备树配置和驱动开发后，需要编译内核、设备树，并烧录到 OK3568 开发板中。
1、编译步骤
-
设置交叉编译工具链：
export ARCH=arm64 export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- export PATH=$PATH:/path/to/toolchain/bin
-
编译内核镜像：
make -j$(nproc) zImage
-
编译设备树：
make -j$(nproc) dtbs
-
编译内核模块（若驱动配置为模块）：
make -j$(nproc) modules
-
安装模块（可选）：
make modules_install INSTALL_MOD_PATH=./modules
2、烧录方法
推荐使用 TF 卡烧录或 USB 烧录工具（如 RKDevTool），以下以 TF 卡烧录为例：
- 将编译生成的 zImage（内核镜像）拷贝到 TF 卡的 boot 分区
- 将编译生成的设备树文件（如 ok3568.dtb）拷贝到 TF 卡的 boot 分区
- 将开发板设置为 TF 卡启动模式，插入 TF 卡后上电
- 系统启动后，内核会自动加载 ST7735S 驱动，识别屏幕设备
- 烧录前请备份开发板原有系统，避免数据丢失
- 确保交叉编译工具链版本与内核版本匹配（推荐使用 Linaro 2021.07 及以上版本）
- 设备树文件名需与开发板启动脚本中指定的文件名一致
- 若使用模块方式加载驱动，需在系统启动后执行insmod fb_st7735r.ko加载驱动
六、测试验证
系统启动后，可通过以下方法验证屏幕是否正常工作：
1、基础验证
- 查看 Framebuffer 设备：ls /dev/fb*，若出现/dev/fb1（或其他fb设备号），说明驱动加载成功
- 查看设备树匹配信息：dmesg | grep st7735，若输出 "st7735r spi0.0: registered" 等信息，说明设备树匹配成功
- 查看 SPI 总线信息：dmesg | grep spi，确认 SPI0 总线已正常初始化
2、显示测试
使用以下命令测试屏幕显示功能：
-
填充纯色显示（红色）：
[root@ok3568:/]# /root/test2 10240 red //填充的像素总数
-
执行命令后，终端将显示：
Screen resolution：128x160
Color depth：16 bpp
- 屏幕将显示一半像素为红色，验证显示功能正常。
七、常见问题排查
- 检查 VCC 引脚是否接 3.3V，GND 是否可靠接地
- 检查 BL 引脚是否接 3.3V，或软件是否配置了背光控制
- 检查 SPI0 总线是否正常初始化（dmesg | grep spi0）
- 检查设备树中 spi0 的 status 是否设置为 "okay"
- 检查 SPI 引脚接线是否正确（SCL、SDA、CS 引脚）
- 降低 SPI 通信速率（将 spi-max-frequency 改为 10MHz 测试）
- 检查 DC 引脚和 RES 引脚接线是否正确
- 确认驱动中的像素偏移配置是否正确
- 检查设备树中是否添加了 bgr 属性（根据屏幕实际需求调整）
- 调整 Gamma 校准参数，优化显示色彩
- 确认像素格式配置是否为 RGB565（0x3A 命令参数为 0x05）
- 检查电源电压是否稳定，是否存在纹波干扰
- 检查设备树 compatible 属性是否为 "sitronix,st7735r"
- 确认内核已开启 CONFIG_FB_TFT 和 CONFIG_FB_TFT_ST7735R 配置
- 查看 dmesg 日志，分析驱动加载失败原因（dmesg | grep -i error）
- 检查 GPIO 引脚是否被其他设备占用
八、总结
本文详细介绍了 OK3568 开发板适配 1.8 英寸 ST7735S SPI 屏幕的完整流程，包括硬件连接、设备树配置、内核驱动开发、编译烧录和测试验证等环节。通过本文的教程，您可以快速实现 ST7735S 屏幕的点亮与显示控制。
关键要点总结：
- 硬件连接需严格按照引脚对应关系，特别注意 VCC 接 3.3V，避免烧毁屏幕
- 设备树配置需确保 compatible 属性、GPIO 引脚定义、SPI 速率等参数正确
- 驱动基于 FB_TFT 框架开发，无需从零开发，可直接使用内核自带驱动或本文提供的优化版本
- 测试验证时，先通过基础命令确认驱动加载和设备识别，再进行显示功能测试
- 遇到问题时，善用 dmesg 日志定位问题，提高排查效率
通过本教程的适配方案，您可以在 OK3568 开发板上快速集成 ST7735S 屏幕，为工业控制、便携设备等场景提供低成本的显示解决方案。如需进一步扩展功能（如触摸控制、背光调节等），可在此基础上进行二次开发。
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