LCD+GT911触摸交互实验（MicroPython）
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简介
本项目是基于 MicroPython v1.23.0 的 SPI 类实验项目，核心实现了 ST7789 驱动的 LCD 屏幕与 GT911 触摸芯片的协同工作，完成触摸按钮输入控制 LED 开关的功能验证。项目封装了 LCD 增强显示能力（自定义颜色、多字体、按钮控件）、GT911 触摸芯片全功能驱动（I2C 通信、中断回调、配置刷新），并通过软件定时器实现触摸事件防抖，适用于嵌入式设备的触摸交互开发场景。
主要功能
- LCD 显示增强：基于 ST7789 驱动扩展，支持自定义颜色、多尺寸字体（8x8/16x16/16x32）、文本对齐（左/中/右）、图形绘制（圆形）及按钮控件显示；
- GT911 触摸驱动：封装 I2C 通信、硬件复位、配置刷新、多触摸点读取（最多5点）、中断回调（非阻塞调度），支持触摸区域分辨率/刷新率/坐标轴反转等自定义配置；
- 触摸事件处理：通过软件定时器实现 100ms 防抖，避免重复触发触摸事件，支持触摸按钮的按下/释放状态管理；
- 演示功能：触摸 LCD 屏幕上的按钮控件，实现 LED 开关控制，并串口输出触摸点坐标信息；
- 模块化设计：驱动与业务逻辑分离，便于扩展和复用。
硬件要求
- 主控板：支持 MicroPython v1.23.0 的嵌入式开发板（如 ESP32、ESP8266 等）；
- 显示模块：ST7789 驱动的 LCD 屏幕（适配 240x320/240x240/135x240 等分辨率）；
- 触摸模块：GT911 触摸芯片模块（I2C 接口，默认地址 0x5D，可切换为 0x14）；
- 外设：LED 模块（或板载 LED）、杜邦线、稳定电源；
- 调试工具：USB 数据线、串口调试工具（可选）。
文件说明
| 文件名 | 功能说明 |
|---|---|
main.py |
主程序入口，实现触摸事件检测、定时器防抖、LCD 按钮交互、LED 控制等核心逻辑 |
st7789.py |
ST7789 LCD 底层驱动类，封装屏幕初始化、命令发送、颜色模式配置等基础功能 |
gt911.py |
GT911 触摸芯片驱动类，实现 I2C 通信、复位、配置刷新、触摸点读取、中断回调 |
vga1_8x8.py |
8x8像素VGA字体库，存储ASCII 0x20-0x7f字符的点阵数据，适配中等尺寸文本显示 |
vga1_16x16.py |
16x16 像素 VGA 字体库，提供 ASCII 字符（0x20~0x7f）的点阵显示数据 |
vga1_16x32.py |
16x32 像素 VGA 字体库，适配大尺寸文本显示需求 |
软件设计核心思想
- 面向对象扩展：
LCD类继承ST7789扩展显示能力，GT911类封装触摸芯片全生命周期操作，降低耦合； - 防抖机制：通过软件定时器（100ms 单次触发）实现触摸状态重置，避免触摸事件重复响应；
- 中断优化：GT911 触摸中断通过
micropython.schedule实现非阻塞回调，避免中断上下文执行耗时操作； - 资源复用：预分配数组存储触摸点数据，复用 I2C 通信缓冲区，减少内存频繁分配；
- 模块化分离：驱动层（ST7789/GT911）与业务层（触摸事件/LED 控制）分离，便于功能扩展和维护。
使用说明
1. 硬件接线
- LCD 屏幕：SPI 接口（SCK/MOSI/CS/DC/RESET/BL）连接主控板对应 GPIO 引脚；
- GT911 模块：I2C 接口（SDA/SCL）、INT 中断引脚、RST 复位引脚连接主控板；
- LED：正极接主控板 GPIO 引脚，负极接 GND（需串接限流电阻）。
2. 环境准备
- 烧录 MicroPython v1.23.0 固件到主控板；
- 通过工具（如 Thonny、ampy）将所有
.py文件上传到主控板文件系统。
3. 配置调整
- 修改
main.py中 SPI/I2C 引脚、GT911 地址（0x5D/0x14）、LCD 分辨率/旋转角度等参数； - 按需调整
GT911初始化参数（触摸区域分辨率、刷新率、坐标轴反转等）； - 确认 LED 引脚与代码中
LED对象的引脚配置一致。
4. 运行程序
- 重启主控板或在串口终端执行
import main启动程序； - 触摸 LCD 屏幕上的“按钮1”/“按钮2”，可分别控制 LED 开启/关闭，串口会输出触摸点 ID、X/Y 坐标；
- 触摸释放后，按钮控件恢复初始状态，等待下一次触摸事件。
示例程序
以下为核心初始化与使用的简化示例（完整逻辑见 main.py）：
from machine import Pin, SPI, I2C, Timer
from st7789 import ST7789
from gt911 import GT911
# 1. 初始化 SPI 与 LCD
spi = SPI(1, baudrate=40000000, sck=Pin(18), mosi=Pin(23))
lcd = ST7789(
spi,
width=240,
height=320,
dc=Pin(2),
cs=Pin(5),
reset=Pin(4),
backlight=Pin(15),
rotation=0
)
lcd.fill(lcd.WHITE) # 清屏为白色
# 2. 初始化 I2C 与 GT911
i2c = I2C(0, sda=Pin(21), scl=Pin(22), freq=400000)
gt911_dev = GT911(
i2c,
int_pin=34,
rst_pin=35,
addr=0x5D,
width=240,
height=320,
touch_points=2
)
# 3. 初始化 LED 与触摸定时器
LED = Pin(25, Pin.OUT, value=0)
touch_timer = Timer(-1)
# 4. 触摸检测回调（简化版）
def detect_touch(t):
touch_points, touches = gt911_dev.read_touch()
if touch_points > 0:
x, y = touches[0][1], touches[0][2]
print(f"触摸坐标：X={x}, Y={y}")
# 模拟按钮触摸逻辑
if 20 <= x <= 100 and 50 <= y <= 90:
LED.on()
elif 20 <= x <= 100 and 120 <= y <= 160:
LED.off()
touch_timer.init(period=100, mode=Timer.ONE_SHOT, callback=lambda t: None)
# 5. 启动触摸检测定时器
touch_timer.init(period=50, mode=Timer.PERIODIC, callback=detect_touch)
注意事项
- 版本兼容：代码基于 MicroPython v1.23.0 开发，不同版本的 I2C/SPI API 可能存在差异，需按需适配；
- 引脚冲突：避免 SPI/I2C/INT/RST/LED 引脚与主控板系统引脚冲突（如 ESP32 的 GPIO0、GPIO1 等）；
- I2C 地址：GT911 地址由 INT 引脚电平决定（低电平=0x5D，高电平=0x14），需与初始化参数一致；
- 电源稳定：LCD 和 GT911 模块功耗较高，需确保电源输出稳定，避免电压不足导致通信异常；
- 防抖调整：触摸防抖延迟（100ms）可根据实际需求调整，过短易抖动，过长影响响应速度；
- 校验和计算：GT911 配置刷新时需正确计算 184 字节配置区的校验和，否则配置不生效。
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