步驟1：為什么添加顯示器？

您可以完美運行各種物聯網項目，無需任何顯示。但是，某些IoT項目不僅可以單向饋送數據（從IoT到服務器），還可以從服務器或Internet收集實時信息以進行顯示。

我以前的教學方法，ESP32 Photo Clock是例如，它從Internet下載當前的分鐘照片，將JPEG照片解碼并顯示。

服務器或Internet中有各種實時信息，例如除了室溫，服務器CPU使用率，天氣預報，新聞，股票價格，提醒下載文件已完成之外，您的YouTube頻道視圖：》

步驟2：確定，然后為什么要進行彩色顯示？

許多Arduino項目都使用單色顯示，原因之一是MCU的資源有限。每個RGB顏色通道的寬度為320像素，高度為240像素，顏色為8位，意味著每個全屏圖片為230 KB。但是普通的Arduino（ATmega328）僅具有32 KB的閃存，從SD卡讀取數據并將其繪制到彩色顯示屏上非常耗時（超過一秒鐘）。

ESP32改變了游戲規則。它具有更快的處理能力（16 MHz與240 MHz雙核），更多的RAM（2 KB對超過200 KB）和更多的閃存（32 KB對4 MB），因此能夠利用更多的色彩和更高的分辨率用于顯示的圖像。同時，它能夠執行一些RAM占用很大的過程，例如JPEG解碼，這對于顯示Internet收集的信息是非常重要的功能。

步驟3：串行外圍接口

彩色顯示器具有多種類型的接口：串行外圍設備接口（SPI），6位，8位，16位，18位以及NeoPixel！

SPI主導了業余電子市場，這很可能是因為連接所需的電線更少。我的抽屜中的大多數顯示器也只有SPI引腳，因此此說明主要針對SPI顯示器。

注意：

NeoPixel矩陣是一種非常特殊的彩色顯示器。如果您對NeoPixel矩陣顯示感興趣，請參考以下使用它的說明：

https：//www.instructables.com/id/Display-Colorful -。..

HTTPS：//www.instructables.com/id/ATtiny13A-NeoPixe 。..

https://www.instructables.com/id/IoT-LED-Matrix/

HTTPS：//www.instructables.com/id/IoT-LED-Cheering -。..

https://www.instructables.com/id/IoT-LED-Sign/

步驟4：硬件和軟件

為ESP32選擇彩色顯示屏時，要考慮兩個部分。

硬件

針對業余電子產品，有各種彩色顯示屏：LCD，IPS LCD，具有不同分辨率和不同驅動芯片的OLED。 LCD可以具有更高的圖像密度，但是OLED可以具有更好的可視角度，IPS LCD可以同時具有兩者。 OLED對于每個點亮的像素都具有更高的功率效率，但可能存在老化問題。彩色OLED的工作電壓為14 V，這意味著您需要專用的升壓電路，但是如果您僅使用分線板就不會有問題。 LCD在大多數情況下都可以直接在3.3 V電壓下工作，并且工作電壓與ESP32相同，因此您可以考慮不使用分線板制作更纖薄的產品。

軟件

軟件支持另一方面也會影響您的選擇。您可以使用Arduino IDE開發ESP32程序，也可以直接使用ESP-IDF。但是，由于ESP-IDF沒有太多的顯示庫并且沒有太多的顯示硬件受支持，所以我將只關注Arduino顯示庫。

對于初學者來說，我認為購買adafruit（或類似供應商）硬件并且使用其Arduino庫可以提供良好的無縫體驗（盡管我沒有預算嘗試所有操作）。 TFT_eSPI庫具有更好的性能，但配置需要在庫文件夾中進行更改。 Ucglib和UTFT-ESP運行有點慢，但它支持許多硬件，并且是一個流行的庫，您可以找到許多Arduino項目使用它。

讓我們從抽屜中的彩色顯示屏開始進行比較。

步驟5：LCD ST7735

ST7735是非常受歡迎的LCD分辨率為128x128和128x160的驅動程序模型。這可能是由于其受歡迎程度引起的，有許多制造商生產兼容產品，但它們并不完全兼容。初始代碼有一些變化，顏色順序可以是RGB或BGR，y坐標范圍也有一些像素變化。一些庫通過紅色，綠色或黑色標簽對其進行區分，但標簽顏色并不總是正確的。最壞的情況是一一嘗試使用標簽選項，直到看到好的結果為止。上面的第三張圖片是使用錯誤標簽選項的示例，您可以在頂部找到3個像素的高度噪聲條。

步驟6：LCD ST7735奇數大小

ST7735在128x160的分辨率范圍內還具有其他奇數大小的彩色顯示，例如上面的圖片是0.96英寸128x64彩色顯示器。

步驟7：IPS LCD ST7735

由于可穿戴設備的普及，今年我可以在市場上找到更多的小尺寸IPS LCD。上圖是使用ST7735驅動芯片的0.96英寸80x160 IPS彩色LCD。如您在第三張圖片中所見，您可以將其視為代碼中的128x160彩色顯示器，但實際上僅顯示中間部分。第四張圖片是沒有分線板的顯示器，它很薄，很小，非常適合可穿戴項目！

注意：

所有IPS LCD都有一個共同的特征，即顯示的顏色被倒置，大多數庫都可以通過打開invert選項簡單地對其進行修復。

步驟8：OLED SSD1331

我認為這是市場上可以找到的最低分辨率彩色顯示器，它是0.96英寸96x64彩色OLED。

OLED有很大的優勢是，像素只有在點亮時才會消耗功率；另一方面，即使在顯示黑屏的情況下，LCD背光也會始終消耗全部功率，因此OLED可以幫助為電池供電的項目節省一些電量。/p》

我嘗試在以前的教學指南中使用它：

https：//www.instructables.com/id/Arduino-MINTIA-Ga 。..

步驟9：OLED SSD1351

這是1.5英寸128 x 128色OLED，外形非常適合智能手表般的佩戴能干的項目。選擇此項的最大障礙應該是價格約為普通LCD的4倍。

步驟10：OLED SEPS525

這是我在業余電子市場上可以找到的最高分辨率的彩色OLED，它是1.69“ 160x128彩色OLED。由于大尺寸的分線板，我不知道

第11步：LCD ILI9225

它是2.2英寸176x220彩色液晶顯示器。使用該芯片和分辨率的項目相對較少。這可能是由于其芯片家族兄弟ILI9341（尺寸大了0.2英寸，但分辨率接近兩倍）的成功所致。

步驟12：LCD ILI9341

我認為ILI9341是業余電子市場上最受歡迎的LCD驅動器芯片，大多數情況下分辨率為240x320，屏幕尺寸從2.0開始“至3.2”。一些突破性板還內置觸摸屏功能。

您可以在GitHub上找到許多使用此功能的項目。如果您打算購買第一塊LCD，那么ILI9341突破性板是一個不錯的選擇選擇。

在市場上找到沒有分線板的純LCD也很容易。

以下是我正在使用ILI9341的一些項目：

https：//www.instructables.com/id/Connect-LCD-to-Ra.。.

https://www.instructables.com/id/ESP8266-WiFi-Anal.。.

的https：//www.instructables.com/id/Breadboard-RetroP 。..

HTTPS：//www.instructables.com/id/Portable-WiFi-Ana 。..

https://www.instructables.com/id/ESP32-Photo-Clock.。.

HTTPS：//www.instructables.com/id/Battery-Powered-E 。..

HTTPS：//www.instructables.com/id/Kids-Photo-Album -。..

步驟13：IPS LCD ILI9341

這是IPS版本使用ILI9341驅動器芯片的2.4英寸LCD。

顯示效果很好，但是供應商沒有提供分線板選項，因此您需要自己接線。

步驟14：IPS LCD ST7789

ST7789也是ESP32社區中的通用驅動芯片。原因之一是ESP32官方開發套件正在使用它。與ILI9341一樣，ST7789也可以驅動240x320分辨率。

我手頭沒有240x320 ST7789顯示屏，上面的圖片是1.3英寸240x240 IPS彩色LCD。

這也是第15步：IPS LCD與普通LCD一樣，它可以直接在3.3 V電壓下操作，因此非常適合制作纖薄的可穿戴設備。

HX8352C

這是一個3.0英寸240x400 IPS彩色LCD。這是我什至沒有看到的業余電子市場中唯一的寬屏LCD。

步驟16：LCD ILI9486

這是3.5英寸320x480彩色LCD。此分辨率是普通MCU的負擔，使用Ucglib需要一秒鐘以上的時間才能充滿全屏。

步驟17：軟件比較

有許多顯示庫可以支持各種硬件。我選擇了4個最受歡迎的Arduino庫進行比較：

Adafruit GFX家族

TFT_eSPI

UTFT-ESP

Ucglib

上圖是每個庫的硬件支持列表。

顯示速度是我們考慮選擇哪個庫的最重要的事情之一。為此，我選擇了TFT_eSPI PDQ測試，并做出了一些努力來重寫可以在4個庫中運行的PDQ測試。 。所有測試將使用相同的2.8“ ILI9341 LCD進行。

為簡化比較過程，所有顯示器均使用相同的連接模式n。

這是我的連接摘要：

ESP32 Display

Pin 5 -》 CS （Some display not breakout this pin， simply skip it）

Pin 16 -》 DC

Pin 17 -》 Reset

Pin 18 （VSPI CLK） -》 CLK

Pin 23 （VSPI MOSI） -》 MOSI （Some display call it Din）

您可以在Github上找到代碼：

https://github.com/moononournation/Arduino_graphic 。..

更新

正如我發現TFT_eSPI是此指令中最有潛力的ESP32顯示庫一樣，我付出了一些努力來添加對我所有顯示的支持。手。上圖中新添加的顯示支持用紅色標記為字母M，這是我的增強版本：

https://github.com/moononournation/TFT_eSPI

步驟18：Adafruit GFX系列

Adafruit在業余電子市場上出售各種顯示模塊，并且它們在軟件水平上也有很好的支持。他們的顯示庫全部建立在稱為Adafruit_GFX的父類上，因此我將其稱為Adafruit GFX系列。該庫通常支持大多數Arduino硬件（也包括ESP32）。

在Arduino庫管理器中，只需搜索“ adafruit display” ，即可看到所有家族成員。如果要安裝，請說ILI9341，只需選擇“ Adafruit ILI9341”，然后單擊“安裝”。記住還要安裝其依賴庫“ Adafruit GFX庫” 。

步驟19：TFT-eSPI

此庫方法簽名與Adafruit GFX非常相似，但它是為ESP8266或ESP32量身定制的。我認為源代碼針對ESP32進行了優化，因此PDQ結果比其他庫要快得多。

您可以通過搜索“ TFT-eSPI” 將其安裝在Arduino Library Manager中。然后單擊安裝。

注意：使用此庫最困難的部分是必須先配置此庫，然后才能使用它。配置文件位于庫文件夾中，它應該是您自己的文檔文件夾下的“ Arduino/libraries/TFT_eSPI/User_setup.h” 。它有很多注釋可幫助您完成此操作，請按照注釋逐步進行以完成配置。這是我的ILI9341的User_setup.h：

#define ILI9341_DRIVER

#define TFT_CS 5 // Chip select control pin D8

#define TFT_DC 16 // Data Command control pin

#define TFT_RST 17 // Reset pin （could connect to NodeMCU RST， see next line）

#define LOAD_GLCD // Font 1. Original Adafruit 8 pixel font needs ~1820 bytes in FLASH

#define LOAD_FONT2 // Font 2. Small 16 pixel high font， needs ~3534 bytes in FLASH， 96 characters

#define LOAD_FONT4 // Font 4. Medium 26 pixel high font， needs ~5848 bytes in FLASH， 96 characters

#define LOAD_FONT6 // Font 6. Large 48 pixel font， needs ~2666 bytes in FLASH， only characters 1234567890：-.apm

#define LOAD_FONT7 // Font 7. 7 segment 48 pixel font， needs ~2438 bytes in FLASH， only characters 1234567890：-。

#define LOAD_FONT8 // Font 8. Large 75 pixel font needs ~3256 bytes in FLASH， only characters 1234567890：-。

//#define LOAD_FONT8N // Font 8. Alternative to Font 8 above， slightly narrower， so 3 digits fit a 160 pixel TFT

#define LOAD_GFXFF // FreeFonts. Include access to the 48 Adafruit_GFX free fonts FF1 to FF48 and custom fonts

#define SMOOTH_FONT

#define SPI_FREQUENCY 40000000 // Maximum to use SPIFFS

步驟20：Ucglib

您可以通過搜索“ Ucglib” 然后單擊安裝在Arduino庫管理器中進行安裝。

步驟21：UTFT-ESP

UTFT-ESP基于Rinky-Dink Electronics UTFT庫，并添加了ESP8266和ESP32支持。

您可以通過在Github上下載它進行安裝：

https://github.com/gnulabis/UTFT-ESP

，然后將“ UTFT”文件夾復制到Arduino庫文件夾。/p》

參考號：http：//www.rinkydinkelectronics.com/library.php？id 。..

步驟22：微調SPI頻率

ESP32 + ILI9341可以SPI速度40 MHz運行，它需要在庫文件夾中進行一些代碼更改。上面的圖片是微調的結果。以下是代碼更改摘要：

Adafruit_ILI9341

該庫已為ESP32板定義了SPI_DEFAULT_FREQ為40000000。您還可以在初始化時更改頻率：

tft.begin（80000000）;

TFT_eSPI

User_Setup.h

// #define SPI_FREQUENCY 27000000

// Actually sets it to 26.67MHz = 80/3

#define SPI_FREQUENCY 40000000 // Maximum to use SPIFFS

Ucglib

的src/CLIB/ucg_dev_ic_ili9341.c

UTFT-ESP

硬件/ESP/HW_ESP.h

步驟23：比較舍入

硬件

ST7735和ILI9341是最受歡迎的顯示器，對于初學者來說，這2是更好的選擇。您可能會注意到LCD有一個很大的缺點，可視角度大，在可視角度之外失去了一些顏色，屏幕變得不可讀。如果您有足夠的預算，則OLED或IPS LCD的可視角度要好得多。

軟件

速度

TFT_eSPI的性能最好。

受歡迎程度

在大多數情況下，我們通過在網絡上搜索示例來研究如何使用代碼庫。我已經嘗試在Github中搜索四個庫關鍵字，Adafruit最受歡迎，而UTFT則排名第二。

難度

只有Adafruit GFX系列可以在用戶中完全配置代碼級別，其他3個庫需要在庫文件夾中進行一些配置。而且Adafruit的門戶網站也非常好，有很多詳細的帖子可以教您如何使用其產品。

Round Up

ILI9341對于初學者來說應該是最有價值的展示。 Adafruit GFX庫對于初學者來說應該是最容易使用的，并且由于TFT_eSPI具有非常相似的方法簽名，因此稍后切換到更快的庫非常容易。

步驟24：可選閱讀：連接LCD而無需插線板

OLED需要14 V的電壓才能點亮像素，因此不容易斷開分支板的耦合。另一方面，LCD（也包括IPS LCD）通常在3.3 V電壓下工作，與ESP32相同。在大多數情況下，LCD和ESP32之間僅需要LED控制電路，即晶體管和少量電阻。

在決定不使用分線板之前，首先閱讀數據表非常重要。引腳布局，引腳間距大小，示例電路連接和最大額定值都可以在數據手冊中找到。最大電壓尤為重要，您應遵循額定值，否則將炸毀LCD。該芯片可以在3.3 V的電壓下工作，但LED可以在2.8-3.0 V的電壓下工作，因此它需要中間的一些電子器件，大多數數據手冊都帶有采樣電路。您可能會要求賣方將數據表的軟拷貝發送給您，或者只是通過型號將其發送給Google。

我的特別提示：我喜歡焊接引腳間距與LCD相同的FPC電纜幫助與MCU的連接。我在以下這些指導中使用了此技術：

https：//www.instructables.com/id/Connect-LCD-to-Ra 。..

https：//www .instructables.com/id/Portable-WiFi-Ana 。..

步驟25：可選閱讀：顏色深度

如果您通讀彩色顯示器的數據表，可能會發現大多數彩色顯示器都可以支持18位色深（每個RGB通道為6位）。 18位色深可以提供比16位色深更好的圖像質量（紅色和藍色通道為5位，綠色通道為6位）。但是，只有Ucglib實際上以18位色深（262，144色）運行，其他3個庫都以16位色深（65，536色）運行。這是因為18位色深實際上要求每個像素傳輸3個字節（24位）的數據，這意味著傳輸和存儲在內存中所需的數據量要多50％。這是Ucglib運行速度較慢，但圖像質量更好的原因之一。