Современная электроника №4/2019

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2019 Цветные графические сенсорные дисплейные модули Nextion на основе микроконтроллера серии STM32 Создание современных пультов оператора на базе микропроцессорных устройств невозможно без использования различных типов дисплеев. Наиболее информативные из них – графические. В статье описываются цветные графические сенсорные дисплейные модули Nextion на основе микроконтроллера серии STM32, предназначенные для создания человеко-машинного интерфейса, а также представлен пример готового проекта. Олег Вальпа (sandh@narod.ru ) В ВЕДЕНИЕ Для создания микропроцессорных пультов операторов можно исполь- зовать различные виды дисплеев. Для самых простых устройств подойдёт 7-сегментный индикатор или символь- ный ЖК-дисплей, а для вывода про- стейшей монохромной графики мож- но использовать дисплеи от мобильных телефонов либо современные OLED- дисплеи. Ресурсов многих микрокон- троллеров обычно хватает для подклю- чения и обслуживания даже цветных дисплеев с TFT-матрицей. Однако чем сложнее дисплей, тем труднее прихо- дится микроконтроллеру. Например, несмотря на самые изощрённые и быстрые библиотеки, ресурсов микро- контроллера Atmega328 едва хватает для работы с цветной TFT-матрицей. При этом для программы основного алгоритма остаётся менее половины памяти программ контроллера. Выход из ситуации заключается в том, чтобы наделить графический дисплей соб- ственным микроконтроллером, кото- рый бы использовал все свои вычис- лительные ресурсы на обработку гра- фики. Этот модуль можно было бы подключить к любому микроконтрол- леру по одному из стандартных интер- фейсов и обмениваться с ним унифи- цированными командами. Именно такой модуль рассмотрен в этой ста- тье – графический модуль Nextion. Дан- ные устройства могут использоваться в проектах «умного» дома и других систе- мах управления и мониторинга. О БЗОР МОДУЛЕЙ N EXTION Модули Nextion [1] представляют собой устройства, предназначенные для организации современных интер- фейсов пользователя, насыщенных красками и графикой. Они имеют в своём составе цветной графический сенсорный TFT-дисплей и современ- ный 32-разрядный микроконтроллер серии STM32 [2], оснащённый памятью, слотом карт памяти microSD и внеш- ними интерфейсами. Микроконтрол- лер модуля предназначен для управле- ния дисплеем и организации обмена с внешними устройствами. Он позволя- ет подключать модуль Nextion к любо- му внешнему контроллеру управления по последовательному интерфейсу свя- зи UART, а также внешние кнопки, све- тодиоды, реле и т.п. непосредственно к выводам GPIO модуля через согласую- щие элементы. Модуль Nextion можно легко адаптировать к существующим проектам: для этого потребуется всего один выделенный порт UART у подклю- чаемого устройства. Первоначально производителем была разработана линейка базовых модулей Nextion Basic с диагоналями дисплея от 2,4 до 7 ″ . Вскоре свет увиде- ла линейка новой, улучшенной версии модулей Nextion Enhanced, имеющих в своём составе часы реального време- ни RTC с автономным питанием, порты GPIO, память EEPROM и возможность формировать сигналы ШИМ. Техни- ческие характеристики обеих версий модулей Nextion приведены в таблице. Внешний вид модуля показан на рисунке 1. Модуль потребляет ток около 500 мА от источника с постоянным стабилизи- рованным напряжением 5 В. Яркость дисплея можно регулировать в диапа- зоне от 0 до 180 единиц с интервалом в 1%. Стоимость модулей составляет от $15 до $60 в зависимости от разме- ра дисплея. В комплект поставки входят модуль Nextion, плата питания с разъё- момMicro USB, кабель питания и связи. Производитель разместил на сво- ём сайте [3] бесплатные файлы для изготовления корпусных рамок ко всем типам модулей с помощью Функциональное назначение выводов TS1000T, VS1000 Параметры NX3224T024 NX3224T070 NX3224K028 NX4024K032 NX8048K050 Диагональ дисплея, дюймов 2,4 7 2,8 3,2 5 Разрешение экрана 320 × 240 320 × 240 320 × 240 400 × 240 800 × 480 Размер модуля, мм 74,4 × 42,9 181 × 108 85 × 49,8 95 × 47,6 133 × 84 FLASH-память, Мбайт 4 16 16 16 32 ОЗУ, Кбайт 3,5 3,5 3,5 3,5 8 Частота контроллера, МГц 48 48 48 48 108 Потребляемый ток, мА до 90 до 500 до 65 до 85 до 410 Линейный ряд Basic Enhanced Выводы GPIO Нет 8 выводов, из них 4–7 поддерживают ШИМ Часы реального времени Нет Есть, с элементом питания типа CR1220 Напряжение питания 5 В постоянного тока 500 мА Тип подсветки экрана Светодиодная подсветка с регулируемой яркостью Тип сенсорного экрана Резистивный Количество цветов 65 536 в коде 5R6G5B UART Скорость от 2400 до 115 200 (по умолчанию 9600), уровни TTL Тип SD-карт microSD объёмом до 32 Гбайт c файловой системой FAT32 Рабочая температура –20…+70°C Температура хранения –30…+85°C