ESP8266 与 ILI9341 TFT 屏幕实战：解决花屏、镜像、显示不全等问题

引言

ESP8266 以其低成本和 Wi-Fi 功能成为物联网项目的热门选择。ILI9341 TFT 液晶屏则以其适中的价格和良好的显示效果，成为 ESP8266 的理想搭档。然而，将两者结合使用时，经常会出现花屏、镜像、显示不全等问题。本文将深入剖析这些问题的原因，并提供详细的解决方案，助您轻松驾驭 ESP8266 + ILI9341 的组合。

硬件连接

正确连接 ESP8266 和 ILI9341 是首要任务。下表列出了典型连接方式：

ILI9341 引脚	ESP8266 引脚	说明
VCC	3.3V	电源 (3.3V)
GND	GND	地
CS	D8	片选 (Chip Select)
RST/RESET	D2	复位 (Reset)
DC/RS	D1	数据/命令 (Data/Command)
SDI/MOSI	D7	SPI 数据输入 (MOSI)
SCK	D5	SPI 时钟 (SCLK)
LED	3.3V	背光 (或通过电阻，不连接屏幕不亮，见下文)
SDO/MISO	D6	(本例中未使用)

重要提示：

电源： ESP8266 和 ILI9341 必须使用 3.3V 电源。
LED 背光： 部分 ILI9341 模块的 LED 引脚可直接接 3.3V，部分则需串联限流电阻（如 220Ω 或 330Ω）。请务必查阅您购买的屏幕模块的规格书！
ESP8266 SPI 引脚： ESP8266 默认的 SPI 引脚为：
- D5 (GPIO14) - SCK
- D7 (GPIO13) - MOSI
- D6 (GPIO12) - MISO (本例中未使用)

软件设置 (Arduino IDE)

安装库：
- 打开 Arduino IDE。
- "工具" -> "管理库..."。
- 搜索并安装 "Adafruit GFX Library" 和 "Adafruit ILI9341"。

代码框架（竖屏示例）：

#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ILI9341.h>

// 引脚定义 (根据您的实际接线修改)
#define TFT_CS   D8
#define TFT_DC   D1
#define TFT_RST  D2

Adafruit_ILI9341 tft = Adafruit_ILI9341(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

void setup() {
  Serial.begin(115200); // 用于调试
  Serial.println("ILI9341 初始化...");

  delay(500);  // **重要：** 上电延时，确保屏幕稳定

  tft.begin(); // 初始化 ILI9341

  SPI.setFrequency(1000000); // **重要：** 设置 SPI 速度 (1 MHz, 稳定)

  tft.setRotation(0); // 设置屏幕方向：竖屏

  // 设置显示区域 (竖屏 240x320)
  uint8_t caset_data[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0xEF}; // 列地址 0-239
  tft.sendCommand(ILI9341_CASET, caset_data, 4);
  uint8_t raset_data[] = {0x00, 0x00, 0x01, 0x3F}; // 行地址 0-319
  tft.sendCommand(ILI9341_PASET, raset_data, 4);
  tft.writeCommand(ILI9341_RAMWR); // 准备写入像素数据

  // 设置 MADCTL (Memory Access Control)
  uint8_t madctl_data = 0xE8; // 竖屏常用值，可能需要调整 (见下文)
  tft.sendCommand(ILI9341_MADCTL, &madctl_data, 1);

  tft.fillScreen(ILI9341_BLACK); // 清屏 (黑色)

  // 显示一些文字
  tft.setTextColor(ILI9341_WHITE);
  tft.setTextSize(2);
  tft.setCursor(20, 50);
  tft.println("Hello, ESP8266!");

  tft.setTextSize(3);
  tft.setTextColor(ILI9341_YELLOW);
  tft.setCursor(40, 120);
  tft.print("ILI9341");
}

void loop() {
  //  (此处可以添加其他代码，例如读取传感器数据并显示)
   delay(1000);
}

常见问题及解决方案

以下是 ESP8266 + ILI9341 组合的常见显示问题及其解决方案：

花屏 (Garbage Data):
- 原因：
  - SPI 速度过快： ESP8266 的 SPI 速度可能超过 ILI9341 的承受范围。
  - 接线问题： 松动、过长或受干扰的连接。
  - 电源问题： 不稳定的电源或电压不足。
  - 初始化序列问题： 库通常会自动处理，但某些特殊屏幕可能需要手动调整。
- 解决方案：
  - 降低 SPI 速度（首要）： 使用 SPI.setFrequency(1000000); 将 SPI 速度设置为 1 MHz（或更低）。
  - 检查接线： 确保所有连接牢固、紧凑，远离干扰源。
  - 检查电源： 用万用表确认 ILI9341 的 VCC 引脚电压稳定在 3.3V。
  - 增加上电延时： 在 tft.begin(); 前加入 delay(500);。
镜像 (Mirroring) 和倒置 (Inversion):
- 原因： MADCTL (Memory Access Control) 寄存器设置不当。
- 解决方案：
  - 理解 MADCTL： MADCTL 是一个 8 位寄存器，控制屏幕的扫描方向、行列顺序和颜色：
    - Bit 7 (MY): 行地址顺序 (0: 从上到下, 1: 从下到上)
    - Bit 6 (MX): 列地址顺序 (0: 从左到右, 1: 从右到左)
    - Bit 5 (MV): 行/列交换 (0: 不交换, 1: 交换) <-- 竖屏/横屏的关键
    - Bit 4 (ML): 垂直刷新 (0: 从上到下, 1: 从下到上)
    - Bit 3 (RGB): 颜色顺序 (0: RGB, 1: BGR) <-- ILI9341 通常是 BGR
    - Bits 2-0: 未使用
  - 设置 MADCTL：
```
uint8_t madctl_data = 0x...; // 根据需要设置值
tft.sendCommand(ILI9341_MADCTL, &madctl_data, 1);
```
  - 常用 MADCTL 值：
    - setRotation(0) (竖屏): 0x68 或 0xE8
    - setRotation(1) (横屏): 0x48 或 0xC8
  - 重要:更改 MADCTL 值或旋转方向后, 务必完全断电重启!

分辨率错误/显示不全：

原因：
- Adafruit_ILI9341 库未能自动识别屏幕的正确分辨率。
- MADCTL 设置错误。

解决方案：

强制设置显示区域 (CASET 和 PASET)：

// 横屏 (320x240)
uint8_t caset_data[] = {0x00, 0x00, 0x01, 0x3F}; // 列: 0-319
uint8_t raset_data[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0xEF}; // 行: 0-239

// 竖屏 (240x320)
// uint8_t caset_data[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0xEF}; // 列: 0-239
// uint8_t raset_data[] = {0x00, 0x00, 0x01, 0x3F}; // 行: 0-319

tft.sendCommand(ILI9341_CASET, caset_data, 4); // 设置列地址
tft.sendCommand(ILI9341_PASET, raset_data, 4); // 设置行地址
tft.writeCommand(ILI9341_RAMWR);               // 准备写入像素数据

结合 MADCTL 调整： 确保 MADCTL 设置与屏幕方向和 CASET/PASET 设置一致。

总结

通过掌握以上方法，您应该能够解决 ESP8266 与 ILI9341 TFT 屏幕组合的绝大多数显示问题。记住，细心检查硬件、理解 MADCTL、正确设置显示区域是成功的关键。祝您的项目顺利！

横屏模式 (setRotation(1)) 代码，并加入了详细注释和可能需要的调整：

#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ILI9341.h>

// ILI9341 引脚定义 (根据您的实际接线)
#define TFT_CS   D8   // 片选
#define TFT_DC   D1   // 数据/命令
#define TFT_RST  D2   // 复位

// 创建 Adafruit_ILI9341 对象
Adafruit_ILI9341 tft = Adafruit_ILI9341(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

void setup() {
  Serial.begin(115200); // 初始化串口，用于调试
  Serial.println("ILI9341 Test!");

  delay(500); // **重要：** 上电延时，确保 ILI9341 稳定

  tft.begin(); // 初始化 ILI9341 屏幕

  SPI.setFrequency(1000000); // **重要：** 设置 SPI 时钟频率为 1 MHz (保守值)

  tft.setRotation(1); // 设置屏幕为横屏模式 (1:横屏)

  // ********** 设置显示区域 (横屏 320x240) **********
  // CASET (Column Address Set) - 设置列地址范围
  uint8_t caset_data[] = {0x00, 0x00, 0x01, 0x3F}; // 0x0000 到 0x013F (0-319)
  tft.sendCommand(ILI9341_CASET, caset_data, 4);

  // PASET (Page Address Set) - 设置行地址范围
  uint8_t raset_data[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0xEF}; // 0x0000 到 0x00EF (0-239)
  tft.sendCommand(ILI9341_PASET, raset_data, 4);

  tft.writeCommand(ILI9341_RAMWR); // **重要：** 发送 RAM Write 命令，准备写入像素数据

  // ********** 设置 MADCTL (Memory Access Control) **********
  uint8_t madctl_data;

  // 对于 setRotation(1) (横屏)，通常 0x48 或 0xC8 是正确的值
  // 0x48: 正常
  // 0xC8: 垂直翻转 (如果 0x48 显示上下颠倒，就用 0xC8)
  madctl_data = 0x48;  //  先尝试 0x48
  tft.sendCommand(ILI9341_MADCTL, &madctl_data, 1);

  delay(1000); // 更改 MADCTL 后短暂延时

  // 清屏 (黑色)
  tft.fillScreen(ILI9341_BLACK);

  // 设置文本颜色 (白色)
  tft.setTextColor(ILI9341_WHITE);
  // 设置文本大小 (2)
  tft.setTextSize(2);
  // 设置光标位置 (x=20, y=50)
  tft.setCursor(20, 50);
  // 显示文字
  tft.println("Hello, ESP8266!");

  // 设置文本大小 (3)
  tft.setTextSize(3);
  // 设置文本颜色 (黄色)
  tft.setTextColor(ILI9341_YELLOW);
  // 设置光标位置 (x=40, y=120)
  tft.setCursor(40, 120);
  // 显示文字
  tft.print("ILI9341");

  delay(1000); // 观察显示效果
}

void loop() {
  delay(1000); // 简单延时
}

代码的关键点和解释：

#define TFT_CS D8, #define TFT_DC D1, #define TFT_RST D2:
- 这些是引脚定义，将 ESP8266 的 D8、D1 和 D2 引脚分别定义为 ILI9341 屏幕的 CS、DC 和 RST 引脚。
- 请根据您的实际接线修改这些定义！
Adafruit_ILI9341 tft = Adafruit_ILI9341(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);:
- 创建一个 Adafruit_ILI9341 对象，用于控制 ILI9341 屏幕。
- 将之前定义的引脚传递给构造函数。
Serial.begin(115200);:
- 初始化串口通信，波特率为 115200。这用于通过串口监视器进行调试。
delay(500);:
- 非常重要： 上电延时。在 ESP8266 和 ILI9341 上电后，需要一个短暂的延时（至少几百毫秒），以确保 ILI9341 控制器完全初始化并准备好接收命令。
tft.begin();:
- 初始化 ILI9341 屏幕。这会发送一系列初始化命令给 ILI9341 控制器。
SPI.setFrequency(1000000);:
- 非常重要： 设置 SPI 时钟频率为 1 MHz (1000000 Hz)。这是一个相对保守（慢）的值，可以最大程度地兼容不同的 ILI9341 屏幕和 ESP8266 板。
- 如果 1 MHz 工作正常，您可以尝试逐渐增加这个值（例如，2 MHz、4 MHz、8 MHz 等），以找到您的硬件配置下的最高稳定速度。但请记住，过高的 SPI 速度会导致数据错误（花屏）。
tft.setRotation(1);:
- 设置屏幕的旋转方向。
  - 0: 竖屏（肖像模式），240x320
  - 1: 横屏（风景模式），320x240，您的代码中使用的就是这个
  - 2: 竖屏（肖像模式，180 度旋转）
  - 3: 横屏（风景模式，180 度旋转）
CASET 和 PASET (设置显示区域)：
```
uint8_t caset_data[] = {0x00, 0x00, 0x01, 0x3F}; // 0-319 (列)
tft.sendCommand(ILI9341_CASET, caset_data, 4);

uint8_t raset_data[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0xEF}; // 0-239 (行)
tft.sendCommand(ILI9341_PASET, raset_data, 4);
```
- ILI9341_CASET (Column Address Set)：设置要显示的列的起始和结束地址。
- ILI9341_PASET (Page Address Set)：设置要显示的行的起始和结束地址。
- 对于横屏模式 (setRotation(1))，我们设置：
  - 列：0-319 (0x0000 - 0x013F)
  - 行：0-239 (0x0000 - 0x00EF)
tft.writeCommand(ILI9341_RAMWR);:
- 非常重要： 在设置完显示区域（CASET 和 PASET）后，必须发送 ILI9341_RAMWR (Memory Write) 命令。这告诉 ILI9341 控制器，接下来我们要开始写入像素数据到显存了。
MADCTL (Memory Access Control):
```
uint8_t madctl_data = 0x48; // 尝试 0x48，如果不行，尝试 0xC8
tft.sendCommand(ILI9341_MADCTL, &madctl_data, 1);
```
- MADCTL 是一个非常重要的寄存器，它控制着屏幕的扫描方向、行/列地址顺序以及颜色顺序（RGB 或 BGR）。
- 对于 setRotation(1)（横屏），通常 0x48 或 0xC8 是正确的值。
  - 0x48: 正常（没有垂直翻转）
  - 0xC8: 垂直翻转（如果 0x48 显示上下颠倒，就用 0xC8）
- 如果您的屏幕显示仍然有问题（例如，上下镜像），请尝试将 0x48 改为 0xC8。
文本显示：
- tft.fillScreen(ILI9341_BLACK);: 清屏为黑色。
- tft.setTextColor(ILI9341_WHITE);: 设置文本颜色为白色。
- tft.setTextSize(2);: 设置文本大小为 2。
- tft.setCursor(20, 50);: 设置光标位置（x=20, y=50）。
- tft.println("Hello, ESP8266!");: 显示一行文字。
- tft.setTextSize(3);, tft.setTextColor(ILI9341_YELLOW);, tft.setCursor(40, 120);, tft.print("ILI9341");: 显示另一行文字。

总结：

这段代码提供了一个坚实的基础，用于在横屏模式下使用 ESP8266 和 ILI9341 屏幕。如果您的屏幕仍然显示不正常，请务必：

仔细检查接线。
尝试不同的 madctl_data 值（0x48 或 0xC8）。
确保在更改 madctl_data 或 setRotation() 后，完全断电重启 ESP8266 和屏幕。
如果可以, 提供您的屏幕型号和购买链接, 这能帮助提供更具体的建议

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