37款傳感器與執(zhí)行器的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止這37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊，依照實踐出真知（一定要動手做）的理念，以學(xué)習(xí)和交流為目的，這里準(zhǔn)備逐一動手嘗試系列實驗，不管成功（程序走通）與否，都會記錄下來—小小的進(jìn)步或是搞不掂的問題，希望能夠拋磚引玉。
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗一百五十三：2.4寸TFT液晶觸摸屏 彩屏模塊 可直插UNO R3 Mega2560開發(fā)板
TFT-LCD 高清真彩顯示屏
TFT LCD是液晶顯示器（LCD）的一種變體，它使用薄膜晶體管（TFT）技術(shù)來改善圖像質(zhì)量，例如可尋址性和對比度。 TFT LCD是有源矩陣LCD，與無源矩陣LCD或具有少量段的簡單直接驅(qū)動LCD相比。TFT-LCD是采用新材料和新工藝的大規(guī)模半導(dǎo)體全集成電路制造技術(shù)，是液晶（lc）、無機和有機薄膜電致發(fā)光（el和oel）平板顯示器的基礎(chǔ)。tft是在玻璃或塑料基板等非單晶片上（當(dāng)然也可以在晶片上）通過濺射、化學(xué)沉積工藝形成制造電路必需的各種膜，通過對膜的加工制作大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路（lsic）。采用非單晶基板可以大幅度地降低成本，是傳統(tǒng)大規(guī)模集成電路向大面積、多功能、低成本方向的延伸。在大面積玻璃或塑料基板上制造控制像元（lc或oled）開關(guān)性能的tft比在硅片上制造大規(guī)模ic的技術(shù)難度更大。對生產(chǎn)環(huán)境的要求（凈化度為100級），對原材料純度的要求（電子特氣的純度為99.999985%），對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的要求都超過半導(dǎo)體大規(guī)模集成，是現(xiàn)代大生產(chǎn)的頂尖技術(shù)。
簡單地說，它是一個以電信號控制的光開關(guān)裝置。液晶介于兩片透明導(dǎo)電的銦錫氧化物 (ITO) 電極之間，經(jīng)由加在 ITO 電極上的電壓高低可以控制不同的液晶 排列方向 (如圖二)，而液晶的排列方向與光線的穿透量有關(guān)，進(jìn)而造成像素亮暗程度不同，這就是灰階的控制原理 (顏色則是由彩色濾光片產(chǎn)生)。此像素的灰階是由數(shù)據(jù)驅(qū)動器 (Data driver) 所能提供的分電壓數(shù)目決定。
TFT屏幕是什么意思
TFT(Thin Film Transistor) 即薄膜場效應(yīng)晶體管，它可以“主動地”對屏幕上的各個獨立的像素進(jìn)行控制，這樣可以大大提高反應(yīng)時間。一般 TFT 的反應(yīng)時間比較快，約 80 毫秒，而且可視角度大，一般可達(dá)到 130 度左右，主要運用在高端產(chǎn)品。從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息。 TFT 屬于有源矩陣液晶顯示器，在技術(shù)上采用了“主動式矩陣”的方式來驅(qū)動，方法是利用薄膜技術(shù)所作成的電晶體電極，利用掃描的方法“主動拉”控制任意一個顯示點的開與關(guān)，光源照射時先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子傳導(dǎo)光線，通過遮光和透光來達(dá)到顯示的目的。
新一代的彩屏手機中很多都支持 65536 色顯示，有的甚至支持 16 萬色顯示，這時 TFT 的高對比度，色彩豐富的優(yōu)勢就非常重要了。
TFT 型的液晶顯示器主要的構(gòu)成包括：螢光管、導(dǎo)光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等等。
TFT 屏幕怎么樣
TFT 還改善了 STN 會閃爍 ( 水波紋 ) 模糊的現(xiàn)象，有效地提高了播放動態(tài)畫面的能力。與 STN 相比 TFT 有出色的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度，但是缺點就是比較耗電，而且成本也比較高。
TFT 液晶為每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而每個節(jié)點都相對獨立，并可以連續(xù)控制，不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，同時可以精確控制顯示色階，所以 TFT 液晶的色彩更真。 TFT 液晶顯示屏的特點是亮度好、對比度高、層次感強、顏色鮮艷，但也存在著比較耗電和成本較高的不足。 TFT 液晶技術(shù)加快了手機彩屏的發(fā)展。新一代的彩屏手機中很多都支持 65536 色顯示，有的甚至支持 16 萬色顯示，這時 TFT 的高對比度，色彩豐富的優(yōu)勢就非常重要了。
TFT-LCD工作原理
TFT 就是“ Thin Film Transistor ”的簡稱，一般代指薄膜液晶顯示器，而實際上指的是薄膜晶體管（矩陣）—— 可以“主動的”對屏幕上的各個獨立的象素進(jìn)行控制，這也就是所謂的主動矩陣 TFT （ active matrix TFT ）的來歷。那么圖象究竟是怎么產(chǎn)生的呢？基本原理很簡單：顯示屏由許多可以發(fā)出任意顏色的光線的象素組成，只要控制各個象素顯示相應(yīng)的顏色就能達(dá)到目的了。在 TFT LCD 中一般采用背光技術(shù)，為了能精確地控制每一個象素的顏色和亮度就需要在每一個象素之后安裝一個類似百葉窗的開關(guān)，當(dāng)“百葉窗”打開時光線可以透過來，而“百葉窗”關(guān)上后光線就無法透過來。當(dāng)然，在技術(shù)上實際上實現(xiàn)起來就不像剛才說的那么簡單。 LCD （ Liquid Crystal Display ）就是利用了液晶的特性（當(dāng)加熱時為液態(tài)，冷卻時就結(jié)晶為固態(tài)），一般液晶有三種形態(tài)：
類似粘土的層列（ Smectic ）液晶
類似細(xì)火柴棒的絲狀（ Nematic ）液晶
類似膽固醇狀的（ Cholestic ）液晶
液晶顯示器使用的是絲狀，當(dāng)外界環(huán)境變化它的分子結(jié)構(gòu)也會變化，從而具有不同的物理特性 ——就能夠達(dá)到讓光線通過或者阻擋光線的目的——也就是剛才比方的百葉窗。大家知道三原色，所以構(gòu)成顯示屏上的每個象素需上面介紹的三個類似的基本組件來構(gòu)成，分別控制紅、綠、藍(lán)三種顏色。
TFT-LCD主要特點
（1）大面積：九十年代初第一代大面積玻璃基板（300mm×400mm）tft-lcd生產(chǎn)線投產(chǎn)，到2000年上半年玻璃基板的面積已經(jīng)擴(kuò)大到了680mm×880mm），而預(yù)計在09年啟動的日本sharp在大阪投資的10代線玻璃基板尺寸達(dá)到了2880mmx3080mm,該尺寸玻璃面板可裁切15片42寸的液晶電視。
（2）高集成度：用于液晶投影的1.3英寸tft芯片的分辨率為xga含有百萬個象素。分辨率為sxga（1280×1024）的16.1英寸的tft陣列非晶體硅的膜厚只有50nm，以及tab on glass和system on glass技術(shù)，其ic的集成度，對設(shè)備和供應(yīng)技術(shù)的要求，技術(shù)難度都超過傳統(tǒng)的lsi。
（3）功能強大：tft最早作為矩陣選址電路改善了液晶的光閥特性。對于高分辨率顯示器，通過0-6v范圍的電壓調(diào)節(jié)（其典型值0.2到4v），實現(xiàn)了對象元的精確控制，從而使lcd實現(xiàn)高質(zhì)量的高分辨率顯示成為可能。tft-lcd是人類歷史上第一種在顯示質(zhì)量上超過crt的平板顯示器。人們開始把驅(qū)動ic集成到玻璃基板上，整個tft的功能將更強大，這是傳統(tǒng)的大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路所無法比擬的。
（4）低成本：玻璃基板和塑料基板從根本上解決了大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的成本問題，為大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用開拓了廣闊的應(yīng)用空間。
（5）工藝靈活：除了采用濺射、cvd（化學(xué)氣相沉積）mcvd（分子化學(xué)氣相沉積）等傳統(tǒng)工藝成膜以外，激光退火技術(shù)也開始應(yīng)用，既可以制作非晶膜、多晶膜，也可以制造單晶膜。不僅可以制作硅膜，也可以制作其他的Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體薄膜。
（6）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，以tft技術(shù)為基礎(chǔ)的液晶平板顯示器是信息社會的支柱產(chǎn)業(yè)，也技術(shù)可應(yīng)用到正在迅速成長中的薄膜晶體管有機電致發(fā)光(tft-oled)平板顯示器也在迅速的成長中。
TFT-LCD驅(qū)動電路（采用ILI9341芯片）
為了顯示任意圖形，TFT-LCD用m×n點排列的逐行掃描矩陣顯示。在設(shè)計驅(qū)動電路時，首先要考慮液晶電解會使液晶材料變質(zhì)，為確保壽命一般都采用交流驅(qū)動方式。已經(jīng)形成的驅(qū)動方式有：電壓選擇方式、斜坡方式、DAC方式和模擬方式等。由于TFT-LCD主要用于筆記本計算機，所以驅(qū)動電路大致分成：信號控制電路、電源電路、灰度電壓電路、公用電極驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路和尋址線驅(qū)動電路（柵極驅(qū)動IC）。上述驅(qū)動電路的主要功能是：信號控制電路將數(shù)字信號、控制信號以及時鐘信號供給數(shù)字IC，并把控制信號和時鐘信號供給柵極驅(qū)動IC；電源電路將需要的電源電壓供給數(shù)字IC和柵極驅(qū)動IC；灰度電壓電路將數(shù)字驅(qū)動電路產(chǎn)生的10個灰度電壓各自供給數(shù)據(jù)驅(qū)動；公用電極驅(qū)動電路將公用電壓供給相對于象素電極的共享電極；數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路將信號控制電路送來的RGB信號的各6個比特顯示數(shù)據(jù)以及時鐘信號，定時順序鎖存并續(xù)進(jìn)內(nèi)部，然后此顯示數(shù)據(jù)以6比特DA變換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，再由輸出電路變換成阻抗，供給液晶屏的資料線；柵極驅(qū)動電路將信號控制電路送來的時鐘信號，通過移位寄存器轉(zhuǎn)換動作，將輸出電路切換成ON／OFF電壓，并順次加到液晶屏上。最后，將驅(qū)動電路裝配在TAB（自動焊接柔性線路板）上，用ACF（各向異性導(dǎo)電膠膜）、TCP（驅(qū)動電路柔性引帶）與液晶顯示屏相連接。
本例TFT-LCD采用ILI9341驅(qū)動芯片。該控制芯片是封裝在TFT-LCD內(nèi)部，只留有外部引腳接口。對于用戶來說，只要掌握如何向ILI9341控制器發(fā)送指令和讀寫數(shù)據(jù)，并不需要再設(shè)計額外的驅(qū)動電路。ILI9341驅(qū)動芯片主要由接口電路、顯存(GRAM)、LCD驅(qū)動電路、背光控制、電源等部分組成，主要結(jié)構(gòu)如圖所示。
ILI9341
是一個支持分辨率為240RGBx320點陣的a-TFT LCD 的262144色單片驅(qū)動器。這個單片驅(qū)動器包含了一個720通道的源極驅(qū)動器（source driver)，一個320通道的柵極驅(qū)動器（gate driver），172800字節(jié)的GRAM用于顯示240RGBx320分辨率的圖片數(shù)據(jù)，一套電源支持電路。ILI9341提供8位/9位/16位/18位的并行MCU數(shù)據(jù)總線，6位/16位/18位RGB接口數(shù)據(jù)總線以及3或4線SPI接口（serial peripheral interface）。通過窗口地址函數(shù)，電影區(qū)域被指定在GRAM內(nèi)。這個指定的窗口區(qū)域可以被有選擇地更新，因此電影能夠同時被顯示在靜態(tài)圖像的單 獨區(qū)域內(nèi)。ILI9341的IO接口電壓工作于1.65V-3.3V。一種合并的電壓跟隨電路，用以產(chǎn)生驅(qū)動液晶顯示器的電壓電平。ILI9341支持full color ，8-color顯示模式，支持由軟件控制的精確電源睡眠模式。這些功能使ILI9341成為類似于移動電話，小電話，MP3需要電池長效工作的中等或小尺寸便攜產(chǎn)品的理想驅(qū)動器。ILI9341芯片功能框圖如下。
ILI9341的8種掃描模式
無論MY、MX、MV設(shè)置的存儲器掃描方向如何，數(shù)據(jù)總是以相同的順序?qū)懭霂鎯ζ鳌ＴO(shè)置掃描方向后，還需要通過0x2A、0x2B指令重新設(shè)置顯示窗口大小。
其中模式0和3為豎屏顯示，模式5和6為橫屏顯示，這四種模式的掃描方向和稍后所講的文字取模方向相同，旋轉(zhuǎn)液晶屏即可達(dá)到閱讀效果，其他模式直接顯示時呈現(xiàn)亂碼，需要根據(jù)掃描方向重新取模。
ML和MH主要設(shè)置幀存儲器到LCD顯示面板的數(shù)據(jù)刷新方向，就像過年貼春聯(lián)，可以選擇從上向下貼，或者從下向上貼，無論哪種方式，最后的顯示效果是不變的，默認(rèn)ML和MH都為0。
ILI9341支持的像素格式
TFT-LCD的每個像素點由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三原色組成，幀存儲器為每個像素分配了18bit的存儲空間，三原色各用6個數(shù)據(jù)位表示，也就是常說的RGB666格式，該模式色彩度最大，它們按不同比例的混合可以組成218種顏色，俗稱262K色。同時ILI9341還支持16位、9位數(shù)據(jù)格式。
GRAM選擇16位數(shù)據(jù)格式，16位數(shù)據(jù)格式下按照R:G:B =5:6:5格式存儲，俗稱RGB565格式，由于GRAM為每個像素預(yù)留的存儲空間是18bit，為了保證寫入的16bit像素數(shù)據(jù)能夠正常匹配GRAM中18bit像素存儲空間，控制器會自動將RGB565格式轉(zhuǎn)換成RGB666格式，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)存儲形式如圖7-16所示，空白位置表示沒有數(shù)據(jù)。由于缺少了兩位數(shù)據(jù)，此時TFT-LCD最大支持216種色彩度，也就是65K色
像素數(shù)據(jù)在幀存儲器按照圖的格式存儲，即R位于高位，B位于低位。但是像素數(shù)據(jù)刷新到LCD顯示屏上時，可以通過“存儲器訪問控制(0x36)”指令中的 BGR位選擇像素數(shù)據(jù)寫入到顯示屏的方向，當(dāng)BGR位為 0時，數(shù)據(jù)按照RGB（即R在高位，B在低位）的順序?qū)懭?；?dāng)BGR位為1時，數(shù)據(jù)沿BGR（即B在高位，R在低位）的順序?qū)懭氲揭壕姘逯?。默認(rèn)BGR位為1，該模式下寫入的顏色與顯示效果相同，像素刷新示意圖如圖所示。
2.4寸TFT液晶觸摸屏 彩屏模塊 可直插UNO R3和Mega2560擴(kuò)展板 TFT-LCD 高清真彩顯示屏 arduino 2.4inch TFT Touch Shield
插入arduino UNO后是這樣的
主要特性
支持ArduinoUNO 和Mega2560等開發(fā)板直插使用，無需接線
320X240分辨率，顯示效果清晰，支持觸摸功能
支持16位RGB 65K顏色顯示，顯示色彩豐富
采用8位并行總線，比串口SPI刷新快
板載 5V/3.3V 電平轉(zhuǎn)換 IC，兼容 5V/3.3V 工作電壓
帶SD卡槽方便擴(kuò)展實驗
提供Arduino庫，提供豐富的示例程序
軍工級工藝標(biāo)準(zhǔn),長期穩(wěn)定工作
提供底層驅(qū)動技術(shù)支持
特征：
· 2.4英寸對角液晶TFT顯示屏
· 明亮的 4 個白光 LED 背光，默認(rèn)開啟，但您可以將晶體管連接到數(shù)字引腳以進(jìn)行背光控制
· 多彩，18 位 262,000 種不同的色調(diào)
· 4線電阻式觸摸屏
· 240×320分辨率
· spfd5408 控制器，內(nèi)置視頻 RAM 緩沖區(qū)
· 8位數(shù)字接口，外加4條控制線
· 使用數(shù)字引腳 5-13 和模擬引腳 0-3。這意味著您可以使用數(shù)字針腳 2、3 和模擬針腳 4 和 5。如果不使用微型 SD，針腳 12 可用
· 5V 兼容，配合 3.3V 或 5V 邏輯使用
· 板載 3.3V @ 300mA LDO 穩(wěn)壓器
規(guī)格：
尺寸：71527mm
重量：約31g
