简介：本资源面向嵌入式开发初学者与STM32进阶开发者，提供基于STM32F103C8T6微控制器、HAL库与软件SPI方式驱动1.8寸ST7735 TFT LCD彩屏的完整工程代码，帮助读者解决硬件SPI接口不足或无需高速传输时的屏幕驱动问题，掌握GPIO模拟SPI时序、ST7735初始化序列与像素数据发送等核心技能。压缩包共86个文件，约4.14MB，涵盖c与h源码、o与d编译中间文件、crf与axf等构建产物，以及uvprojx、uvoptx等MDK工程配置、ioc与mxproject等CubeMX工程文件、hex烧录文件、sct分散加载脚本和map映射文件，目录结构清晰，便于直接编译与二次开发。目前已有5731人学习下载，读者可从中获得可运行的驱动工程、软件SPI实现思路、ST7735命令与显示配置参考，以及嵌入式显示技术的实践范例。

1. 当硬件 SPI 引脚被占满：用 STM32F103C8T6 的 HAL 库手搓软件 SPI 点亮 1.8 寸 ST7735 彩屏

手上这块 STM32F103C8T6 最小系统板，SPI1 的 PA5/PA6/PA7 已经被 Flash 和另一路传感器占死，SPI2 又要留给板载无线模块，可项目偏偏还要再挂一块 1.8 寸的 ST7735 TFT 彩屏做状态显示。这种“总线不够用”的场面，做嵌入式的应该都不陌生。硬件 SPI 走不通，那就退一步用普通 GPIO 模拟时序，也就是常说的软件 SPI。它牺牲的是刷新率，换来的是引脚随便挑、时序完全可控。这篇笔记就围绕 STM32F103C8T6 + HAL 库 + 软件 SPI + ST7735 这条链路，把驱动从零搭起来，重点讲清楚时序怎么模拟、初始化表怎么发、刷屏为什么慢、以及那些让人调半天的坑。适合已经能点灯、会用 CubeMX 生成工程，但被硬件外设资源卡住的开发者。

2. 软件 SPI 到底慢在哪：先算清时序账再动手

2.1 硬件 SPI 和软件 SPI 的本质差别

硬件 SPI 是外设自己在移位，CPU 只要往 DR 寄存器写一个字节，剩下的 8 个时钟周期由硬件按分频系数自动打出来，CPU 可以同时干别的。软件 SPI 则是 CPU 亲自去翻转 SCLK，每发一位就要写一次 GPIO、拉高、拉低，全程占用 CPU。以 STM32F103C8T6 常见的 72MHz 主频为例，硬件 SPI 分频到 18MHz 很轻松，而软件 SPI 用 HAL_GPIO_WritePin 这种函数调用方式，一次翻转大概要几百纳秒，实际位速率往往只有 1~3MHz，差了一个数量级。

这个差距直接决定了适用边界：如果你要刷全屏动画、跑 30fps 的 UI，软件 SPI 基本没戏；但如果只是显示参数、画个曲线、偶尔刷新一屏文字，1~2MHz 完全够用。ST7735 的写时序本身对时钟要求不苛刻，手册里给的写周期最小 66ns，也就是理论上能跑到 15MHz，但软件 SPI 根本摸不到这个上限，所以不用担心“太快了屏不认”，反而要担心“太慢了刷一屏要几百毫秒”。

2.2 用寄存器直写替代 HAL 函数调用

既然瓶颈在 GPIO 翻转速度，第一件事就是把 HAL_GPIO_WritePin 换掉。这个函数内部有参数检查、结构体寻址，一次调用几十条指令。直接操作 BSRR 寄存器，一条写操作就能置位或复位，速度能提升好几倍。

// 软件 SPI 引脚定义，全部用寄存器直写加速 // 假设 SCL=PB13, SDA(MOSI)=PB15, DC=PB12, RES=PB14, CS=PB11 #define LCD_SCL_H() (GPIOB->BSRR = GPIO_PIN_13) #define LCD_SCL_L() (GPIOB->BRR = GPIO_PIN_13) #define LCD_SDA_H() (GPIOB->BSRR = GPIO_PIN_15) #define LCD_SDA_L() (GPIOB->BRR = GPIO_PIN_15) #define LCD_DC_H() (GPIOB->BSRR = GPIO_PIN_12) #define LCD_DC_L() (GPIOB->BRR = GPIO_PIN_12) #define LCD_RES_H() (GPIOB->BSRR = GPIO_PIN_14) #define LCD_RES_L() (GPIOB->BRR = GPIO_PIN_14) #define LCD_CS_H() (GPIOB->BSRR = GPIO_PIN_11) #define LCD_CS_L() (GPIOB->BRR = GPIO_PIN_11) // 软件 SPI 发送一个字节，MSB 先行，模式 0（空闲低，上升沿采样） void LCD_SPI_WriteByte(uint8_t data) { for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { LCD_SCL_L(); // 时钟拉低，准备数据 if (data & 0x80) { LCD_SDA_H(); // 高位先出 } else { LCD_SDA_L(); } data <<= 1; LCD_SCL_H(); // 上升沿，从机采样 } }

这段代码的逻辑很直白：每个 bit 先把时钟拉低，把数据位摆到 SDA 上，再拉高时钟让从机采样。ST7735 支持 SPI 模式 0 和模式 3，这里用模式 0（CPOL=0，CPHA=0），也就是空闲低电平、上升沿采样。参数上唯一要改的是引脚宏，换成你实际接线的端口和引脚号即可。注意 BSRR 写 1 置位、BRR 写 1 复位，这两个寄存器都是只写，不会影响其他引脚状态，比读改写安全。

2.3 时钟频率怎么估、怎么调

软件 SPI 的实际速率取决于循环里每条指令的周期数。上面这个循环，每次迭代大概 10~15 条指令，72MHz 下约 200ns 一位，8 位就是 1.6μs，折合位速率约 5MHz。但这是理想值，实际受 Flash 等待周期、编译优化等级影响。如果你发现刷屏明显卡顿，可以在循环里加 __NOP() 主动降速，反而更稳；如果追求速度，把编译优化开到 -O2 或 -O3，别用 -O0 调试。

提示：软件 SPI 不需要配置 GPIO 的复用功能，全部设成推挽输出、无上下拉、高速模式即可。速度等级选 High 能减少边沿时间，对波形质量有帮助。

3. ST7735 初始化：那张让人头大的寄存器表怎么发

3.1 复位、延时和命令/数据切换

ST7735 上电后必须先硬复位，RES 拉低至少 10μs，再拉高，然后等 120ms 让内部电荷泵稳定。这个延时不能省，省了就会出现花屏或者全白。复位之后，所有操作都靠 DC 引脚区分：DC 拉低表示接下来发的是命令，DC 拉高表示发的是数据或参数。

// 写命令：DC 拉低，CS 拉低，发一个字节，CS 拉高 void LCD_WriteCmd(uint8_t cmd) { LCD_DC_L(); LCD_CS_L(); LCD_SPI_WriteByte(cmd); LCD_CS_H(); } // 写数据：DC 拉高 void LCD_WriteData(uint8_t data) { LCD_DC_H(); LCD_CS_L(); LCD_SPI_WriteByte(data); LCD_CS_H(); } // 硬复位序列 void LCD_Reset(void) { LCD_RES_H(); HAL_Delay(10); LCD_RES_L(); HAL_Delay(20); // 低电平保持至少 10us，这里给足 20ms LCD_RES_H(); HAL_Delay(120); // 等待内部稳压器稳定 }

这里 CS 每次操作都拉高拉低，是为了兼容多从机场景。如果总线上只有这一块屏，可以把 CS 一直拉低，省掉两次翻转，刷屏能快一点。DC 的切换必须在 CS 有效期间完成，顺序别搞反。

3.2 关键初始化命令逐条说明

ST7735 的初始化表各家屏厂略有差异，但核心命令是通用的。下面这张表列出必须配置的几条，参数按 1.8 寸 128x160 分辨率、RGB565 常见模组给。

void LCD_Init(void) { LCD_Reset(); LCD_WriteCmd(0x11); // Sleep Out HAL_Delay(120); LCD_WriteCmd(0x3A); // 像素格式 LCD_WriteData(0x05); // RGB565 LCD_WriteCmd(0x36); // 扫描方向 LCD_WriteData(0xC8); // 横屏还是竖屏靠这个字节 LCD_WriteCmd(0x21); // 反显，很多模组必须开 LCD_WriteCmd(0x13); // 正常显示 LCD_WriteCmd(0x29); // 开显示 }

0x36 这个字节是坑最多的地方。它的 bit7 控制行地址顺序，bit6 控制列地址顺序，bit5 控制行列交换，bit3 控制 RGB/BGR 顺序。0xC8 对应的是常见的竖屏、BGR 顺序。如果你发现红色显示成蓝色，就是 bit3 没配对，改成 0xC0 或 0xC8 试一下。这个没有统一标准，以实际屏为准。

3.3 设置显示窗口和连续写像素

ST7735 刷屏前必须先设定地址窗口，告诉它接下来要往哪块区域写。窗口用列地址和行地址两组命令设定，每组先发起始再发结束。

// 设置显示窗口，x0/y0 起始，x1/y1 结束 void LCD_SetWindow(uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t x1, uint8_t y1) { LCD_WriteCmd(0x2A); // 列地址设置 LCD_WriteData(0x00); LCD_WriteData(x0); LCD_WriteData(0x00); LCD_WriteData(x1); LCD_WriteCmd(0x2B); // 行地址设置 LCD_WriteData(0x00); LCD_WriteData(y0); LCD_WriteData(0x00); LCD_WriteData(y1); LCD_WriteCmd(0x2C); // 开始写显存 } // 填充一块区域为指定颜色 void LCD_Fill(uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t x1, uint8_t y1, uint16_t color) { LCD_SetWindow(x0, y0, x1, y1); uint32_t total = (uint32_t)(x1 - x0 + 1) * (y1 - y0 + 1); LCD_DC_H(); LCD_CS_L(); for (uint32_t i = 0; i < total; i++) { LCD_SPI_WriteByte(color >> 8); // 高字节先发 LCD_SPI_WriteByte(color & 0xFF); } LCD_CS_H(); }

注意 0x2A 和 0x2B 的参数都是两个字节，高字节在前。很多模组的显存其实有偏移，比如 1.8 寸屏常见偏移是列 2、行 1，如果显示内容整体偏了，就在 x0/x1 上加偏移量。这个偏移量因屏而异，没有统一值，试出来就固定写死。

4. 避坑排查：软件 SPI 驱动 ST7735 最容易翻车的 5 个点

4.1 全白或全黑，一点反应没有

现象：上电后屏幕背光亮，但内容全白或全黑，初始化命令发了也没用。

原因：九成是复位时序不对，或者 RES 引脚根本没接对。ST7735 对复位低电平宽度有要求，太短不生效；另外有些模组 RES 内部有上拉，如果你 GPIO 初始化成开漏又没外部上拉，拉不低。

解决：先用万用表量 RES 引脚在复位期间是不是真的到了低电平。把低电平时间从 10μs 加到 20ms 试。GPIO 一律配推挽输出，别用开漏。

4.2 颜色整体偏色，红蓝互换

现象：画红色出来是蓝色，画蓝色出来是红色。

原因：0x36 命令的 BGR 位没配对。RGB 面板和 BGR 面板的像素字节顺序不同，配错了就红蓝颠倒。

解决：把 0x36 的参数在 0xC0 和 0xC8 之间切换，或者干脆在软件里把 RGB565 的高低字节对调。推荐改 0x36，效率更高。

4.3 刷屏有拖影、局部花屏

现象：填充大面积颜色时，屏幕出现斜纹、拖影，或者边缘有残留。

原因：软件 SPI 速率太快，超过了当前 GPIO 驱动能力或排线质量，波形边沿变缓导致采样错误。也可能是 CS 在连续写像素时被意外拉高。

解决：在 SPI 位循环里加 __NOP() 降速，或者把 GPIO 速度等级从 High 降到 Medium。检查 LCD_Fill 里 CS 是不是全程拉低，别在循环里反复拉。

4.4 显示内容整体偏移几个像素

现象：图像位置不对，右边或下边多出一条杂色边。

原因：ST7735 显存有物理偏移，常见的是列偏移 2、行偏移 1，但不同批次模组不一样。

解决：在 LCD_SetWindow 里给 x0/x1 加列偏移、y0/y1 加行偏移。偏移量从 0 开始试，每次加 1，直到图像对齐。这个值试出来就写死，别每次动态算。

4.5 一刷屏程序就卡死或复位

现象：调用 LCD_Fill 后程序跑飞，或者看门狗复位。

原因：填充循环里没有喂狗，或者 total 计算溢出。128x160 全屏是 20480 像素，循环 40960 次写字节，如果看门狗超时设得短，中途就复位了。

解决：大块填充时在循环里定期喂狗，或者把填充拆成小块。total 用 uint32_t，别用 uint16_t，否则 128x160 会溢出成 0。

5. 把刷新率再压一压：软件 SPI 下的实用优化技巧

软件 SPI 刷全屏慢是硬伤，但实际项目里很少需要全屏刷新。我一般的做法是把屏幕分区，只刷变化的部分。比如状态栏固定不动，只刷中间的数据区，这样每次写的像素数可能只有全屏的十分之一，体感就流畅了。配合 LCD_SetWindow 精确框定区域，ST7735 会自动在窗口内递增地址，不用每次重设。

另一个技巧是预先把要显示的字模或图标存成 RGB565 数组放 Flash，刷的时候直接按字节发，省掉运行时颜色转换。下面这个函数把一块 RGB565 数组推到指定区域，比逐个像素算颜色快不少。

// 把 RGB565 数组推到指定区域，数据高字节在前 void LCD_DrawImage(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t w, uint8_t h, const uint8_t *img) { LCD_SetWindow(x, y, x + w - 1, y + h - 1); LCD_DC_H(); LCD_CS_L(); uint32_t len = (uint32_t)w * h * 2; // 每像素 2 字节 for (uint32_t i = 0; i < len; i++) { LCD_SPI_WriteByte(img[i]); } LCD_CS_H(); }

验证驱动是否正常，我习惯先填三原色：红、绿、蓝各刷一屏，看颜色对不对；再画一个边框，看有没有偏移；最后刷一张渐变图，看有没有拖影。这三步过了，驱动基本就稳了。还有一点血泪经验：软件 SPI 的引脚千万别选在 JTAG 默认复用的 PA13/PA14/PA15/PB3/PB4 上，否则调试器一连上，引脚功能就被抢了，屏幕直接没反应。要非用不可，记得先关 JTAG 复用。这套方案值不值得做，取决于你的刷新需求——如果只是参数显示，它足够稳；如果要跑动画，还是老老实实腾一路硬件 SPI 出来。希望帮到你。

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