4. 像素点写入基础：SetWindow/SetCursor命令、GRAM写入时序、16位/18位色深写入

在LCD TFT驱动开发中，像素点写入是最基础也是最频繁的操作。理解SetWindow（又称Address Set或CASET/RASET）、SetCursor（RAMWR前的列/页地址设置）以及GRAM写入时序，是优化显示缓冲区刷新性能的前提。本章将深入剖析这些底层机制，并对比16位与18位色深写入的差异。

4.1 SetWindow / SetCursor 命令详解

大多数TFT LCD控制器（如ILI9341、ST7789、NT35510）通过窗口机制来限定GRAM写入区域。SetWindow命令通常由两个子命令组成：

• CASET (Column Address Set)：设置列起始地址和结束地址。
• RASET (Row Address Set)：设置行起始地址和结束地址。

SetCursor则是在窗口设定后，用于指定当前写入的起始像素位置。在连续写入模式下，硬件会自动递增列/行地址，无需每次写入都发送坐标。

4.1.1 命令序列对比

4.2 GRAM写入时序

GRAM写入时序决定了像素数据从MCU传输到LCD内部显存的速度。典型的写入时序分为命令阶段和数据阶段。对于SPI接口，时序表现为片选(CS)拉低、命令/数据标志(DC)切换、时钟(SCLK)边沿采样数据(SDA)。对于并行8080接口，则涉及WR、RD、RS、CS等控制信号。

4.3 16位色深写入

16位色深（RGB565）是单片机驱动TFT最常用的格式。每个像素占用2字节，颜色分量分布为：R[4:0] 5位、G[5:0] 6位、B[4:0] 5位。写入时，MCU按大端或小端顺序发送两个字节。

4.3.1 RGB565 数据打包

// RGB565 像素打包示例
uint16_t rgb565_pixel(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) {
    return ((r & 0xF8) << 8) |   // R[7:3] -> bit[15:11]
           ((g & 0xFC) << 3) |   // G[7:2] -> bit[10:5]
           ((b & 0xF8) >> 3);    // B[7:3] -> bit[4:0]
}

4.4 18位色深写入

18位色深（RGB666）每个像素占用3字节，颜色分量各占6位。虽然人眼对18位色深的感知提升有限，但在某些高色深应用（如图像显示、渐变渲染）中仍有需求。写入时，每个像素需要传输3个字节，数据量比16位多50%。

4.4.1 RGB666 数据打包

// RGB666 像素打包示例（3字节，高位对齐）
void rgb666_pixel(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b, uint8_t *buf) {
    buf[0] = r & 0xFC;          // R[7:2] -> byte0[7:2]
    buf[1] = g & 0xFC;          // G[7:2] -> byte1[7:2]
    buf[2] = b & 0xFC;          // B[7:2] -> byte2[7:2]
}

4.5 16位 vs 18位色深对比

4.6 写入性能优化策略

基于上述基础，可以从以下几个维度优化像素写入性能：

• 减少命令开销：批量写入时，只在区域切换时发送SetWindow，避免逐像素发送坐标。
• 利用硬件自动递增：连续写入时，地址自动递增，无需软件干预。
• 选择合适色深：非必要场景使用16位色深，减少数据量。
• DMA传输：使用MCU的DMA模块自动搬运像素数据，释放CPU。
• SPI时钟优化：在LCD规格允许范围内，提高SPI时钟频率。