如何节省GPIO

我们都知道，LCD的 8080 16-bit 接口一般需要20个IO来进行通信，如下：

我们的树莓派Pico上只有30个GPIO，基本上所有的GPIO都拿来驱动LCD了，那么如何节省GPIO呢？

这时候聪明的你可能想到了，8080的 CS 和 RD 接口一般用不到，直接拉低CS, 拉高RD就好了，这适用于绝大多数的8080接口LCD, 这样我们就省下了2个GPIO。

你灵光一动，产生疑问，不是还可以使用GPIO拓展芯片吗？确实如此，我们可以使用GPIO拓展芯片来节省GPIO，GPIO拓展芯片有很多，常见的有I2C接口的PCF8574，SPI接口的MAX系列，还有一些逻辑器件例如74系列芯片，从理论上来讲，这些芯片都可用，但是在我们的这个项目中，最大的问题就是速度。

因为GPIO拓展芯片一般受限于传入接口的速度，再加上价格多方面，所以综合考虑下来，74系列的逻辑芯片应该是性价比最高的了。 常见的74系列串转并芯片有很多，例如：

• 74HC595
• 74HC164
• 74HC138

74HC164和74HC138都不支持锁存功能，输入的数据会实时的反应在拓展出的IO上，不适合我们的需求。

问题来了，你能买到的最常见的74HC595应该是几毛钱一片的那种，通过查阅芯片手册可以得知，输入电压越高，74HC595的工作频率越快，在<=25摄氏度时，最小的shift clock时间是10ns, 也就是100MHz。 对于16 bit的8080接口，我们需要级联两片74HC595来使用，也就是说，需要16个clock来准备端口上的数据，等效频率也就降低到了100/16=6.25MHz，然而ILI9488的极限工作频率为50MHz，这相差了好多倍，不过我通过降低PIO的工作频率至6.25MHz,通过肉眼观察，差距并没有想象中的那么大，测试lvgl BenchMARK,平均FPS从50MHz下的147FPS, 降低至90FPS, 说明帧率的瓶颈不在于此，另一方面也说明，这个方案或许可行？

74HC595最少需要使用3个IO来控制输入数据，所以节省了16-3=13个GPIO。 到目前为止15个。 在本项目上，这应该是能削减最多的GPIO数量了，也就是说我们使用5个GPIO就能驱动16-bit 8080接口的LCD，如下：

大多数的面板都支持通过跳线切换接口模式，例如SPI/RGB/I80等，我们这款产品使用的面板仅支持 8080 8bit 模式和 16bit模式，我们可以通过将显示面板的R16电阻改到R8上切换为8bit模式。 这样的话又节省掉了一个595芯片。

说明：截止本文完成时，并没有对上述讨论的方案进行测试，所以没有资料和实验结果支持，如果未来有任何关于本文的进展，我们会继续更新。