ARM开发步步深入之LCD入门讲课稿.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ARM开发步步深入之LCD入门-ARM开发步步深入之LCD入门作者：373061200（CrazyARM）来自：实验目的：通过串口选择实现LCD画线、画圆等操作借此掌握S3C2410的LCD控制器使用。实验环境及说明：恒颐S3C2410开发板H2410。H24X0E扩展板外接夏普3.5英寸LQ035Q7DB02LCD屏。实验思路：开发板上电启动后，自动将NandFlash开始的4K数据复制到SRAM中，然后跳转到0地址开始执行。关闭看门狗、初始化SDRAM及NandFlash控制器、设置MPLL来改变FCLK、HCLK、PCLK的值，设置堆栈，复制4KB后的16KB数据到SDRAM，之后进入main函数中进行LCD各种画线、画圆等的操作测试。知识掌握：LCD控制器。LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)概述：可分为依驱动方式之静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(SimpleMatrix)以及主动矩阵驱动(ActiveMatrix)三种。而其中单纯矩阵型又是俗称的被动式(Passive)，可分为扭转向列型(TwistedNematic，简称TN)和超扭转式向列型(SuperTwistedNematic，简称STN)两种；而主动矩阵型则以薄膜式晶体管型(ThinFilmTransistor，简称TFT)为目前主流。S3C2410内置LCD控制器详解：一块LCD屏显示图像，不但需要LCD驱动器，还需要有相应的LCD控制器。通常LCD驱动器会以COF/COG的形式与LCD玻璃基板制做在一起，而LCD控制器则有外部电路来实现。而S3C2410内部已经集成了LCD控制器，因此可以很方便地去控制各种类型的LCD屏，例如：STN和TFT屏。由于TFT屏将是今后应用的主流，因此重点介绍TFT屏。S3C2410内置LCD控制器的特性：提供了驱动STN/TFTLCD所需的所有信号。对STN屏-支持3种扫描方式：4bit单扫、4位双扫和8位单扫；-支持单色、4级灰度和16级灰度屏；-支持256色和4096色彩色STN屏(CSTN)；-支持分辩率为640*480、320*240、160*160以及其它规格的多种LCD。对TFT屏-支持单色、4级灰度、256色的调色板显示模式；-支持64K和16M色非调色板显示模式；-支持分辩率为640*480，320*240及其它多种规格的LCD；对于控制TFT屏来说，除了要给它送视频资料(VD23:0)以外，还有以下一些信号是必不可少的，VSYNC(VFRAME)-帧同步信号；HSYNC(VLINE)-行同步信号；VCLK-像数时钟信号；VDEN(VM)-数据有效标志信号。LCD控制器的寄存器：LCD控制器逻辑示意图如下所示REGBANK-LCD控制器的寄存器组，含17个寄存器及一块256x16的调色板内存，用来设置各项参数。LCD控制寄存器：LCDCON1LCDCON5(LCDCON1用于选择LCD类型、设置像素时钟、使能LCD信号的输出等；LCDCON2用于设置垂直方向各信号的时间参数；LCDCON3用于设置水平方向各信号的时间参数；LCDCON4对TFT只用来设置HSYNC信号的脉冲宽度；LCDCON5用于设置各个控制信号的极性，并可从中读到一些状态信息)；帧内存地址寄存器：LCDSADDR1LCDSADDR3(帧内存可以很大，而真正要显示的区域被称为视口(ViewPoint)，这3个寄存器用于确定帧内存的起始地址，定位视口在帧内存中的位置)；临时调色板寄存器：TPAL(对输出一帧单色图像，可以在TPAL寄存器中设定这个颜色值，然后使能TPAL寄存器，这种方法可以避免修改整个调色板或帧缓冲区)；其他寄存器(LCD中断、专用STNLCD及专用SEC(SamsungElectronicsCompany)TFTLCD)。LCDCDMA-LCD控制器专用的DMA信道。可自动从系统总线(SystemBus)上取到图像数据，使得显示图像时不需要CPU的干涉(VIDPRCS将LCDDMA中的数据组合成特定的格式，然后从VD23:0发送给LCD屏；同时TIMEGEN和LPC3600(三星TFT专用)负责产生LCD屏所需要的控制时序)。LCDCDMA中含有两个FIFO：FIFOH容量为16个字，FIFOL容量为12个字，双扫方式两者分别对应上/下半屏数据，单扫方式只用到FIFOH。FIFO为空或其中数据减少到设定的阈值时LCDDMA自动发起DMA传输从内存中获得图像数据。LCD控制器可以支持单色(1BPP)、4级灰度(2BPP)、16级灰度(4BPP)、256色(8BPP)的调色板显示模式、64K(16BPP)和16M(24BPP)非调色板显示模式。图像数据的存储格式：16M(24BPP)色-使用24位的数据来表示一个像素的颜色，每种原色使用8位。LCD控制器从内存中获得某个像素的24位颜色值后，直接通过VD23:0数据线发送给LCD，为了方便DMA传输，内存中使用4字节来表示一个像素(其中3字节从高到低分别表示红、绿、蓝，剩余的1字节无效，此字节为最低字节还是最高字节是可以由BPP24BL值选择的)。64K(16BPP)色-使用16位的数据来表示一个像素的颜色，数据格式分5:6:5(高5位表示红色，中间6位表示绿色，最低5位表示蓝色)和5:5:5:1(从高到低依次为红：绿：蓝：透明度，故又称RGBA)两种，4个字节可以表示2个16BPP的像素，高2字节还是低2字节表示第一像素可以通过HWSWP值决定。256(8BPP)色-使用8位的数据来表示一个像素的颜色，直接用其表示对应的3原色的值时显示能力太弱，故引进调色板(Palette，就是一块内存，可以对每个索引值设置颜色，可以使用16BPP或24BPP)，用这8位数据表示其在调色板中的索引值，S3C2410/S3C2440中的调色板是一块256x16的内存，使用16BPP的格式表示256色(8BPP)显示模式下各个索引值的颜色，这样即使使用256色的显示模式，最终显示在LCD数据总线上的仍是16BPP的数据。一个4字节可以表示4个8BPP的像素，字节与像素的对应顺序可通过BSWP值设置。关键代码解析：head.S头文件来初始化，设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行.equ        MEM_CTL_BASE,      0x48000000.text.global_start_start:中断向量表处理函数，只给出复位和普通中断模式的处理函数，其它异常未使用    b  Reset.    b  HandleIRQ0x1c:快中断模式的向量地址HandleFIQ:    b  HandleFIQReset:                  复位处理    bl  disable_watch_dog                                    关门喂狗    bl  mem_control_setup                                  设置存储控制器    ldrsp,=4096                                                    设置栈指针，以下C函数调用前需要设好栈    blinit_clock                                                        设置MPLL，改变FCLK、HCLK、PCLK    blinit_nand                                                        初始化NandFlash                                                                                  将NandFlash中地址4096开始的代码复制到SDRAM中    ldr  r0,=0x30000000                                        目标地址=0x30000000，SDRAM起始地址    mov  r1,#4096                                                  源地址=4096，连接时代码在4096开始处    mov  r2,#16*1024                                          复制长度=16K，对于本实验足够    bl  read_nand                                                  调用C函数read_nand    bl  clean_bss                                                     清除bss段    msrcpsr_c,#0xd2                                          进入中断模式    ldrsp,=0x31000000                                      设置中断模式栈指针    msrcpsr_c,#0xdf                                            进入系统模式    ldrsp,=0x34000000                                      设置系统模式栈指针    ldrlr,=ret_initirq                                              设置返回地址    ldrpc,=init_irq                                                  初始化中断ret_initirq:    msrcpsr_c,#0x5f                                           设置I-bit=0，开IRQ中断    ldrlr,=halt_loop                                              设置返回地址    ldrpc,=main                                                  调用main函数halt_loop:    b  halt_loopmain.c文件实现实现串口选择不同模式的LCD显示操作，主要代码：#include<stdio.h>.intmain()    charc;        init_uart0();  /波特率115200，8N1(8个数据位，无校验位，1个停止位)        while(1)            printf("rn#TestTFTLCD#rn");        printf("1TFT2403208Bitnr");        printf("2TFT24032016Bitnr");        printf("3TFT6404808Bitnr");        printf("4TFT64048016Bitnr");        printf("Enteryourselection:");        c=getc();        printf("%cnr",c);        switch(c)                    case'1':                            Test_Lcd_Tft_8Bit_240320();                break;            .lcdlib.c实现TFTLCD的测试函数，240x320,8bpp的显示模式主要代码：.voidTest_Lcd_Tft_8Bit_240320(void)    Lcd_Port_Init();                    /设置LCD引脚    Tft_Lcd_Init(MODE_TFT_8BIT_240320);  /初始化LCD控制器    Lcd_PowerEnable(0,1);              /设置LCD_PWREN有效，它用于打开LCD的电源    Lcd_EnvidOnOff(1);                  /使能LCD控制器输出信号    Lcd_Palette8Bit_Init();    /初始化调色板    ClearScr(0x0);              /清屏    printf("TFT64KCOLOR(16bpp)LCDTESTn");    printf("1.Pressanykeytodrawlinen");    getc();    DrawLine(0  ,0  ,239,0  ,0);    /颜色为DEMO256pal0    DrawLine(0  ,0  ,0  ,319,1);    /颜色为DEMO256pal1    DrawLine(239,0  ,239,319,2);    /    DrawLine(0  ,319,239,319,4);    DrawLine(0  ,0  ,239,319,8);    DrawLine(239,0  ,0  ,319,16);    DrawLine(120,0  ,120,319,32);    DrawLine(0  ,160,239,160,64);    printf("2.Pressanykeytodrawcirclesn");    getc();    Mire();    printf("3.Pressanykeytofillthescreemwithonecolorn");    getc();    ClearScr(128);  /  输出单色图像，颜色为DEMO256pal128    printf("4.Pressanykeytofillthescreembytemporarypaletten");    getc();    ClearScrWithTmpPlt(0x0000ff);      /  输出单色图像，颜色为蓝色    printf("5.Pressanykeytofillthescreembypaletten");    getc();    DisableTmpPlt();            /关闭临时调色板寄存器    ChangePalette(0xffff00);    /改变整个调色板为黄色，输出单色图像        printf("6.Pressanykeystopthetestingn");    getc();    Lcd_EnvidOnOff(0);.lcddrv.c提供操作LCD控制器、调色板等的底层函数。以240x320,8bpp的显示模式主要代码：#include<stdio.h>./*初始化用于LCD的引脚*/voidLcd_Port_Init(void)./*初始化LCD控制器*输入参数：*type:显示模式*      MODE_TFT_8BIT_240320  :240*3208bpp的TFTLCD*      MODE_TFT_16BIT_240320:240*32016bpp的TFTLCD*      MODE_TFT_8BIT_640480  :640*4808bpp的TFTLCD*      MODE_TFT_16BIT_640480:640*48016bpp的TFTLCD*/voidTft_Lcd_Init(inttype)    switch(type)        caseMODE_TFT_8BIT_240320:        /*        *设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON15        *1.LCDCON1:        *    设置VCLK的频率：VCLK(Hz)=HCLK/(CLKVAL+1)x2        *    选择LCD类型:TFTLCD          *    设置显示模式:8BPP        *    先禁止LCD信号输出        *2.LCDCON2/3/4:        *    设置控制信号的时间参数        *    设置分辨率，即行数及列数        *现在，可以根据公式计算出显示器的频率：        *当HCLK=100MHz时，        *FrameRate=1/(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LIINEVAL+1)+(VFPD+1)x        *              (HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)x        *              2x(CLKVAL+1)/(HCLK)        *            =60Hz        *3.LCDCON5:        *    设置显示模式为16BPP时，调色板中的数据格式:5:6:5        *    设置HSYNC、VSYNC脉冲的极性(这需要参考具体LCD的接口信号):反转        *    字节交换使能        */        LCDCON1=(CLKVAL_TFT_240320<<8)|(LCDTYPE_TFT<<5)|                  (BPPMODE_8BPP<<1)|(ENVID_DISABLE<<0);        LCDCON2=(VBPD_240320<<24)|(LINEVAL_TFT_240320<<14)|                  (VFPD_240320<<6)|(VSPW_240320);        LCDCON3=(HBPD_240320<<19)|(HOZVAL_TFT_240320<<8)|(HFPD_240320);        LCDCON4=HSPW_240320;        LCDCON5=(FORMAT8BPP_565<<11)|(HSYNC_INV<<9)|(VSYNC_INV<<8)|                  (BSWP<<1);./*设置调色板*/voidLcd_Palette8Bit_Init(void)./*改变调色板为一种颜色*输入参数：*    color:颜色值，格式为0xRRGGBB*/voidChangePalette(UINT32color).    /*设置是否输出LCD电源开关信号LCD_PWREN*输入参数：*    invpwren:0-LCD_PWREN有效时为正常极性*              1-LCD_PWREN有效时为反转极性*    pwren:    0-LCD_PWREN输出有效*              1-LCD_PWREN输出无效*/voidLcd_PowerEnable(intinvpwren,intpwren)    GPGCON=(GPGCON&(3<<8)|(3<<8);  /GPG4用作LCD_PWREN    GPGUP  =(GPGUP&(1<<4)|(1<<4);    /禁止内部上拉        LCDCON5=(LCDCON5&(1<<5)|(invpwren<<5);  /设置LCD_PWREN的极性:正常/反转    LCDCON5=(LCDCON5&(1<<3)|(pwren<<3);    /设置是否输出LCD_PWREN    /*设置LCD控制器是否输出信号*输入参数：*onoff:*      0:关闭*      1:打开*/voidLcd_EnvidOnOff(intonoff)    if(onoff=1)        LCDCON1|=1;        /ENVIDON    else        LCDCON1&=0x3fffe;/ENVIDOff    /*使用临时调色板寄存器输出单色图像*输入参数：*    color:颜色值，格式为0xRRGGBB*/voidClearScrWithTmpPlt(UINT32color)    TPAL=(1<<24)|(color&0xffffff)<<0);/*停止使用临时调色板寄存器*/voidDisableTmpPlt(void)    TPAL=0;framebuffer.c实现在framebuffer上画点、画线、画同心圆、清屏的函数。主要代码：#include<framebuffer.h>./*画点*输入参数：*    x、y:象素坐标*    color:颜色值*        对于16BPP:color的格式为0xAARRGGBB(AA=透明度),*    需要转换为5:6:5格式*        对于8BPP:color为调色板中的索引值，*    其颜色取决于调色板中的数值*/voidPutPixel(UINT32x,UINT32y,UINT32color)./*画线*输入参数：*    x1、y1:起点坐标*    x2、y2:终点坐标*    color  :颜色值*        对于16BPP:color的格式为0xAARRGGBB(AA=透明度),*    需要转换为5:6:5格式*        对于8BPP:color为调色板中的索引值，*    其颜色取决于调色板中的数值*/voidDrawLine(intx1,inty1,intx2,inty2,intcolor)./*绘制同心圆*/voidMire(void)./*将屏幕清成单色*输入参数：*    color:颜色值*        对于16BPP:color的格式为0xAARRGGBB(AA=透明度),*    需要转换为5:6:5格式*        对于8BPP:color为调色板中的索引值，*    其颜色取决于调色板中的数值*/voidClearScr(UINT32color)      UINT32x,y;        for(y=0;y<ysize;y+)        for(x=0;x<xsize;x+)            PutPixel(x,y,color);-