ARM开发步步深入之LCD入门.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流ARM开发步步深入之LCD入门.精品文档.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LQ035Q7DB02 LCD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

2、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(Liquid Crystal Display，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(Simple Matrix)以及主动矩阵驱动(Active Matrix)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(Twisted Nematic，简称TN)和超扭转式向列型(Super Twisted Nematic，简称STN)两种；而主动矩阵型则以薄膜式晶体管型(Thin Film Tran

3、sistor，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/TFT LCD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；-

4、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

5、-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(View Point)，这3个寄存器用于确定帧内存的起始地址，定

6、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STN LCD及专用SEC(Samsung Electronics Company) TFT LCD)。LCDCDMA-LCD控制器专用的DMA信道。可自动从系统总线(System Bus)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LC

7、D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

8、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

9、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.equMEM_CTL_BASE,

10、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bldisable_watch_dog关门喂狗blmem_control_setup 设置存储控制器ldr sp, =4096 设置栈指针，以下C函数调用前需要设好栈bl init_clock设置MPLL，改变FCLK、HCLK、PCLKbl init_nand初始化NandFlash将NandFlash中地址4096开始

11、的代码复制到SDRAM中ldrr0, =0x30000000目标地址=0x30000000，SDRAM起始地址movr1, #4096源地址=4096，连接时代码在4096开始处movr2, #16*1024 复制长度=16K，对于本实验足够blread_nand 调用C函数read_nandblclean_bss清除bss段msr cpsr_c, #0xd2 进入中断模式ldr sp, =0x31000000 设置中断模式栈指针msr cpsr_c, #0xdf进入系统模式ldr sp, =0x34000000设置系统模式栈指针ldr lr, =ret_initirq设置返回地址ldr pc

12、, =init_irq初始化中断ret_initirq:msr cpsr_c, #0x5f设置I-bit=0，开IRQ中断ldr lr, =halt_loop设置返回地址ldr pc, =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 .int main()char c;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# Test TFT LCD #rn);printf(1 TFT240320 8Bitnr)

13、;printf(2 TFT240320 16Bitnr);printf(3 TFT640480 8Bitnr);printf(4 TFT640480 16Bitnr);printf(Enter your selection: );c = getc();printf(%cnr, c);switch (c)case 1:Test_Lcd_Tft_8Bit_240320();break;.lcdlib.c 实现TFT LCD的测试函数，240x320,8bpp的显示模式主要代码：.void Test_Lcd_Tft_8Bit_240320(void)Lcd_Port_Init(); / 设置LCD引

14、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(TFT 64K COLOR(16bpp) LCD TESTn);printf(1. Press any key to draw linen);getc();DrawLine(0, 0, 239, 0, 0);/ 颜色为DEMO

15、256pal0DrawLine(0, 0, 0, 319, 1);/ 颜色为DEMO256pal1DrawLine(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. Press any key to draw circlesn);getc();Mire();printf(3. Pres

16、s any key to fill the screem with one colorn);getc();ClearScr(128);/输出单色图像，颜色为DEMO256pal128printf(4. Press any key to fill the screem by temporary paletten);getc(); ClearScrWithTmpPlt(0x0000ff); /输出单色图像，颜色为蓝色printf(5. Press any key to fill the screem by paletten);getc();DisableTmpPlt();/ 关闭临时调色板寄存器C

17、hangePalette(0xffff00);/ 改变整个调色板为黄色，输出单色图像printf(6. Press any key stop the testingn);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 ./* 初始化用于LCD的引脚*/void Lcd_Port_Init(void)./* 初始化LCD控制器* 输入参数：* type: 显示模式*MODE_TFT_8BIT_240320: 240*320 8bpp的TFT LCD*MODE_TFT_16

18、BIT_240320 : 240*320 16bpp的TFT LCD*MODE_TFT_8BIT_640480: 640*480 8bpp的TFT LCD*MODE_TFT_16BIT_640480 : 640*480 16bpp的TFT LCD*/void Tft_Lcd_Init(int type)switch(type)case MODE_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: TFT LCD *设置显示模式: 8

19、BPP *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， * Frame Rate = 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

20、LCD的接口信号): 反转 *字节交换使能 */LCDCON1 = (CLKVAL_TFT_2403208) | (LCDTYPE_TFT5) | (BPPMODE_8BPP1) | (ENVID_DISABLE0);LCDCON2 = (VBPD_24032024) | (LINEVAL_TFT_24032014) | (VFPD_2403206) | (VSPW_240320);LCDCON3 = (HBPD_24032019) | (HOZVAL_TFT_2403208) | (HFPD_240320);LCDCON4 = HSPW_240320;LCDCON5 = (FORMAT8BP

21、P_56511) | (HSYNC_INV9) | (VSYNC_INV8) | (BSWP1);./* 设置调色板*/void Lcd_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*/void ChangePalette(UINT32 color)./* 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_PWRE

22、N输出无效*/void Lcd_PowerEnable(int invpwren, int pwren)GPGCON = (GPGCON & (38) | (38); / GPG4用作LCD_PWRENGPGUP= (GPGUP & (14) | (14);/ 禁止内部上拉LCDCON5 = (LCDCON5 & (15) | (invpwren5);/ 设置LCD_PWREN的极性: 正常/反转LCDCON5 = (LCDCON5 & (13) | (pwren3); / 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 :

23、打开*/void Lcd_EnvidOnOff(int onoff)if (onoff = 1)LCDCON1 |= 1; / ENVID ONelseLCDCON1 &= 0x3fffe; / ENVID Off/* 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*/void ClearScrWithTmpPlt(UINT32 color)TPAL = (124)|(color & 0xffffff)0);/* 停止使用临时调色板寄存器*/void DisableTmpPlt(void)TPAL = 0;framebuffer.c实现在fram

24、ebuffer上画点、画线、画同心圆、清屏的函数。主要代码：#include ./* * 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*/void PutPixel(UINT32 x, UINT32 y, UINT32 color)./* * 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0x

25、AARRGGBB (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*/void DrawLine(int x1,int y1,int x2,int y2,int color)./* * 绘制同心圆*/void Mire(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*/void ClearScr(UINT32 color) UINT32 x,y;for (y = 0; y ysize; y+)for (x = 0; x xsize; x+)PutPixel(x, y, color);