ARM开发步步深入之LCD入门讲课稿.doc

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1、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F

2、CLK、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(ThinFil

3、mTransistor，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

4、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REG

5、BANK-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

6、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

7、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V

8、D23:0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

9、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,0x48

10、000000.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bReset.bHandleIRQ0x1c:快中断模式的向量地址HandleFIQ:bHandleFIQReset:复位处理bldisable_watch_dog关门喂狗blmem_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、PCLKblinit_nand初始化NandFlash将NandFlash中地址4096开始的代码复制到SDRAM中ldrr

11、0,=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

12、_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:bhalt_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.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);pri

13、ntf(4TFT64048016Bitnr);printf(Enteryourselection:);c=getc();printf(%cnr,c);switch(c)case1: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_

14、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DEMO256pal0DrawLine(0,0,0,319,1);/颜色为DEMO256pal1DrawLine(239,0,239,319,2);/DrawLine(0,319,239,319,4);D

15、rawLine(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DEMO256pal128printf(4.Pressanykeytofillthescreembytemporarypalette

16、n);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./

17、*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

18、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.L

19、CDCON5:*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_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);LCD

20、CON4=HSPW_240320;LCDCON5=(FORMAT8BPP_56511)|(HSYNC_INV9)|(VSYNC_INV8)|(BSWP1);./*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-LC

21、D_PWREN输出无效*/voidLcd_PowerEnable(intinvpwren,intpwren)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:打开*/voidLcd_EnvidOnOff(intonoff)if(o

22、noff=1)LCDCON1|=1;/ENVIDONelseLCDCON1&=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=(124)|(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./*画点*输入参数：*x、y:象素坐标*color:

23、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;yysize;y+)for(x=0;xxsize;x+)PutPixel(x,y,color);-