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LCD相关(转载)  

2010-12-26 23:03:25|  分类: 硬件 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.  为了不让大家觉枯燥,让朋友们更好的理解,我以一个实例来叙述 S3C2410 下一个驱动程序的编写(本文的初始化源码以华恒公司提供的 s3c2410fb.c 为基础)及简单的 GUI程序的编写。 

2.  拿到一块 LCD,首先要将 LCD的各个控制线与 S3C2410 的 LCD控制信号相接,当然,电源也一定要接入了,否则不亮可别找我。另外需要注意以下几点: 
1) 背光:对于大部分的彩色 LCD一定要接背光,我们才能看到屏上的内容; 
2) 控制信号:不同的 LCD 厂商对于控制信号有不同的叫法,S3C2410 芯片手册也给出了一个信号的多个名称(图一),这就要看你们硬件工程师的功底了, 
 2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使

2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使

  图一  S3C2410 手册上给出的控制信号的名称及解释 
   这里我做一个简单的介绍:   
VFRAMELCD 控制器和 LCD 驱动器之间的帧同步信号。该信号告诉 LCD屏的新的一帧开始了。LCD 控制器在一个完整帧显示完成后立即插入一个VFRAME 信号,开始新一帧的显示;   
VLINE:LCD控制器和 LCD驱动器之间的线同步脉冲信号,该信号用于 LCD驱动器将水平线(行)移位寄存器的内容传送给 LCD 屏显示。LCD 控制器在整个水平线(整行)数据移入 LCD驱动器后,插入一个 VLINE 信号;  
VCLK:LCD控制器和 LCD驱动器之间的像素时钟信号,由 LCD控制器送出的数据在 VCLK的上升沿处送出,在 VCLK的下降沿处被 LCD驱动器采样;  
VM:LCD驱动器的 AC 信号。VM 信号被 LCD驱动器用于改变行和列的电压极性,从而控制像素点的显示或熄灭。VM 信号可以与每个帧同步,也可以与可变数量的 VLINE 信号同步。  
3) 数据线:也就是我们说的 RGB 信号线,S3C2410 芯片手册上都有详细的说明,由于篇幅关系,在此不一一摘录,不过需要与硬件工程是配合的是他采用了哪种接线方法,24 位 16 位或其它。对于 16 位 TFT 屏又有两种方式,在写驱动前你要清楚是 5:6:5还是 5:5:5:I,这些与驱动的编写都有关系 
4) 要注意一下 LCD 的电源电压,对于手持设备来说一般都为 5V 或 3.3V,或同时支持 5V和 3.3V,如果 LCD的需要的电源电压是 5V,那就要注意了,S3C2410 的逻辑输出电压只有 3.3V,此时一定要让你们的硬件工程师帮忙把 S3C2410 的逻辑输出电压提高到 5V,否则你可能能将屏点亮,但显示的图像要等到太阳从西边出来的那一天才能正常,呵呵,我可吃过苦头的哦! 
5) 3.3V逻辑电压转变成 5V逻辑电压电路图(此图由华恒公司提供) 
 2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使
 
6) 最后还有一个问题,有些 LCD 屏还需要一颗伴侣芯片,就是 S3C2410 手册中的那颗 LPC3600。这可能在 LCD 的手册中都有论述吧,我没有遇到过这样的屏,所以也不是很清楚。那么是不是所有的屏与 S3C2410相接都需要那个讨厌的家伙呢?这是好多人(包括我)在最开始都会有的疑问,不过现在的大部分 LCD 屏应该都不需要这个讨厌的家伙了,屏的控制信号直接与 S3C2410 的控制信号相接就可以了,至少我还没有遇到过。 
7) 还得提醒大家一下,S3C2410到 LCD屏的连线千万千万别超过 0.5 米,否则会给你带来麻烦,我也是吃过苦头的,LCD屏上面的部分显示任何信息都是正确的,而只有屏的底部会有时正确有时错误,折腾了好一阵,才知道是连线太长的缘故!


3.  好了,在硬件工程师的帮助下,硬件接好了,那就该我们做软件的干活了,编写驱动吧  
1) 让我们首先看一下 RGB数据结构的定义 
在 s3c2410fb.c 中找到如下信息 
static struct s3c2410fb_rgb xxx_tft_rgb_16 = {
    red:  {offset:11, length:5,},
    green: {offset:5, length:6,}, 
    blue: {offset:0, length:5,},
    transp: {offset:0, length:0,},
};  
这是对 16 位色的 RGB 颜色进行定义,R:G:B:I = 5:6:5:0,即我们常说的565 显示方式。呵呵,为了让有些朋友更好的理解,我多罗嗦几句,我们随便写一个 16 位数据的颜色数据(为了分析的方便,我把它写成二进制) 
RGB = 10101101 10111001 
根据上面的结构定义我们来分析一下 RGB 各是多少(因为没有透明色,我们不去分析) 
a)  blue: {offset: 0,   length: 5} 偏移量为 0,长度为 5,我们从那个 RGB 中提取出来便是“11001” 
b)  green:{offset: 5,   length: 6} 偏移量为 5,长度为 6,我们从那个 RGB 中提取出来便是 101 101 
c)  red:  {offset: 11, length: 5 } 偏移量为 11,长度为 5,我们从那个 RGB 中提取出来便是 10101 
d)  我们得到了一个 RGB 值为 13:45:200,就是这个颜色  
e)  那么反过来,有了 RGB的值我们该如何,因为 RGB 的有效位数都不足一个字节(8 位),那我们只能忍痛割爱了,舍弃掉低位数据,代码如下 
 r=(rDat&0xF8);
g=(gDat&0xFC);
b=(bDat&0xF8);
hight=r|(g>>5);
low=(g<<3)|(b>>3);
color=(hight<<8)|low;
     
记住,这段代码在 GUI 程序中是有用的 
2) 对于 8 位色(256 色)的数据结构定义 
 static struct s3c2410fb_rgb rgb_8 = {
&nbs

p;   red:  {offset:0, length:4,},
    green: {offset:0, length:4,}, 
    blue: {offset:0, length:4,},
    transp: {offset:0, length:0,},
};  
这是原程序中给出的定义,我感觉有些错误,我认为应该为 R:G:B = 3:3:2 
  static struct s3c2410fb_rgb rgb_8 = {
    red:  {offset:5, length:3,},
    green: {offset:2, length:3,}, 
    blue: {offset:0, length:2,},
    transp: {offset:0, length:0,},
};  
因为没有亲自去调试,所以没有什么发言权,希望做过这方面的朋友给我一个答案。 
3) 对于 CSTN 屏,一般都能达到 12 位色(4096 色)的,S3C2410 这颗芯片也是支持的,但是在软件方面要做的工作比较大,因为从原有的代码,我们找不到任何 12位色显示的迹象,另外 Linux 本身好像也不支持 12 位色的,如果你要作的事情比较简单,那你就自己写代码吧。我在此给出 12位色的数据结构定义 
 static struct s3c2410fb_rgb xxx_stn_rgb_12 = {
    red:  {offset:8, length:4,},
    green: {offset:4, length:4,}, 
    blue: {offset:0, length:4,},
    transp: {offset:0, length:0,},
};  

但是要完成 12 位色 CSTN 屏驱动程序的编写还有一些工作要做,稍后我会适当的向大家介绍。 
4) 接着看下面的代码,其中要修改的部分已经用绿色标出,下面分别进行介绍。 
 2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使 
a)  颜色位数 
bpp:16  
如果你的 LCD 屏是 TFT 的,那一般都可以达到 16 位色或 24 位色,这也要看硬件怎么连接了,根据情况进行设置即可; 
如果你的 LCD屏是 CSTN的,按照常规 LCD手册的介绍,一般都可以支持到8 位色(256色),而实际的 CSTN屏的显示效果都可以达到 12 位色(4096色),那可有很大的区别的,如果你要选择便宜的屏又要丰富的颜色,那就费点劲,完成 12 位色的驱动。 
b)  LCD屏的宽度和高度 
xres: 240 
yres: 320 
     这个就不用多说了,你的屏的分辨率是多少就设置成多少呗。

c)  寄存器的设置,这些也不困难。下面就让我们一起一口一口的将 S3C2410 的LCD寄存器统统吃掉!   首先介绍一下我这块屏,这是日立的一块 TFT 屏,大小为 640X240,可以支持到 16位色。   与驱动有关的一张表 
  
图二 LCD屏资料 
有了这些信息,让我们看一下 LCD寄存器的设置。
  LCD控制器1 
2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使 

 

  • LINECNT  ---  这是一个只读的数据,我们当然没有必要理它  
  • CLKVAL    --- 这可是一个很有用的参数,其实没必要管它后面的计算,我们可以通过实际的测试来得出一个有效的值,对于320x240 的屏一般设置为 7 就可以了,而对于 640x480 的屏,该值可以小一点。对于后面的计算公式及注释(STN: CLKVAL >= 2,TFT: CLKVAL >= 0),我不知道该如何去理解,因为在实际的应用中我点了一块 640X240 的CSTN 屏,当我的 CLKVAL = 1 时才达到了一个最佳的效果,这似乎与说明书相违背,我也解释不清为什么?!  
  • PNRMODE  --- 这个应该不用多做解释,大家一看都明白了,对于 TFT 屏,只能设置成 11,而对于 CSTN 屏,可能需要根据实际屏的信息去设置,我遇到的屏都设置成 10,即 8bit 单扫描模式。对于4bit单扫描、4bit 双扫描、8bit 单扫描的说明在 s3c2410 的手册中有详细的介绍,大家可以去参考一下。  
  • BPPMODE   --- 这个参数更不用多说了吧,就是设置屏的颜色位数喽。  
  • 这些参数的设置都很简单,我给出我这块屏的定义:
    lcdcon1: LCD1_BPP_16T | LCD1_PNR_TFT | LCD1_CLKVAL(1),
  • 同时,我也给出一块 CSTN 屏的寄存器参数信息 
    lcdcon1: LCD1_BPP_12S | LCD1_PNR_8S | LCD1_CLKVAL(9),


   LCD控制器2 
 2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使 
 
对于 TFT 屏必须要填,至于什么意思怎么翻译,相信大家都比我的水平
强,自己翻译吧。我只说明从 LCD中如何将这个值“扣”出来。 

很容易,看一下图二 LCD屏资料,对比一下得出如下信息:  
  • LCD2_VBPD: 
    Vertical back porch  典型值为 7  
  • LCD2_VFPD: 
    Vertical front porch  典型值为 4  
  • LCD2_VSPW: 
    Vsync Valid width  典型值为 2  
  • 关于 LINEVAL 在程序的后面将会提到,此处不必理会。  
  • 经过分析,我们知道了如何设置 LCD2: 
    lcdcon2: LCD2_VBPD(7) | LCD2_VFPD(4) | LCD2_VSPW(2),
  • 对于 STN(CSTN)屏,这个寄存器的设置最简单,将 VBPD、VFPD、VSPW 都设置成 Zero 就可以了。即 
    lcdcon2: LCD2_VBPD(0) | LCD2_VFPD(0) | LCD2_VSPW(0),


  LCD控制器3 
  2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使
对于 TFT 屏,很容易将 HBPD 和 HFPD 找出来,如下  

  • LCD3_HBPD: 
    Horizontal back porch  典型值为 37  
  • LCD3_HFBD: 
    Horizontal back porch  典型值为 32  
  • 对于 HOZVAL 同样会在后面提到,此处暂时不管  
  • 经过分析,我们知道了如何设置 LCD3: 
    lcdcon3: LCD3_HBPD(37) | LCD3_HFPD(32) ,
  • 对于(STN)CSTN屏,我没有很好的理解 WDLY 和 LINEBLANK 的真正涵义,通过改变这两个参数的值,我也没有得到特别明显的差异,我一般设置为: 
    lcdcon3: LCD3_WDLY_16 | 0x10 ,

LCD控制器4 
 
   对于 TFT 屏,需要设置 HSPW 的值,这个在 LCD 手册上也很容易得到

2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使

  • LCD4_HSPW: 
    Hsync Valid width  典型值为 5  
  • 至于 MVAL,我不知道是什么意思,有什么作用,我从来不动它,只取它最初的那个值 13  
  • 经过分析,我们知道了如何设置 LCD4: 
    lcdcon4: LCD4_HSPW(5) | LCD4_MVAL(13) ,
  • 对于 STN(CSTN)屏,像 WDLY 一样,我通常不改变,因为改变了没有发现有什么作用,这是我驱动中的代码,好几块屏都一样的:
    lcdcon4: LCD4_WLH(0) | LCD4_MVAL(13) ,


   LCD控制器5 
 2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使 
2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使 
 
这个寄存器的看起来比较复杂,但是无外乎这几类:  

  • 只读信息:VSTATUS和 HSTATUS 
    只读的东东,设置它也没用,不必理会。  
  • TFT 屏的颜色信息:BPP24BL、FRM565 
    TFT 屏的颜色信息,这个我们在 LCD的硬件连接时已经提到了,根据具体的接线方式,设置信息。  
  • 控制信号的极性 
    TFT/STN 屏控制信号的极性:INVVCLK、INVVLINE、INVVFRAME、INVVD、INVPWREN、PWREN 
    TFT 屏特有的控制信号的极性:INVVDEN、INVLEND、ENLEND 
    这些信息主要是使S3C2410的信号输出极性与LCD屏的输入极性的问题,需要根据具体的硬件进行设置,较为常见的是vline/hsync  、VFRAME/VSYNC脉冲的极性。  
  • 颜色信息的字节交换控制位:BSWP、HWSWP 
    这两位用来控制字节交换和半字交换,主要用来大小头的问题,如果输出到屏上的汉字左右互换了,或者输出到屏上的图花屏了,可以更改这个选项。具体涵义在 S3C2410芯片手册上有详细的说明。  
  • 我的这块 TFT 的信息设置如下: 
    lcdcon5: LCD5_FRM565 | LCD5_HWSWP | LCD5_PWREN ,
  • 一块 CSTN屏的信息 
    lcdcon5: LCD5_BSWP | LCD5_PWREN ,


    FrameBuffer  起始寄存器 1 
     2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使 
    这个寄存器的设置没有必要去修改(TFT/STN),都使用默认的代码即可: 
     2010年09月18日 - Hyobo - 堕落天使
      FrameBuffer  起始寄存器 2 和 FrameBuffer  起始寄存器 3 
    &n

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