2019年05月10日 | 对LCD的操作（S3C2440）

先简单介绍下LCD的操作原理。 如下图的LCD示意图，里面的每个点就是一个像素点。

想象有一个电子枪，一边移动，一边发出各种颜色的光。这里有很多细节问题，我们一个一个的梳理。

电子枪是如何移动的？

答：有一条CLK时钟线与LCD相连，每发出一次CLK(高低电平)，电子枪就移动一个像素。

颜色如何确定？

答：由连接LCD的三组线：R(Red)、G(Green)、B(Blue)确定。

电子枪如何得知应跳到下一行？

答：有一条HSYNC信号线与LCD相连，每发出一次脉冲(高低电平)，电子枪就跳到下一行。

电子枪如何得知应跳到原点？

答：有一条VSYNC信号线与LCD相连，每发出一次脉冲(高低电平)，电子枪就跳到原点。

RGB线上的数据从何而来？

答：内存里面划分一块显存(FrameBuffer)，里面存放了要显示的数据，LCD控制器从里面将数据读出来，通过RGB三组线传给电子枪，电子枪再依次打到显示屏上。

前面的信号由谁发给LCD？

答：有S3C2440里面的LCD控制器来控制发出信号。

通过JZ2440原理图对上面进行验证，下图的LCD控制器接口图。 Chapter17 lesson1 002.jpg?imageView2/2/w/550

①是时钟信号，每来一个CLK，电子枪就移动一个像素；

②是用来传输颜色数据；

③是垂直方向同步信号，FRAME(帧)；

④是水平方向同步信号，LINE(行)；

再来看看LCD的芯片手册。 Chapter17 lesson1 003.jpg?imageView2/2/w/550

先是VLED+、VLED-背光灯电源。VDD、VDD是LCD电源。

R0-R7、G0-G7、B0-B7是红绿蓝颜色信号。

PCLK是像素时钟信号。DISP是像素开关。

HSYNC、VSYNC分别是水平方向、垂直方向信号。

DE数据使能。X1、Y1、X2、Y2是触摸屏信号。

可以看出LCD有很多信号，这些信号要根据时序图传输才能正确显示。参考JZ2440_4.3寸LCD手册_AT043TN24的时序如下： Chapter17 lesson1 004.png?imageView2/2/w/550

从最小的像素开始分析，电子枪每次在CLK下降沿(本开发板是下降沿)从数据线Dn0-Dn7上得到数据，发射到显示屏上，然后移动到下一个位置。Dn0-Dn7上的数据来源就是前面介绍的FrameBuffer。就这样从一行的最左边，一直移动到一行的最右边，完成了一行的显示，假设为x。

当打完一行的最后一个数据后，就会收到Hsync行同步信号，根据时序图，一个Hsync周期可以大致分为五部分组成：thp、thb、1/tc、thd、thf。thp称为脉冲宽度，这个时间不能太短，太短电子枪可能识别不到。电子枪正确识别到thp后，会从最右端移动最左端，这个移动的时间就是thb，称之为移动时间。thf表示显示完最右像素，再过多久Hsync才来。

同理，当电子枪一行一行的从上面移动到最下面时，Vsync垂直同步信号就让电子枪移动回最上边。Vsync中的tvp是脉冲宽度，tvb是移动时间，tvf表示显示完最下一行像素，再过多久Vsync才来。 假设一共有y行，则LCD的分辨率就是x*y。

关于显示原理，可以参考这篇博客：http://www.cnblogs.com/shangdawei/p/4760933.html

里面有一个LCD显示配置示意图如下： Chapter17 lesson1 005.jpg?imageView2/2/w/550

当发出一个HSYNC信号后，电子枪就会从最右边花费HBP时长移动到最左边，等到了最右边后，等待HFP时长HSYNC信号才回来。因此，HBP和HFP分别决定了左边和右边的黑框。

同理，当发出一个VSYNC信号后，电子枪就会从最下边花费VBP时长移动到最上边，等到了最下边后，等待VFP时长VSYNC信号才回来。因此，VBP和VFP分别决定了上边和下边的黑框。 中间灰色区域才是有效显示区域。

再来解决最后一个问题：每个像素再FrameBuffer中，占据多少位BPP(Bits Per Pixels)？ 前面的LCD引脚功能图里，R0-R7、G0-G7、B0-B7，每个像素是占据3*8=24位的，即硬件上LCD的BPP是确定的。

虽然LCD上的引脚是固定的，但我们使用的时候，可以根据实际情况进行取舍，比如我们的JZ2440使用的是16BPP，因此LCD只需要R0-R4、G0-G5、B0-B4与SOC相连，5+6+5=16BPP，每个像素就只占据16位数据。

我们写程序的思路如下：

查看LCD芯片手册，查看相关的时间参数、分辨率、引脚极性；

根据以上信息设置LCD控制器寄存器，让其发出正确信号；

在内存里面分配一个FrameBuffer，在里面用若干位表示一个像素，再把首地址告诉LCD控制器；

之后LCD控制器就能周而复始取出FrameBuffer里面的像素数据，配合其它控制信号，发送给电子枪，电子枪再让在LCD上显示出来。以后我们想显示图像，只需要编写程序向FrameBuffer填入相应数据即可，硬件会自动的完成显示操作。

以上内容转自http://wiki.100ask.org/%E7%AC%AC017%E8%AF%BE_LCD%E7%BC%96%E7%A8%8B#.E7.AC.AC001.E8.8A.82_LCD.E7.A1.AC.E4.BB.B6.E5.8E.9F.E7.90.86

下面就开始编程

思路：配置LCD 相关的引脚。设置LCD控制寄存器，使能，测试。

使用LCD为4.3寸，设置为32BPP，像素为x480,y272

新建文件有 lcddrv.c lcddrv.h lcdlib.c lcdlib.h。

在lcddrv.c 中，配置LCD相关的引脚，初始化LCD设置LCD的特殊寄存器。配置为32bpp

在lcdlib.c 中，通过调用LCDDRV中的函数，测试LCD，使之输出全屏的红色，绿色，蓝色。

lcddrv.c

#include "lcddrv.h"

void Lcd_Port_Init(void)

{

    /* 初始化引脚 : 背光引脚 */

GPBCON &= ~0x3;

GPBCON |= 0x01;

/* LCD专用引脚 */

GPCCON = 0xaaaaaaaa;

GPDCON = 0xaaaaaaaa;

/* PWREN */

GPGCON |= (3<<8);

}

void TFT_Lcd_Init(void)

{

int addr, fb_base;

/* 

         * 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5

         * 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: 32BPP

         *    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8BPP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 = (5<<8) | (3<<5) | (0xd<<1) ;

LCDCON2 = (1<<24) | (271<<14) | (1<<6) | (9<<0);

LCDCON3 = (1<<19) | (479<<8) | (1<<0);

LCDCON4 = (40<<0);

LCDCON5 = (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (0<<7) | (0<<6) | (0<<5) | (1<<11) | 0;

fb_base = 0x33c00000;

addr = fb_base & ~(1<<31);

LCDSADDR1 = (addr >> 1);

addr = fb_base + 480*272*32/8;

addr >>=1;

addr &= 0x1fffff;

LCDSADDR2 = addr;

}

void TFT_Lcd_Enalbe(void)

{

/* 背光引脚 : GPB0 */

GPBDAT |= (1<<0);

/* pwren    : 给LCD提供AVDD  */

LCDCON5 |= (1<<3);

/* LCDCON1'BIT 0 : 设置LCD控制器是否输出信号 */

LCDCON1 |= (1<<0);

}

lcdlib.c

#include "lcdlib.h"

void lcd_test(void)

{

int x, y;

unsigned int *p2;

Lcd_Port_Init();

TFT_Lcd_Init();

TFT_Lcd_Enalbe();

/* 让LCD输出整屏的红色 */

/* 0xRRGGBB */

p2 = (unsigned int *)0x33c00000;

for (x = 0; x < 480; x++)

for (y = 0; y < 272; y++)

*p2++ = 0xff0000;

/* 让LCD输出整屏的green */

p2 = (unsigned int *)0x33c00000;

for (x = 0; x < 480; x++)

for (y = 0; y < 272; y++)

*p2++ = 0x00ff00;

/* 让LCD输出整屏的blue */

p2 = (unsigned int *)0x33c00000;

for (x = 0; x < 480; x++)

for (y = 0; y < 272; y++)

*p2++ = 0x0000ff;

}

实验结果为：

在LCD中，先显示全屏红色，然后绿色，蓝色。