37. RGBLCD实验
一、RGBLCD显示原理简介
1、像素点
于一个“小灯“，不管是液晶屏，还是手机，平板，RGBLCD屏幕他都是有由一个个的彩色小灯构成的。彩色点阵屏每个像素点有三个小灯，红色、绿色和蓝色，也叫做RGB。RGB就是光的三原色。通过调整RGB三种颜色的比例，就可以实现姹紫千红的世界。
2、分辨率
要想显示文字，图片，视频等等就需要很多个像素点，分辨率说的就是像素点的个数，1080P、720P、2K、4K，8K。1080P=19201080，表示一行有1920个像素点，一列有1080个。显示器有尺寸！24村，27村、55寸。尺寸不变的情况下，分辨率越高，显示效果越精细。4K=38402160相当于4个1080P
正点原子的RGB屏幕有：4.3寸480272，800480，7寸的800480和1024600，10.1寸的1280800。
Iphone4屏幕尺寸是3.5寸，960640分辨率，PPI=327.
3、像素格式
如何将RGB三种颜色进行量化，每种颜色用8bit表示，RGB就需要888共24bit。可以描述出2^24=中颜色16777216=1677万种颜色。现在流行10bit，HDR10，支持HDR效果的10bit面板，RGB10 10 10。
在RGB888的基础上在加上8bit的ALPHA通道，也就是透明通道，ARGB8888=32位。
4、LCD屏幕接口
RGB格式的屏幕，一般叫做RGB接口屏。
屏幕接口有：MIPI、LVDS、MCU、RGB接口。
正点原子屏幕ID：使用ID可以识别出不同的屏幕，在RGBLCD屏幕上对R7，G7，B7焊接上拉或下拉电阻实现不同的ID。，
正点原子的ALPHA地板RGB屏幕接口用了3个3157模拟开关。原因是防止LCD屏幕上的ID电阻影响到6ULL的启动。
5、LCD时间参数和LCD时序
水平：
HSYNC：水平同步信号，行同步信号，当出现HSYNC信号的时候表示新的一行开始显示
1、产生HSYNC信号，表示新的一行开始显示，HSYNC信号得维持一段时间，这个时间叫做HSPW。
2、HSYNC信号完成以后，需要一段时间延时，这段时间叫做HBP。
3、显示1024个像素点的数据，1024个clk。
3、一行像素显示完成以后，到HSYNC下一行信号的产生之间有个延时，叫做HFP。
因此真正显示一行所需的时间计时HSPW+HBP+WIDTH(屏幕水平像素点个数，比如1024)+HFP=20+140+1024+160=1344CLK.
垂直：
VSYNC：垂直同步信号，帧同步信号，当出现VSYNC信号的时候表示新的一帧开始显示。
1、VSYNC信号，持续一段时间，位VSPW。
2、VSYNC信号完成以后，需要一段时间，叫做VBP
3、VBP信号结束以后，就是要显示的行数，比如600行，
4、所有的行显示完成以后，一段VFP延时，
（VSPW+VBP+height(600)+VFP）* （HSPW+HBP+WIDTH(1024)+HFP）=
像素时钟：
6、显存
显存：显示存储空间，采用ARGB8888=32bit=4B。这4个字节的数据表示一个像素点的信息，必须得存起来。10246004=2.5MB。因此需要流出2.5MB的内存给LCD用，方法很简单，直接定义一个32位的数组，u32 lcdframe[1024*600];
二、6ULL LCDIF控制器接口原理
1、我们使用DOTCLK接口，也就是VSYNC、HSYNC、ENABLE(DE)和DOTCLK(PCLK)
2、LCDIF_CTRL寄存器，bit0必须置1，bit1设置数据格式24位全部有效，设置为0。Bit5设置LCDIF接口工作在主机模式下，要置1。Bit9:8设置输入像素格式位24bit，写3。Bit11：10，设置数据传输宽度位24bit，写3。Bit13：12设置数据交换，我们不需要交换设置位0。Bit15:14设置输入数据交换，不交换设置位0。Bit17置1，LCDIF工作在DOTCLK模式下。Bit19必须置1，因为工作在DOTCL模式。Bit31是复位功能必须置0.
3、LCDIF_CTRL1寄存器的bit19:16设置位0X7。24位的格式，
4、LCDIF_TRANSFER_COUNT寄存器的bit15：0是LCD一行的像素数，1024。Bit31:16是LCD一共有多少行，600行。
5、LCDIF_VDCTRL0寄存器，bit17:0为vspw参数。Bit20设置vsync信号的宽度单位 ，设置为1。Bit21设置为1。Bit24设置ENABLE信号极性，为0的时候是低电平有效，为1是高电平，我们设置为1。Bit25设置CLK信号极性，设置为0.。bit26设置HSYNC信号极性，设置0，低电平有效，bit27设置VSYNC信号极性，设置为0，低电平有效。Bit28设置1，开始ENABLE信号。Bit29设置为0，VSYNC输出。
6、LCDIF_VDCTRL1寄存器为两个VSYNC信号之间的长度，那就是VSPW+ VBPD+HEIGHT+VFP。
7、CDIF_VDCTRL2寄存器bit17：0是两个HSYNC信号之间的长度，那就是hspw+hbp+width+hfp。Bit31:18为hspw。
8、LCDIF_VDCTRL3寄存器，bit15:0是vbp+vspw。Bit27:16是hbp+hspw。
9、LCDIF_VDCTRL4寄存器，bit17:0是一行有多少个像素点，1024
10、LCDIF_CUR_BUF，LCD当前缓存，显存首地址。
11、LCDIF_NEXT_BUF,LCD下一帧数据首地址。
12、LCD IO初始化。
三、LCD像素时钟的设置。
LCD需要一个CLK信号，这个时钟信号是6ULL的CLK引脚发送给RGB LCD的。比如7寸1024600的屏幕需要51.2MHz的CLK。
LCDIF_CLK_ROOT就是6ULL的像素时钟。我们设置PLL5(video PLL)为LCD的时钟源，
PLL5 CLK=FrefDIV_SELECT=，DIV_SELECT就是CCM_ANALOG_PLL_VIDEO的bit6:0，也就是DIV_SELEC位，可选范围27-54。设置PLL_VIDEO寄存器的bit20:19为2，表示1分频。设置CCM_ANALOG_MISC2寄存器的bit31:30为0，也就是VIDOE_DIV为0，1分频。
我们不是用小数分频器，因此CCM_ANALOG_PLL_VIDEO_NUM=0，在设置CCM_ALALOG_PLL_VIDEO_DENOM=0。
CCM_CSCDR2寄存器的bit17:15，设置LCDIF_PRE_CLK_SEL，选择LCDIF_CLK_ROOT的时钟源，设置为0x2。表示LCDIF时钟源为PLL5。Bit14:12为LCDIF_PRED位，设置前级分频，可以设置07，分别对应18分频。
CCM_CBCMR寄存器，bit25:23为LCDIF_PODF，设置第二级分频，可以设置为07，分别对应18分频。
继续设置CCM_CSCDR2寄存器的bit11：9为LCDIF_CLK_SEL，选择LCD CLK的最终时钟源，设置为0，LCDIF的最终时钟源来源于pre-muxed LCDIF clock
四、LCD驱动程序编写
1、如果使用的正点原子的开发板和RGB屏幕，那么在驱动LCD之前，要先读取屏幕ID。
//bsp_lcd.c
#include "bsp_lcd.h"
#include "bsp_gpio.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "stdio.h"
/* 液晶屏参数结构体 */
struct tftlcd_typedef tftlcd_dev;
/*
* @description : 始化LCD
* @param : 无
* @return : 无
*/
void lcd_init(void)
{
lcdgpio_init(); /* 初始化IO */
lcdclk_init(32, 3, 5); /* 初始化LCD时钟 */
lcd_reset(); /* 复位LCD */
delayms(10); /* 延时10ms */
lcd_noreset(); /* 结束复位 */
/* TFTLCD参数结构体初始化 */
tftlcd_dev.height = 600;
tftlcd_dev.width = 1024;
tftlcd_dev.pixsize = 4; /* ARGB8888模式，每个像素4字节 */
tftlcd_dev.vspw = 3;
tftlcd_dev.vbpd = 20;
tftlcd_dev.vfpd = 12;
tftlcd_dev.hspw = 20;
tftlcd_dev.hbpd = 140;
tftlcd_dev.hfpd = 160;
tftlcd_dev.framebuffer = LCD_FRAMEBUF_ADDR;
tftlcd_dev.backcolor = LCD_WHITE; /* 背景色为白色 */
tftlcd_dev.forecolor = LCD_BLACK; /* 前景色为黑色 */
/* 初始化ELCDIF的CTRL寄存器
* bit [31] 0 : 停止复位
* bit [19] 1 : 旁路计数器模式
* bit [17] 1 : LCD工作在dotclk模式
* bit [15:14] 00 : 输入数据不交换
* bit [13:12] 00 : CSC不交换
* bit [11:10] 11 : 24位总线宽度
* bit [9:8] 11 : 24位数据宽度,也就是RGB888
* bit [5] 1 : elcdif工作在主模式
* bit [1] 0 : 所有的24位均有效
*/
LCDIF->CTRL |= (1 << 19) | (1 << 17) | (0 << 14) | (0 << 12) |
(3 << 10) | (3 << 8) | (1 << 5) | (0 << 1);
/*
* 初始化ELCDIF的寄存器CTRL1
* bit [19:16] : 0X7 ARGB模式下，传输24位数据，A通道不用传输
*/
LCDIF->CTRL1 = 0X7 << 16;
/*
* 初始化ELCDIF的寄存器TRANSFER_COUNT寄存器
* bit [31:16] : 高度
* bit [15:0] : 宽度
*/
LCDIF->TRANSFER_COUNT = (tftlcd_dev.height << 16) | (tftlcd_dev.width << 0);
/*
* 初始化ELCDIF的VDCTRL0寄存器
* bit [29] 0 : VSYNC输出
* bit [28] 1 : 使能ENABLE输出
* bit [27] 0 : VSYNC低电平有效
* bit [26] 0 : HSYNC低电平有效
* bit [25] 0 : DOTCLK上升沿有效
* bit [24] 1 : ENABLE信号高电平有效
* bit [21] 1 : DOTCLK模式下设置为1
* bit [20] 1 : DOTCLK模式下设置为1
* bit [17:0] : vsw参数
*/
LCDIF->VDCTRL0 = 0; //先清零
LCDIF->VDCTRL0 = (0 << 29) | (1 << 28) | (0 << 27) |
(0 << 26) | (0 << 25) | (1 << 24) |
(1 << 21) | (1 << 20) | (tftlcd_dev.vspw << 0);
/*
* 初始化ELCDIF的VDCTRL1寄存器
* 设置VSYNC总周期
*/
LCDIF->VDCTRL1 = tftlcd_dev.height + tftlcd_dev.vspw + tftlcd_dev.vfpd + tftlcd_dev.vbpd; //VSYNC周期
/*
* 初始化ELCDIF的VDCTRL2寄存器
* 设置HSYNC周期
* bit[31:18] ：hsw
* bit[17:0] : HSYNC总周期
*/
LCDIF->VDCTRL2 = (tftlcd_dev.hspw << 18) | (tftlcd_dev.width + tftlcd_dev.hspw + tftlcd_dev.hfpd + tftlcd_dev.hbpd);
/*
* 初始化ELCDIF的VDCTRL3寄存器
* 设置HSYNC周期
* bit[27:16] ：水平等待时钟数
* bit[15:0] : 垂直等待时钟数
*/
LCDIF->VDCTRL3 = ((tftlcd_dev.hbpd + tftlcd_dev.hspw) << 16) | (tftlcd_dev.vbpd + tftlcd_dev.vspw);
/*
* 初始化ELCDIF的VDCTRL4寄存器
* 设置HSYNC周期
* bit[18] 1 : 当使用VSHYNC、HSYNC、DOTCLK的话此为置1
* bit[17:0] : 宽度
*/
LCDIF->VDCTRL4 = (1<<18) | (tftlcd_dev.width);
/*
* 初始化ELCDIF的CUR_BUF和NEXT_BUF寄存器
* 设置当前显存地址和下一帧的显存地址
*/
LCDIF->CUR_BUF = (unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer;
LCDIF->NEXT_BUF = (unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer;
lcd_enable(); /* 使能LCD */
delayms(10);
lcd_clear(LCD_WHITE); /* 清屏 */
}
/*
* IO引脚: LCD_DATA00 -> LCD_B0
* LCD_DATA01 -> LCD_B1
* LCD_DATA02 -> LCD_B2
* LCD_DATA03 -> LCD_B3
* LCD_DATA04 -> LCD_B4
* LCD_DATA05 -> LCD_B5
* LCD_DATA06 -> LCD_B6
* LCD_DATA07 -> LCD_B7
*
* LCD_DATA08 -> LCD_G0
* LCD_DATA09 -> LCD_G1
* LCD_DATA010 -> LCD_G2
* LCD_DATA011 -> LCD_G3
* LCD_DATA012 -> LCD_G4
* LCD_DATA012 -> LCD_G4
* LCD_DATA013 -> LCD_G5
* LCD_DATA014 -> LCD_G6
* LCD_DATA015 -> LCD_G7
*
* LCD_DATA016 -> LCD_R0
* LCD_DATA017 -> LCD_R1
* LCD_DATA018 -> LCD_R2
* LCD_DATA019 -> LCD_R3
* LCD_DATA020 -> LCD_R4
* LCD_DATA021 -> LCD_R5
* LCD_DATA022 -> LCD_R6
* LCD_DATA023 -> LCD_R7
*
* LCD_CLK -> LCD_CLK
* LCD_VSYNC -> LCD_VSYNC
* LCD_HSYNC -> LCD_HSYNC
* LCD_DE -> LCD_DE
* LCD_BL -> GPIO1_IO08
*/
/*
* @description : LCD GPIO初始化
* @param : 无
* @return : 无
*/
void lcdgpio_init(void)
{
gpio_pin_config_t gpio_config;
/* 1、IO初始化复用功能 */
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA01_LCDIF_DATA01,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA02_LCDIF_DATA02,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA03_LCDIF_DATA03,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA04_LCDIF_DATA04,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA05_LCDIF_DATA05,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA06_LCDIF_DATA06,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA07_LCDIF_DATA07,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA08_LCDIF_DATA08,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA09_LCDIF_DATA09,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA10_LCDIF_DATA10,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA11_LCDIF_DATA11,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA12_LCDIF_DATA12,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA13_LCDIF_DATA13,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA14_LCDIF_DATA14,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA15_LCDIF_DATA15,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA16_LCDIF_DATA16,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA17_LCDIF_DATA17,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA18_LCDIF_DATA18,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA19_LCDIF_DATA19,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA20_LCDIF_DATA20,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA21_LCDIF_DATA21,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA22_LCDIF_DATA22,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA23_LCDIF_DATA23,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC,0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08,0); /* 背光BL引脚 */
/* 2、配置LCD IO属性
*bit 16:0 HYS关闭
*bit [15:14]: 0 默认22K上拉
*bit [13]: 0 pull功能
*bit [12]: 0 pull/keeper使能
*bit [11]: 0 关闭开路输出
*bit [7:6]: 10 速度100Mhz
*bit [5:3]: 111 驱动能力为R0/7
*bit [0]: 1 高转换率
*/
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA01_LCDIF_DATA01,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA02_LCDIF_DATA02,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA03_LCDIF_DATA03,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA04_LCDIF_DATA04,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA05_LCDIF_DATA05,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA06_LCDIF_DATA06,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA07_LCDIF_DATA07,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA08_LCDIF_DATA08,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA09_LCDIF_DATA09,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA10_LCDIF_DATA10,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA11_LCDIF_DATA11,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA12_LCDIF_DATA12,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA13_LCDIF_DATA13,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA14_LCDIF_DATA14,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA15_LCDIF_DATA15,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA16_LCDIF_DATA16,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA17_LCDIF_DATA17,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA18_LCDIF_DATA18,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA19_LCDIF_DATA19,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA20_LCDIF_DATA20,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA21_LCDIF_DATA21,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA22_LCDIF_DATA22,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA23_LCDIF_DATA23,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC,0xB9);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08,0xB9); /* 背光BL引脚 */
/* GPIO初始化 */
gpio_config.direction = kGPIO_DigitalOutput; /* 输出 */
gpio_config.outputLogic = 1; /* 默认关闭背光 */
gpio_init(GPIO1, 8, &gpio_config); /* 背光默认打开 */
gpio_pinwrite(GPIO1, 8, 1); /* 打开背光 */
}
/*
* @description : LCD时钟初始化, LCD时钟计算公式如下：
* LCD CLK = 24 * loopDiv / prediv / div
* @param - loopDiv : loopDivider值
* @param - loopDiv : lcdifprediv值
* @param - div : lcdifdiv值
* @return : 无
*/
void lcdclk_init(unsigned char loopDiv, unsigned char prediv, unsigned char div)
{
/* 先初始化video pll
* VIDEO PLL = OSC24M * (loopDivider + (denominator / numerator)) / postDivider
*不使用小数分频器，因此denominator和numerator设置为0
*/
CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_NUM = 0; /* 不使用小数分频器 */
CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_DENOM = 0;
/*
* PLL_VIDEO寄存器设置
* bit[13]: 1 使能VIDEO PLL时钟
* bit[20:19] 2 设置postDivider为1分频
* bit[6:0] : 32 设置loopDivider寄存器
*/
CCM_ANALOG->PLL_VIDEO = (2 << 19) | (1 << 13) | (loopDiv << 0);
/*
* MISC2寄存器设置
* bit[31:30]: 0 VIDEO的post-div设置，时钟源来源于postDivider，1分频
*/
CCM_ANALOG->MISC2 &= ~(3 << 30);
CCM_ANALOG->MISC2 = 0 << 30;
/* LCD时钟源来源与PLL5，也就是VIDEO PLL */
CCM->CSCDR2 &= ~(7 << 15);
CCM->CSCDR2 |= (2 << 15); /* 设置LCDIF_PRE_CLK使用PLL5 */
/* 设置LCDIF_PRE分频 */
CCM->CSCDR2 &= ~(7 << 12);
CCM->CSCDR2 |= (prediv - 1) << 12; /* 设置分频 */
/* 设置LCDIF分频 */
CCM->CBCMR &= ~(7 << 23);
CCM->CBCMR |= (div - 1) << 23;
/* 设置LCD时钟源为LCDIF_PRE时钟 */
CCM->CSCDR2 &= ~(7 << 9); /* 清除原来的设置 */
CCM->CSCDR2 |= (0 << 9); /* LCDIF_PRE时钟源选择LCDIF_PRE时钟 */
}
/*
* @description : 复位ELCDIF接口
* @param : 无
* @return : 无
*/
void lcd_reset(void)
{
LCDIF->CTRL = 1<<31; /* 强制复位 */
}
/*
* @description : 结束复位ELCDIF接口
* @param : 无
* @return : 无
*/
void lcd_noreset(void)
{
LCDIF->CTRL = 0<<31; /* 取消强制复位 */
}
/*
* @description : 使能ELCDIF接口
* @param : 无
* @return : 无
*/
void lcd_enable(void)
{
LCDIF->CTRL |= 1<<0; /* 使能ELCDIF */
}
/*
* @description : 画点函数
* @param - x : x轴坐标
* @param - y : y轴坐标
* @param - color : 颜色值
* @return : 无
*/
inline void lcd_drawpoint(unsigned short x,unsigned short y,unsigned int color)
{
*(unsigned int*)((unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer +
tftlcd_dev.pixsize * (tftlcd_dev.width * y+x))=color;
}
/*
* @description : 读取指定点的颜色值
* @param - x : x轴坐标
* @param - y : y轴坐标
* @return : 读取到的指定点的颜色值
*/
inline unsigned int lcd_readpoint(unsigned short x,unsigned short y)
{
return *(unsigned int*)((unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer +
tftlcd_dev.pixsize * (tftlcd_dev.width * y + x));
}
/*
* @description : 清屏
* @param - color : 颜色值
* @return : 读取到的指定点的颜色值
*/
void lcd_clear(unsigned int color)
{
unsigned int num;
unsigned int i = 0;
unsigned int *startaddr=(unsigned int*)tftlcd_dev.framebuffer; //指向帧缓存首地址
num=(unsigned int)tftlcd_dev.width * tftlcd_dev.height; //缓冲区总长度
for(i = 0; i < num; i++)
{
startaddr[i] = color;
}
}
/*
* @description : 以指定的颜色填充一块矩形
* @param - x0 : 矩形起始点坐标X轴
* @param - y0 : 矩形起始点坐标Y轴
* @param - x1 : 矩形终止点坐标X轴
* @param - y1 : 矩形终止点坐标Y轴
* @param - color : 要填充的颜色
* @return : 读取到的指定点的颜色值
*/
void lcd_fill(unsigned short x0, unsigned short y0,
unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned int color)
{
unsigned short x, y;
if(x0 < 0) x0 = 0;
if(y0 < 0) y0 = 0;
if(x1 >= tftlcd_dev.width) x1 = tftlcd_dev.width - 1;
if(y1 >= tftlcd_dev.height) y1 = tftlcd_dev.height - 1;
for(y = y0; y <= y1; y++)
{
for(x = x0; x <= x1; x++)
lcd_drawpoint(x, y, color);
}
}
//bsp_lcd.h
#ifndef _BSP_LCD_H
#define _BSP_LCD_H
#include "imx6ul.h"
/* 颜色 */
#define LCD_BLUE 0x000000FF
#define LCD_GREEN 0x0000FF00
#define LCD_RED 0x00FF0000
#define LCD_CYAN 0x0000FFFF
#define LCD_MAGENTA 0x00FF00FF
#define LCD_YELLOW 0x00FFFF00
#define LCD_LIGHTBLUE 0x008080FF
#define LCD_LIGHTGREEN 0x0080FF80
#define LCD_LIGHTRED 0x00FF8080
#define LCD_LIGHTCYAN 0x0080FFFF
#define LCD_LIGHTMAGENTA 0x00FF80FF
#define LCD_LIGHTYELLOW 0x00FFFF80
#define LCD_DARKBLUE 0x00000080
#define LCD_DARKGREEN 0x00008000
#define LCD_DARKRED 0x00800000
#define LCD_DARKCYAN 0x00008080
#define LCD_DARKMAGENTA 0x00800080
#define LCD_DARKYELLOW 0x00808000
#define LCD_WHITE 0x00FFFFFF
#define LCD_LIGHTGRAY 0x00D3D3D3
#define LCD_GRAY 0x00808080
#define LCD_DARKGRAY 0x00404040
#define LCD_BLACK 0x00000000
#define LCD_BROWN 0x00A52A2A
#define LCD_ORANGE 0x00FFA500
#define LCD_TRANSPARENT 0x00000000
/* LCD显存地址 */
#define LCD_FRAMEBUF_ADDR (0x89000000)
/* LCD控制参数结构体 */
struct tftlcd_typedef{
unsigned short height; /* LCD屏幕高度 */
unsigned short width; /* LCD屏幕宽度 */
unsigned char pixsize; /* LCD每个像素所占字节大小 */
unsigned short vspw;
unsigned short vbpd;
unsigned short vfpd;
unsigned short hspw;
unsigned short hbpd;
unsigned short hfpd;
unsigned int framebuffer; /* LCD显存首地址 */
unsigned int forecolor; /* 前景色 */
unsigned int backcolor; /* 背景色 */
};
extern struct tftlcd_typedef tftlcd_dev;
/* 函数声明 */
void lcd_init(void);
void lcdgpio_init(void);
void lcdclk_init(unsigned char loopDiv, unsigned char prediv, unsigned char div);
void lcd_reset(void);
void lcd_noreset(void);
void lcd_enable(void);
void video_pllinit(unsigned char loopdivi, unsigned char postdivi);
inline void lcd_drawpoint(unsigned short x,unsigned short y,unsigned int color);
inline unsigned int lcd_readpoint(unsigned short x,unsigned short y);
void lcd_clear(unsigned int color);
void lcd_fill(unsigned short x0, unsigned short y0, unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned int color);
#endif
五、LCD操作API函数编写
//bsp_lcdapi.c
#include "bsp_lcdapi.h"
#include "font.h"
/*
* @description : 画线函数
* @param - x1 : 线起始点坐标X轴
* @param - y1 : 线起始点坐标Y轴
* @param - x2 : 线终止点坐标X轴
* @param - y2 : 线终止点坐标Y轴
* @return : 无
*/
void lcd_drawline(unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned short x2, unsigned short y2)
{
u16 t;
int xerr = 0, yerr = 0, delta_x, delta_y, distance;
int incx, incy, uRow, uCol;
delta_x = x2 - x1; /* 计算坐标增量 */
delta_y = y2 - y1;
uRow = x1;
uCol = y1;
if(delta_x > 0) /* 设置单步方向 */
incx = 1;
else if(delta_x==0) /* 垂直线 */
incx = 0;
else
{
incx = -1;
delta_x = -delta_x;
}
if(delta_y>0)
incy=1;
else if(delta_y == 0) /* 水平线 */
incy=0;
else
{
incy = -1;
delta_y = -delta_y;
}
if( delta_x > delta_y) /*选取基本增量坐标轴 */
distance = delta_x;
else
distance = delta_y;
for(t = 0; t <= distance+1; t++ ) /* 画线输出 */
{
lcd_drawpoint(uRow, uCol, tftlcd_dev.forecolor);/* 画点 */
xerr += delta_x ;
yerr += delta_y ;
if(xerr > distance)
{
xerr -= distance;
uRow += incx;
}
if(yerr > distance)
{
yerr -= distance;
uCol += incy;
}
}
}
/*
* @description : 画矩形函数
* @param - x1 : 矩形坐上角坐标X轴
* @param - y1 : 矩形坐上角坐标Y轴
* @param - x2 : 矩形右下角坐标X轴
* @param - y2 : 矩形右下角坐标Y轴
* @return : 无
*/
void lcd_draw_rectangle(unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned short x2, unsigned short y2)
{
lcd_drawline(x1, y1, x2, y1);
lcd_drawline(x1, y1, x1, y2);
lcd_drawline(x1, y2, x2, y2);
lcd_drawline(x2, y1, x2, y2);
}
/*
* @description : 在指定位置画一个指定大小的圆
* @param - x0 : 圆心坐标X轴
* @param - y0 : 圆心坐标Y轴
* @param - y2 : 圆形半径
* @return : 无
*/
void lcd_draw_Circle(unsigned short x0,unsigned short y0,unsigned char r)
{
int mx = x0, my = y0;
int x = 0, y = r;
int d = 1 - r;
while(y > x) /* y>x即第一象限的第1区八分圆 */
{
lcd_drawpoint(x + mx, y + my, tftlcd_dev.forecolor);
lcd_drawpoint(y + mx, x + my, tftlcd_dev.forecolor);
lcd_drawpoint(-x + mx, y + my, tftlcd_dev.forecolor);
lcd_drawpoint(-y + mx, x + my, tftlcd_dev.forecolor);
lcd_drawpoint(-x + mx, -y + my, tftlcd_dev.forecolor);
lcd_drawpoint(-y + mx, -x + my, tftlcd_dev.forecolor);
lcd_drawpoint(x + mx, -y + my, tftlcd_dev.forecolor);
lcd_drawpoint(y + mx, -x + my, tftlcd_dev.forecolor);
if( d < 0)
{
d = d + 2 * x + 3;
}
else
{
d= d + 2 * (x - y) + 5;
y--;
}
x++;
}
}
/*
* @description : 在指定位置显示一个字符
* @param - x : 起始坐标X轴
* @param - y : 起始坐标Y轴
* @param - num : 显示字符
* @param - size: 字体大小, 可选12/16/24/32
* @param - mode: 叠加方式(1)还是非叠加方式(0)
* @return : 无
*/
void lcd_showchar(unsigned short x, unsigned short y,
unsigned char num, unsigned char size,
unsigned char mode)
{
unsigned char temp, t1, t;
unsigned short y0 = y;
unsigned char csize = (size / 8+ ((size % 8) ? 1 : 0)) * (size / 2); /* 得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 */
num = num - ' '; /*得到偏移后的值（ASCII字库是从空格开始取模，所以-' '就是对应字符的字库） */
for(t = 0; t < csize; t++)
{
if(size == 12) temp = asc2_1206[num][t]; /* 调用1206字体 */
else if(size == 16)temp = asc2_1608[num][t]; /* 调用1608字体 */
else if(size == 24)temp = asc2_2412[num][t]; /* 调用2412字体 */
else if(size == 32)temp = asc2_3216[num][t]; /* 调用3216字体 */
else return; /* 没有的字库 */
for(t1 = 0; t1 < 8; t1++)
{
if(temp & 0x80)lcd_drawpoint(x, y, tftlcd_dev.forecolor);
else if(mode==0)lcd_drawpoint(x, y, tftlcd_dev.backcolor);
temp <<= 1;
y++;
if(y >= tftlcd_dev.height) return; /* 超区域了 */
if((y - y0) == size)
{
y = y0;
x++;
if(x >= tftlcd_dev.width) return; /* 超区域了 */
break;
}
}
}
}
/*
* @description : 计算m的n次方
* @param - m : 要计算的值
* @param - n : n次方
* @return : m^n次方.
*/
unsigned int lcd_pow(unsigned char m,unsigned char n)
{
unsigned int result = 1;
while(n--) result *= m;
return result;
}
/*
* @description : 显示指定的数字，高位为0的话不显示
* @param - x : 起始坐标点X轴。
* @param - y : 起始坐标点Y轴。
* @param - num : 数值(0~999999999)。
* @param - len : 数字位数。
* @param - size: 字体大小
* @return : 无
*/
void lcd_shownum(unsigned short x,
unsigned short y,
unsigned int num,
unsigned char len,
unsigned char size)
{
unsigned char t, temp;
unsigned char enshow = 0;
for(t = 0; t < len; t++)
{
temp = (num / lcd_pow(10, len - t - 1)) % 10;
if(enshow == 0 && t < (len - 1))
{
if(temp == 0)
{
lcd_showchar(x + (size / 2) * t, y, ' ', size, 0);
continue;
}else enshow = 1;
}
lcd_showchar(x + (size / 2) * t, y, temp + '0', size, 0);
}
}
/*
* @description : 显示指定的数字，高位为0,还是显示
* @param - x : 起始坐标点X轴。
* @param - y : 起始坐标点Y轴。
* @param - num : 数值(0~999999999)。
* @param - len : 数字位数。
* @param - size : 字体大小
* @param - mode : [7]:0,不填充;1,填充0.
* [6:1]:保留
* [0]:0,非叠加显示;1,叠加显示.
* @return : 无
*/
void lcd_showxnum(unsigned short x, unsigned short y,
unsigned int num, unsigned char len,
unsigned char size, unsigned char mode)
{
unsigned char t, temp;
unsigned char enshow = 0;
for(t = 0; t < len; t++)
{
temp = (num / lcd_pow(10, len - t- 1)) % 10;
if(enshow == 0 && t < (len - 1))
{
if(temp == 0)
{
if(mode & 0X80) lcd_showchar(x + (size / 2) * t, y, '0', size, mode & 0X01);
else lcd_showchar(x + (size / 2) * t, y , ' ', size, mode & 0X01);
continue;
}else enshow=1;
}
lcd_showchar( x + (size / 2) * t, y, temp + '0' , size , mode & 0X01);
}
}
/*
* @description : 显示一串字符串
* @param - x : 起始坐标点X轴。
* @param - y : 起始坐标点Y轴。
* @param - width : 字符串显示区域长度
* @param - height : 字符串显示区域高度
* @param - size : 字体大小
* @param - p : 要显示的字符串首地址
* @return : 无
*/
void lcd_show_string(unsigned short x,unsigned short y,
unsigned short width,unsigned short height,
unsigned char size,char *p)
{
unsigned char x0 = x;
width += x;
height += y;
while((*p <= '~') &&(*p >= ' ')) /* 判断是不是非法字符! */
{
if(x >= width) {x = x0; y += size;}
if(y >= height) break; /* 退出 */
lcd_showchar(x, y, *p , size, 0);
x += size / 2;
p++;
}
}
//bsp_lcdapi.h
#ifndef BSP_LCDAPI_H
#define BSP_LCDAPI_H
#include "imx6ul.h"
#include "bsp_lcd.h"
/* 函数声明 */
void lcd_drawline(unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned short x2, unsigned short y2);
void lcd_draw_rectangle(unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned short x2, unsigned short y2);
void lcd_draw_Circle(unsigned short x0,unsigned short y0,unsigned char r);
void lcd_showchar(unsigned short x,unsigned short y,unsigned char num,unsigned char size, unsigned char mode);
unsigned int lcd_pow(unsigned char m,unsigned char n);
void lcd_shownum(unsigned short x, unsigned short y, unsigned int num, unsigned char len,unsigned char size);
void lcd_showxnum(unsigned short x, unsigned short y, unsigned int num, unsigned char len, unsigned char size, unsigned char mode);
void lcd_show_string(unsigned short x,unsigned short y,
unsigned short width, unsigned short height, unsigned char size,char *p);
#endif
//main.c
#include "bsp_clk.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_beep.h"
#include "bsp_key.h"
#include "bsp_int.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_lcd.h"
#include "bsp_lcdapi.h"
/* 背景颜色索引 */
unsigned int backcolor[10] = {
LCD_BLUE, LCD_GREEN, LCD_RED, LCD_CYAN, LCD_YELLOW,
LCD_LIGHTBLUE, LCD_DARKBLUE, LCD_WHITE, LCD_BLACK, LCD_ORANGE
};
/*
* @description : main函数
* @param : 无
* @return : 无
*/
int main(void)
{
unsigned char index = 0;
unsigned char state = OFF;
int_init(); /* 初始化中断(一定要最先调用！) */
imx6u_clkinit(); /* 初始化系统时钟 */
delay_init(); /* 初始化延时 */
clk_enable(); /* 使能所有的时钟 */
led_init(); /* 初始化led */
beep_init(); /* 初始化beep */
uart_init(); /* 初始化串口，波特率115200 */
lcd_init(); /* 初始化LCD */
tftlcd_dev.forecolor = LCD_RED;
lcd_show_string(10,10,400,32,32,(char*)"ZERO-IMX6UL ELCD TEST"); /* 显示字符串 */
lcd_draw_rectangle(10, 52, 1014, 290); /* 绘制矩形框 */
lcd_drawline(10, 52,1014, 290); /* 绘制线条 */
lcd_drawline(10, 290,1014, 52); /* 绘制线条 */
lcd_draw_Circle(512, 171, 119); /* 绘制圆形 */
while(1)
{
index++;
if(index == 10)
index = 0;
lcd_fill(0, 300, 1023, 599, backcolor[index]);
lcd_show_string(800,10,240,32,32,(char*)"INDEX="); /*显示字符串 */
lcd_shownum(896,10, index, 2, 32); /* 显示数字，叠加显示 */
state = !state;
led_switch(LED0,state);
delayms(1000); /* 延时一秒 */
}
return 0;
}
//start.S
/***************************************************************
描述 : ZERO-I.MX6UL/I.MX6ULL开发板启动文件，完成C环境初始化，
C环境初始化完成以后跳转到C代码。
**************************************************************/
.global _start /* 全局标号 */
/*
* 描述： _start函数，首先是中断向量表的创建
* 参考文档:ARM Cortex-A(armV7)编程手册V4.0.pdf P42，3 ARM Processor Modes and Registers（ARM处理器模型和寄存器）
* ARM Cortex-A(armV7)编程手册V4.0.pdf P165 11.1.1 Exception priorities(异常)
*/
_start:
ldr pc, =Reset_Handler /* 复位中断 */
ldr pc, =Undefined_Handler /* 未定义中断 */
ldr pc, =SVC_Handler /* SVC(Supervisor)中断 */
ldr pc, =PrefAbort_Handler /* 预取终止中断 */
ldr pc, =DataAbort_Handler /* 数据终止中断 */
ldr pc, =NotUsed_Handler /* 未使用中断 */
ldr pc, =IRQ_Handler /* IRQ中断 */
ldr pc, =FIQ_Handler /* FIQ(快速中断)未定义中断 */
/* 复位中断 */
Reset_Handler:
cpsid i /* 关闭全局中断 */
/* 关闭I,DCache和MMU
* 采取读-改-写的方式。
*/
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 /* 读取CP15的C1寄存器到R0中 */
bic r0, r0, #(0x1 << 12) /* 清除C1寄存器的bit12位(I位)，关闭I Cache */
bic r0, r0, #(0x1 << 2) /* 清除C1寄存器的bit2(C位)，关闭D Cache */
bic r0, r0, #0x2 /* 清除C1寄存器的bit1(A位)，关闭对齐 */
bic r0, r0, #(0x1 << 11) /* 清除C1寄存器的bit11(Z位)，关闭分支预测 */
bic r0, r0, #0x1 /* 清除C1寄存器的bit0(M位)，关闭MMU */
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 /* 将r0寄存器中的值写入到CP15的C1寄存器中 */
#if 0
/* 汇编版本设置中断向量表偏移 */
ldr r0, =0X87800000
dsb
isb
mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0
dsb
isb
#endif
/* 设置各个模式下的栈指针，
* 注意：IMX6UL的堆栈是向下增长的！
* 堆栈指针地址一定要是4字节地址对齐的！！！
* DDR范围:0X80000000~0X9FFFFFFF
*/
/* 进入IRQ模式 */
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f /* 将r0寄存器中的低5位清零，也就是cpsr的M0~M4 */
orr r0, r0, #0x12 /* r0或上0x13,表示使用IRQ模式 */
msr cpsr, r0 /* 将r0 的数据写入到cpsr_c中 */
ldr sp, =0x80600000 /* 设置IRQ模式下的栈首地址为0X80600000,大小为2MB */
/* 进入SYS模式 */
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f /* 将r0寄存器中的低5位清零，也就是cpsr的M0~M4 */
orr r0, r0, #0x1f /* r0或上0x13,表示使用SYS模式 */
msr cpsr, r0 /* 将r0 的数据写入到cpsr_c中 */
ldr sp, =0x80400000 /* 设置SYS模式下的栈首地址为0X80400000,大小为2MB */
/* 进入SVC模式 */
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f /* 将r0寄存器中的低5位清零，也就是cpsr的M0~M4 */
orr r0, r0, #0x13 /* r0或上0x13,表示使用SVC模式 */
msr cpsr, r0 /* 将r0 的数据写入到cpsr_c中 */
ldr sp, =0X80200000 /* 设置SVC模式下的栈首地址为0X80200000,大小为2MB */
cpsie i /* 打开全局中断 */
#if 0
/* 使能IRQ中断 */
mrs r0, cpsr /* 读取cpsr寄存器值到r0中 */
bic r0, r0, #0x80 /* 将r0寄存器中bit7清零，也就是CPSR中的I位清零，表示允许IRQ中断 */
msr cpsr, r0 /* 将r0重新写入到cpsr中 */
#endif
b main /* 跳转到main函数 */
/* 未定义中断 */
Undefined_Handler:
ldr r0, =Undefined_Handler
bx r0
/* SVC中断 */
SVC_Handler:
ldr r0, =SVC_Handler
bx r0
/* 预取终止中断 */
PrefAbort_Handler:
ldr r0, =PrefAbort_Handler
bx r0
/* 数据终止中断 */
DataAbort_Handler:
ldr r0, =DataAbort_Handler
bx r0
/* 未使用的中断 */
NotUsed_Handler:
ldr r0, =NotUsed_Handler
bx r0
/* IRQ中断！重点！！！！！ */
IRQ_Handler:
push {lr} /* 保存lr地址 */
push {r0-r3, r12} /* 保存r0-r3，r12寄存器 */
mrs r0, spsr /* 读取spsr寄存器 */
push {r0} /* 保存spsr寄存器 */
mrc p15, 4, r1, c15, c0, 0 /* 从CP15的C0寄存器内的值到R1寄存器中
* 参考文档ARM Cortex-A(armV7)编程手册V4.0.pdf P49
* Cortex-A7 Technical ReferenceManua.pdf P68 P138
*/
add r1, r1, #0X2000 /* GIC基地址加0X2000，也就是GIC的CPU接口端基地址 */
ldr r0, [r1, #0XC] /* GIC的CPU接口端基地址加0X0C就是GICC_IAR寄存器，
* GICC_IAR寄存器保存这当前发生中断的中断号，我们要根据
* 这个中断号来绝对调用哪个中断服务函数
*/
push {r0, r1} /* 保存r0,r1 */
cps #0x13 /* 进入SVC模式，允许其他中断再次进去 */
push {lr} /* 保存SVC模式的lr寄存器 */
ldr r2, =system_irqhandler /* 加载C语言中断处理函数到r2寄存器中*/
blx r2 /* 运行C语言中断处理函数，带有一个参数，保存在R0寄存器中 */
pop {lr} /* 执行完C语言中断服务函数，lr出栈 */
cps #0x12 /* 进入IRQ模式 */
pop {r0, r1}
str r0, [r1, #0X10] /* 中断执行完成，写EOIR */
pop {r0}
msr spsr_cxsf, r0 /* 恢复spsr */
pop {r0-r3, r12} /* r0-r3,r12出栈 */
pop {lr} /* lr出栈 */
subs pc, lr, #4 /* 将lr-4赋给pc */
/* FIQ中断 */
FIQ_Handler:
ldr r0, =FIQ_Handler
bx r0
//Makefile
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-
TARGET ?= lcd
CC := $(CROSS_COMPILE)gcc
LD := $(CROSS_COMPILE)ld
OBJCOPY := $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP := $(CROSS_COMPILE)objdump
LIBPATH := -lgcc -L /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4
INCDIRS := imx6ul \
stdio/include \
bsp/clk \
bsp/led \
bsp/delay \
bsp/beep \
bsp/gpio \
bsp/key \
bsp/exit \
bsp/int \
bsp/epittimer \
bsp/keyfilter \
bsp/uart \
bsp/lcd
SRCDIRS := project \
stdio/lib \
bsp/clk \
bsp/led \
bsp/delay \
bsp/beep \
bsp/gpio \
bsp/key \
bsp/exit \
bsp/int \
bsp/epittimer \
bsp/keyfilter \
bsp/uart \
bsp/lcd
INCLUDE := $(patsubst %, -I %, $(INCDIRS))
SFILES := $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.S))
CFILES := $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))
SFILENDIR := $(notdir $(SFILES))
CFILENDIR := $(notdir $(CFILES))
SOBJS := $(patsubst %, obj/%, $(SFILENDIR:.S=.o))
COBJS := $(patsubst %, obj/%, $(CFILENDIR:.c=.o))
OBJS := $(SOBJS) $(COBJS)
VPATH := $(SRCDIRS)
.PHONY: clean
$(TARGET).bin : $(OBJS)
$(LD) -Timx6ul.lds -o $(TARGET).elf $^ $(LIBPATH)
$(OBJCOPY) -O binary -S $(TARGET).elf $@
$(OBJDUMP) -D -m arm $(TARGET).elf > $(TARGET).dis
$(SOBJS) : obj/%.o : %.S
$(CC) -Wall -nostdlib -fno-builtin -c -O2 $(INCLUDE) -o $@ $<
$(COBJS) : obj/%.o : %.c
$(CC) -Wall -Wa,-mimplicit-it=thumb -nostdlib -fno-builtin -c -O2 $(INCLUDE) -o $@ $<
clean:
rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS) $(SOBJS)