一、FrameBuffer 帧缓冲设备的原理
1.1 概念
在linux系统中LCD这类设备称为帧缓冲设备，英文frameBuffer设备。
frameBuffer 是出现在2.2.xx 内核当中的一种驱动程序接口。
帧缓冲（framebuffer）是Linux 系统为显示设备提供的一个接口，它将显示缓冲区抽象，屏蔽图像硬件的底层差异，允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。用户不必关心物理显示缓冲区的具体位置及存放方式，这些都由帧缓冲设备驱动本身来完成。
framebuffer机制模仿显卡的功能，将显卡硬件结构抽象为一系列的数据结构，可以通过framebuffer的读写直接对显存进行操作。用户可以将framebuffer看成是显存的一个映像，将其映射到进程空间后，就可以直接进行读写操作，写操作会直接反映在屏幕上。
1.2 帧缓冲的理解
用户可以将Framebuffer看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以直接进行读写操作，而写操作可以立即反应在屏幕上。
这种操作是抽象的、统一的。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。
这些都是由Framebuffer设备驱动来完成的。
1.3 了解帧缓冲设备文件
framebuffer的设备文件一般是 /dev/fb0、/dev/fb1等，最多支持32个设备。
framebuffer是个字符设备，主设备号为29，对应于/dev/fb%d设备文件。
通常，使用如下方式（前面的数字表示次设备号）：
（次设备号）0 = /dev/fb0 第一个fb设备
（次设备号）1 = /dev/fb1 第二个fb 设备。
fb 也是一种普通的内存设备，可以读写其内容。
例如，屏幕抓屏：cp /dev/fb0 myfilefb；
注意，这个命令保存下来的仅是rgb数据，并不是图片格式，Window下是打不开的。
(前提是framebuffer驱动里实现了read函数)
1.4 如何去操作这个设备文件
对程序员和Linux系统来说，framebuffer设备与其他的文件没有区别；可以通过配置对framebuffer设备文件完成对硬件的参数设置。
framebuffer映射操作：
二、LCD知识介绍
2.1 了解LCD显示的色深
色深(BPP)：一个像素使用多少个二进制位表示它的颜色。
1bpp :一个像素使用 1 个二进制位表示它的颜色,可以有两种色，这种屏单色屏。
2bpp ：一个像素使用 2 个二进制位表示它的颜色,可以有4种色，恢阶。
4BPP :
8BPP : 一个像素使用 8 个二进制位表示它的颜色,可以有256种色。
16BPP: 一个像素使用 16 个二进制位表示它的颜色,可以有65536种色,伪彩色。
stm32 这种等级 CPU一般使用这个级别的。
RGB565--常用 RGB5551
24BPP: 一个像素使用 24 个二进制位表示它的颜色,可以有16M种色,真彩色。
RGB888
32BPP: 一个像素使用 32 个二进制位表示它的颜色。 增加了透明度控制。
ARGB888
所有颜色都由RGB三原色组成。通过调节三者比例程现不同颜色。
2.2 LCD屏的时序
要驱动一个TFT屏，首先来认识一下LCD工作时序图。在（芯片数据手册）Exynos 4412 SCP_Users Manual_Ver.0.10.00_Preliminary0.pdf的1816页，第41.3.11.2章节LCD RGB Interface Timing。
LCD的工作时序图如下：
可以把LCD看成一个二维数据。从左到右，从上到下，一个点一点描绘（逐行扫描）。当最后一个点描绘完成，循环扫描。所有显示器显示图像的原理都是从上到下，从左到右的。
那么这幅图在LCD上的显示原理就是:
LCD提供的外部接口信号说明：
（Synchronization：同步，vertical：垂直，horizontal：水平）
上面时序图上各时钟延时参数的含义如下：
(这些参数的值，LCD产生厂商会提供相应的数据手册)。
它们的英文全称：
VBPD(vertical back porch) ：垂直后肩
VFBD(vertical front porch) ：垂直前肩
VSPW(vertical sync pulse width)：垂直同步脉冲宽度
HBPD(horizontal back porch)：水平前肩
HFPD(horizontal front porth)：水平后肩
HSPW(horizontal sync pulse width)：水平同步脉冲宽度
LINEVAL: 屏实际高度-1。
HOZVAL: 屏实际宽度-1。
像素时钟信号：一个像素时钟（时间）扫描一个点。
帧 ：由行组成
行 ：由像素组成
扫描过程：
发起帧同步信号-->行同步信号-->像素时钟信号 （三种信号是同步出现）。
2.3 LCD时序参数的值
以上参数都是由LCD屏厂家提供的。参考光盘资料：
在以上文档的14页，我们一般用的是经典值。
除了以上的时序参数外，还要注意LCD控制器的默认时序极性和LCD屏的时序极性是否相同，不同则配置为相同。（VSYNC,HSYNC,DEN,像素采样边沿）。
三、应用层FrameBuffer 帧缓冲设备编程(LCD屏编程)
在Linux 系统中LCD的应用程序编程是有特定编写模板的。
下面我们就一步一步的来编写linux下的lcd应用程序。
3.1 编程步骤
(1) 打开/dev/fbX
Open的第一个参数：/dev/fbx,打开lcd设备文件，lcd设备文件在dev目录下都是以fb*存在的。
得到一个可代表这个设备文件的文件描述符。
(2) 获取可变参数、固定参数
如：要获取可变参数
那么就定义一个变量来存放这个可变参数:
然后用ioctl接口实现数据的传递：
既然我们要获取参数，那么ioctl方向肯定是从内核到应用空间；
根据FBIOGET_VSCREENINFO命令，从fbX设备文件中获取对应的数据，存放在vinfo指向的结构中。
具体是什么结构的数据就看从内核传递上来是什么数据了。
FBIOGET_VSCREENINFO命令命名方式可以分解如下：
这样就可以直观的看出来，是获取屏幕的可变信息。
同样也定义一个变量来存放这个固定参数：
通过lcd驱动提供的iotcl接口获取：
(3) 计算屏幕大小(字节为单位)
计算屏幕大小是为了后面的mmap函数使用，这个屏幕大小是根据可变参数来计算的，公式如下：
屏幕的一个点就是x方向的32位数据和y方向的32数据构成。
其中Bpp/8意义是每一个像素占用了多少个字节。即32/8=4byte。
我们可以看出来，屏幕内存大小是以字节为单位的。
如：
这个screensize有何用处呢，就是给mmap函数去映射空间时使用的。
(4) 内存映射（mmap函数）
Linux下一切都是文件，我们在对Lcd设备文件操作就是对lcd屏进行了操作。
我们一般想到对屏的操作方法:
我们一般想到对屏的操作方法:
1- LCD操作可以像其他字符设备一样可以调用read,write,对lcd屏进行操作；
但是出于效率考虑，一般不这样操作。
例如： 我要让屏幕实现黑白切换。 (驱动层需要实现read和write函数)
While(1){ Memset(buf,0,screensize); Write(fp,buf,screensize); Msleep(1); Memset(buf,0,screensize); Write(fp,buf,screensize); Msleep(1); }
分析这里为什么会出现效率低的问题：
我要把数据给内核，write就会调用copy_from_user传递数据；
如果屏容量1024*768*4 约有3M左右的数据，我在屏上刷一幅图片要传递3M左右 的数据，1S要刷50次呢，就要在1s内传递150M左右的数据；
memset函数也传递了一次数据，一个2次数据传递，150*2=300M。
那么主频低cpu在这样短时间里处理就会卡顿等。
不用read，write原因：
我们在调用memset的时候，传递了一次数据给缓冲区；然后再使用write的copy_fr/
om_user又传递了一次数据，一共就传递数据了2次。
那么是mmap又是怎么样子的呢？
只要值映射的时候传递了一次数据，在效率上提高了一倍。
2- 内核一般对LCD屏操作是通过内存映射（mmap）方式来实现。
这是一种常见的文件操作方法，系统编程课程会有提到。
我们需要知道lcd编程的概念:
把lcd看成是一块内存，使用mmap函数把它的缓冲区映射到进程空间中，然后通过映射后的地址直接操作驱动中的显示缓冲区，往这块缓冲写数据，lcd就会按数值转换成相应颜色显示在LCD屏上。
那么就需要把lcd设备文件映射到进程的地址空间中。
首先来介绍mmap函数：（man 2 mmap可以查看该函数的用法）
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
功能：把文件的内存映射到进程的地址空间中。
参数：
addr: 设置一个可用的地址，一般情况你不知道哪个地址是可用的。
所以，给0表示由系统自动分配。
length：映射的长度。单位是字节
prot：属性。如PROT_READ（可读），PROT_WRITE（可写）等。
PROT_EXEC 映射后的地址空间可以执行代码.
PROT_READ 映射后可以读.
PROT_WRITE 映射后可以写
PROT_NONE 映射后不能访问
flags：保护标志。常用的是共享方式 MAP_SHARED。
fd ：open返回的文件描述符。
offset：是从文件的哪个地方开始映射。
返回值：映射后的首地址指针。
如下：
fbp =(unsigned char *) mmap (0, //表示系统自动分别可以映射地址 screensize, //映射大小（字节） PROT_READ | PROT_WRITE, //映射得到的空间属性 MAP_SHARED, // 保护标志 fp, //要映射的文件描述符 0); //从文件的那个地方开始映射
把lcd设备文件映射到进程的地址空间，从映射开始0开始、大小为 screensize 的内容，得到一个指向这块空间首地址的指针fbp。
(5) 使用映射后的地址对屏进行操作
使用上面得到的 fbp 指针，我们就可以来操作lcd的显示缓冲区了。
示例1：要在(100,200) 处画一个点。
1- 计算偏移(固定的)地址：
off = (800*200+100) * 4;
屏幕上的点是呈(x,y)坐标形式，而进程地址空间呈一块连续的地址内存。所以要计算由屏上的点对于进程空间的地址。
写成通用的表示:
Off = (xres*y + x) * bpp/8;
2- 写入颜色数据（是一个32位的数据）：
*(unsigned int *)(fbp+off) = 0x00ff0000;//低地址存低字节（小端格式） 或： * (fbp+off) = 0x00; //B(蓝色) * (fbp+off+1) = 0x00; //G(绿色) * (fbp+off+2) = 0xff; //R(红色) * (fbp+off+3) = 0x00; //透明色
*(fbp+off)就是我们要写入颜色值的地方。
Fbp就是屏的起始点地址指针，fbp+off是指定点的地址指针。
这里的颜色表示是32bpp色深形式，rgb+透明色形式。
从低地址到高地址为B(蓝色)、G(绿色)、透明色。
我们可以把以上两个步骤封装成一个函数：
void show_pixle(int x,int y,unsigned int c) { location = x * (vinfo.bits_per_pixel / 8) + y * finfo.line_length; *(unsigned int*)(fbp + location) = c; }
参数：
X:要画的点(x,y)的x坐标
Y:要画的点(x,y)的y坐标
C:要写入的颜色值
(6) 释放映射
知道映射的首地址指针，映射的大小就可以把之前映射的进程地址空间释放，还给系统作其他用途。
munmap (fbp, screensize);(7) 关闭文件
然后就是把你打的设备文件关闭了。
close (fp);OK，到此，你对这个文件的操作就结束了。
输出的结果:
3.3 示例代码: 显示一个中文字符
在LCD屏指定位置显示一个中文字符。
#include <linux/fb.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <sys/ioctl.h> #include <stdio.h> #include <sys/mman.h> #include <string.h> unsigned char font[]={/*-- 文字: 国 --*/ /*-- 宋体42; 此字体下对应的点阵为：宽x高=56x56 --*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x80,0x00,0x00,0x00,0x03,0x00,0x01,0xE0,0x00,0x00, 0x00,0x07,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xE0,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07, 0xC0,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01, 0xF0,0x00,0x00,0x01,0x87,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x03,0xC7,0x80,0x01,0xF6,0x00, 0x00,0x07,0xE7,0x80,0x01,0xF7,0xFF,0xFF,0xFF,0xF7,0x80,0x01,0xF1,0x80,0x7C,0x00, 0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80, 0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0, 0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C, 0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x06,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x0F,0x07, 0x80,0x01,0xF1,0x80,0x7C,0x1F,0x87,0x80,0x01,0xF1,0xFF,0xFF,0xFF,0xC7,0x80,0x01, 0xF0,0xE0,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00, 0x7F,0xC0,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7D,0xF0,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0xFC, 0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x7E,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x3F,0x07,0x80, 0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x3F,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x1F,0x07,0x80,0x01,0xF0, 0x00,0x7C,0x0F,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x0E,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C, 0x06,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x03,0x87,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x07,0xC7, 0x80,0x01,0xFC,0x00,0x7C,0x0F,0xE7,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x80,0x01, 0xF7,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00, 0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00, 0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x80, 0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0, 0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x06,0x00,0x01,0xC0,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,}; unsigned char *fbmem=NULL; struct fb_var_screeninfo var; // 可变参数-- struct fb_fix_screeninfo fix; // 固定参数-- /*画点*/ void show_pixel(int x,int y,int color) { unsigned long *show32 = NULL; /* 定位到LCD屏上的位置*/ show32 =(unsigned long *)(fbmem + y*var.xres*var.bits_per_pixel/8 + x*var.bits_per_pixel/8); *show32 =color; /*向指向的LCD地址赋数据*/ } /* 函数功能：在LCD屏上显示字体 */ void LCD_ShowFont(unsigned int x,unsigned int y,unsigned int w,unsigned int h,unsigned char *p) {undefined unsigned int i,j; unsigned char data; unsigned int x0=x; //保存X坐标 for(i=0;i<w/8*h;i++) {undefined data=p[i]; for(j=0;j<8;j++) {undefined if(data&0x80)show_pixel(x,y,0xF800); //字体颜色画红色 else show_pixel(x,y,0x0000); //背景颜色画白色 x++; //画完一个点，x坐标要向后移动 data<<=1; //依次判断 } if(x-x0==w) //判断是否需要换新行 {undefined x=x0; //横坐标归位 y++; //换新的一行 } } } int main(int argc,char **argv) {undefined int fd; /* 1、打开/dev/fb0 */ fd = open("/dev/fb0",2); if(fd <= 0) {undefined printf("open is error!!\n"); return -1; } /* 2、获取可变参数，固定参数 */ /* 2.2、FBIOGET_VSCREENINFO获取可变参数:x,y,bpp */ ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&var); printf("横坐标=%d\n",var.xres); printf("纵坐标=%d\n",var.yres); printf("一个像素点的位数=%dbit\n",var.bits_per_pixel); printf("横坐标*纵坐标*一个像素点的位数/8=Framebuffer的大小=%d字节\n",var.xres*var.yres*var.bits_per_pixel/8); /* 2.2、FBIOGET_FSCREENINFO获取固定参数:显存大小 */ ioctl(fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&fix); printf("屏幕显示缓冲区大小=%d字节\n",fix.smem_len); //FD缓冲区长度 printf("虚拟横坐标=%d字节\n",var.xres_virtual); printf("虚拟纵坐标=%d字节\n",var.yres_virtual); /* 3、获取显存虚拟起始地址 */ /* * start:虚拟起始地址 null 自动分配 * length: 映射的大小 * prot :权限 PROT_READ | PROT_WRITE * flags : MAP_SHARED * fd:文件描述符 */ fbmem =(unsigned char *)mmap(NULL,fix.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd, 0); printf("LCD 映射地址:%p\n",fbmem); if(fbmem == (unsigned char *)-1) {undefined printf("mmap error!!!\n"); munmap(fbmem,fix.smem_len); //取消映射 return -1; } /* 4、清屏函数----把fbmem空间覆盖成0x0 ，清屏成黑色*/ memset(fbmem,0x00,fix.smem_len); LCD_ShowFont(50,150,56,56,font); //显示汉字 close(fd); return 0; }
四、MMAP驱动实现
4.1 mmap简介
mmap函数用于将一个文件或者其它对象映射进内存，通过对这段内存的读取和修改，来实现对文件的读取和修改，而不需要再调用read,write等操作。
头文件：<sys/mman.h>
函数原型：
4.2 mmap系统调用接口参数说明
映射函数
addr: 指定映射的起始地址，通常设为NULL，由系统指定。
length:映射到内存的文件长度。
prot: 映射的保护方式，可以是：
PROT_EXEC：映射区可被执行
PROT_READ：映射区可被读取
PROT_WRITE：映射区可被写入
PROT_NONE：映射区不能存取
Flags: 映射区的特性，可以是：
MAP_SHARED：写入映射区的数据会复制回文件，且允许其他映射该文件的进程共享。
MAP_PRIVATE：对映射区的写入操作会产生一个映射区的复制(copy_on_write)，对此区域所做的修改不会写回原文件。
fd:由open返回的文件描述符，代表要映射的文件。
offset:以文件开始处的偏移量，必须是分页大小的整数倍，通常为0，表示从文件头开始映射。
解除映射
功能：取消参数start所指向的映射内存，参数length表示欲取消的内存大小。
返回值：解除成功返回0，否则返回-1
4.3 Linux内核的mmap接口
Linux内核中使用结构体vm_area_struct来描述虚拟内存的区域，其中几个主要成员如下：
unsigned long vm_start 虚拟内存区域起始地址
unsigned long vm_end 虚拟内存区域结束地址
unsigned long vm_flags 该区域的标志
该结构体定义在<linux/mm_types.h>头文件中。
该结构体的vm_flags成员赋值的标志为：VM_IO和VM_RESERVED。
其中：VM_IO表示对设备IO空间的映射，M_RESERVED表示该内存区不能被换出，在设备驱动中虚拟页和物理页的关系应该是长期的，应该保留起来，不能随便被别的虚拟页换出（取消）。
mmap操作接口
在字符设备的文件操作集合（struct file_operations）中有mmap函数的接口。原型如下：
其中第二个参数struct vm_area_struct *相当于内核找到的，可以拿来用的虚拟内存区间。mmap内部可以完成页表的建立。
4.5 实现mmap映射
映射一个设备是指把用户空间的一段地址关联到设备内存上，当程序读写这段用户空间的地址时，它实际上是在访问设备。这里需要做的两个操作：
1. 找到可以用来关联的虚拟地址区间。
2. 实现关联操作。
mmap设备操作实例如下：
其中的buf就是在内核中申请的一段空间。使用kmalloc函数实现。
代码如下：
remap_pfn_range函数用于一次建立所有页表。函数原型如下：
其中vma是内核为我们找到的虚拟地址空间，addr要关联的是虚拟地址，pfn是要关联的物理地址，size是关联的长度是多少。
ioremap与phys_to_virt、virt_to_phys的区别：
ioremap是用来为IO内存建立映射的， 它为IO内存分配了虚拟地址，这样驱动程序才可以访问这块内存。
phys_to_virt只是计算出某个已知物理地址所对应的虚拟地址。
virt_to_phys ：物理地址
4.7 示例代码
(1) 驱动代码示例
(2) 应用层代码示例
五、FrameBuffer帧缓冲驱动框架
帧缓冲设备相关的数据结构存放在: fb.h头文件里
使用帧缓冲相关函数与数据结构需要添加头文件: #include <linux/fb.h>
5.1 帧缓冲注册与注销函数
函数功能介绍: 注册帧缓冲设备
函数参数介绍:
@ fb_info :帧缓冲(LCD)设备信息。
说明: 注册成功之后，会在/dev目录下生成fb开头的设备文件。
函数功能介绍: 注销帧缓冲设备
函数参数介绍:
@ fb_info :注册时填入的帧缓冲(LCD)设备信息。
以下列出了struct fb_info常用的几个成员:
LCD屏专属的文件操作接口,在fb.h定义，以下列出了常用的几个函数接口:
可变形参常用的结构成员:
固定参数常用的结构体成员:
填充示例:
5.3 分配显存地址
功能介绍:分配一块物理地址连续的内存， 供后续 DMA 传输使用。
函数参数:
struct device *dev : 传入设备指针， 没有填 NULL。
size_t size : 分配的空间大小。
dma_addr_t *dma_handle :存放分配之后的物理地址。
gfp_t flag :分配的属性。 常用: GFP_KERNEL
返回值: 物理地址对应的虚拟地址， 内核代码本身只能操作虚拟地址。
示例:
5.4 帧缓冲框架注册示例代码
以下演示了帧缓冲的驱动框架，剩下事情可以直接加入硬件代码。
2. 应用层代码
运行结果:
六、OLED显示屏驱动+帧缓冲驱动模板
6.1 OLED简介
OLED，即有机发光二极管（ Organic Light Emitting Diode）。 OLED 由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因为它是自发光的。这样同样的显示 OLED 效果要来得好一些。以目前的技术，OLED 的尺寸还难以大型化，但是分辨率确可以做到很高。在此我们使用的是中景园电子的 0.96 寸 OLED 显示屏，该屏有以下特点：
1）0.96 寸 OLED 有黄蓝，白，蓝三种颜色可选；其中黄蓝是屏上 1/4 部分为黄光，下 3/4 为蓝；而且是固定区域显示固定颜色，颜色和显示区域均不能修改；白光则为纯白，也就是黑底白字；
蓝色则为纯蓝，也就是黑底蓝字。
2）分辨率为 128*64
3）多种接口方式；OLED 裸屏总共种接口包括：6800、8080 两种并行接口方式、3 线或 4 线的串行 SPI 接口方式、 IIC 接口方式（只需要 2 根线就可以控制 OLED 了！），这五种接口是通过屏上的 BS0~BS2 来配置的。
4）OLED屏开发了两种接口的 Demo 板，接口分别为七针的 SPI/IIC 兼容模块，四针的IIC 模块。
0.96 寸 OLED屏外观
6.2 OLED驱动代码示例
6.3 应用层测试代码示例
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <sys/ioctl.h> #include <linux/fb.h> #include <sys/ioctl.h> #include <sys/mman.h> #include <string.h> #define OLED_RefreshGRAM 0x12345 /*将应用层的数据刷新到OLED屏幕上*/ #define OLED_ClearGRAM 0x45678 /*将应用层的数据刷新到OLED屏幕上*/ struct fb_var_screeninfo var; //可变参数 struct fb_fix_screeninfo fix; //固定参数 unsigned char *fb_mem=NULL; //LCD屏的首地址 extern unsigned char font1[]; extern unsigned char font2[]; /* 函数功能: 画点 */ void Show_Pixel(int x,int y,unsigned char color) {undefined unsigned char *lcd=(unsigned char *)(fb_mem+y*var.xres*var.bits_per_pixel/8+x*var.bits_per_pixel/8); *lcd=color; //颜色赋值 } /* 函数功能: 显示中文 说明: 取模的字体是按照横向取模进行取点阵码。 取模的字体宽度是8的倍数。 */ void ShowFont(int x,int y,int size,unsigned char *data) {undefined int i,j,x0=x; unsigned char tmp; for(i=0;i<size/8*size;i++) {undefined tmp=data[i]; for(j=0;j<8;j++) {undefined if(tmp&0x80)Show_Pixel(x0,y,0xF); //else 画背景色 x0++; tmp<<=1; } if(x0-x==size) {undefined y++; x0=x; } } } int main(int argc,char **argv) {undefined if(argc!=2) {undefined printf("./app /dev/fbX\n"); return 0; } int fd=open(argv[1],O_RDWR); if(fd<0) {undefined perror("设备文件打开失败"); return 0; } /*1. 获取LCD屏的可变形参*/ ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&var); printf("分辨率:%d*%d\n",var.xres,var.yres); printf("像素点位数:%d\n",var.bits_per_pixel); /*2. 获取LCD屏的固定形参*/ ioctl(fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&fix); printf("映射的长度:%d\n",fix.smem_len); printf("一行的字节数:%d\n",fix.line_length); /*3. 映射LCD缓冲区地址到进程空间*/ fb_mem=mmap(NULL,fix.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0); if(fb_mem==NULL) {undefined perror("空间映射失败!\n"); return 0; } /*4. 控制显示屏*/ //OLED清屏 ioctl(fd,OLED_ClearGRAM); memset(fb_mem,0,fix.smem_len); /*显示中文*/ ShowFont(0,0,56,font1); ShowFont(56,0,56,font2); ioctl(fd,OLED_RefreshGRAM); munmap(fb_mem,fix.smem_len); close(fd); return 0; } unsigned char font2[]= {undefined /*-- 文字: 入 --*/ /*-- 幼圆42; 此字体下对应的点阵为：宽x高=56x56 --*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0xC0,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x0F,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x01,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x3F,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x7F,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7F,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7B, 0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFB,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF1,0xE0,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0xF1,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0xF1,0xF0,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x01,0xE0,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0xE0,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03, 0xC0,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0xC0,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x7C, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x80,0x3C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x00,0x3E,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x1F,0x00,0x1E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1E,0x00,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x3E,0x00,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7C,0x00,0x0F,0x80,0x00,0x00,0x00,0x7C,0x00, 0x07,0xC0,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x00,0x07,0xC0,0x00,0x00,0x01,0xF0,0x00,0x03,0xE0, 0x00,0x00,0x01,0xE0,0x00,0x01,0xE0,0x00,0x00,0x03,0xE0,0x00,0x01,0xF0,0x00,0x00, 0x07,0xC0,0x00,0x00,0xF8,0x00,0x00,0x0F,0x80,0x00,0x00,0xF8,0x00,0x00,0x1F,0x00, 0x00,0x00,0x7C,0x00,0x00,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x3E,0x00,0x00,0x3E,0x00,0x00,0x00, 0x3E,0x00,0x00,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x00,0x00,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x80, 0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0xC0,0x03,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x03,0xE0,0x07,0xC0, 0x00,0x00,0x00,0x03,0xF0,0x0F,0x80,0x00,0x00,0x00,0x01,0xF8,0x1F,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xFC,0x1E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7C,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x3C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, }; unsigned char font1[]= {undefined /*-- 文字: 嵌 --*/ /*-- 幼圆42; 此字体下对应的点阵为：宽x高=56x56 --*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x38, 0x00,0x00,0x00,0x03,0x80,0x00,0x7C,0x00,0x03,0x80,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03, 0xC0,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07, 0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xC0,0x00, 0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xC0,0x03,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF, 0xFF,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x80,0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFC,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x07,0x00,0xF0,0x00,0x00,0x01,0xE0, 0x0F,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01, 0xE0,0x00,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01,0xE0,0x00,0x00,0x1F,0xFF,0xFF,0xF3,0xFF,0xFF, 0xF0,0x3F,0xFF,0xFF,0xFB,0xFF,0xFF,0xF8,0x3F,0xFF,0xFF,0xFB,0xFF,0xFF,0xF8,0x1F, 0xFF,0xFF,0xE7,0xC3,0x80,0x7C,0x01,0xE0,0x0F,0x07,0x87,0x80,0x7C,0x01,0xE0,0x0F, 0x0F,0x87,0x80,0x7C,0x01,0xE0,0x0F,0x0F,0x87,0x80,0x78,0x01,0xE0,0x0F,0x1F,0x07, 0x80,0x78,0x01,0xE0,0x0F,0x1F,0x07,0x80,0xF8,0x01,0xE0,0x0F,0x3E,0x07,0x80,0xF8, 0x01,0xE0,0x0F,0x3E,0x07,0x80,0xF0,0x01,0xE0,0x0F,0x3C,0x07,0x81,0xF0,0x01,0xE0, 0x0F,0x3C,0x07,0x81,0xE0,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x07,0x83,0xE0,0x01,0xFF,0xFF,0x00, 0x07,0xC3,0xC0,0x01,0xFF,0xFF,0x00,0x07,0xC0,0x00,0x01,0xFF,0xFF,0x00,0x0F,0xE0, 0x00,0x01,0xFF,0xFF,0x00,0x0F,0xE0,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x0F,0xF0,0x00,0x01, 0xE0,0x0F,0x00,0x1E,0xF0,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x1E,0xF8,0x00,0x01,0xE0,0x0F, 0x00,0x3E,0x78,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x7C,0x7C,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x78, 0x3E,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0xF8,0x1E,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01,0xF0,0x1F,0x00, 0x01,0xE0,0x0F,0x03,0xE0,0x0F,0x80,0x01,0xE0,0x0F,0x07,0xE0,0x07,0xC0,0x01,0xE0, 0x0F,0x0F,0xC0,0x03,0xE0,0x01,0xE0,0x0F,0x1F,0x80,0x01,0xF0,0x01,0xFF,0xFF,0x3F, 0x00,0x01,0xF8,0x00,0xFF,0xFF,0x7E,0x00,0x00,0xFC,0x00,0x7F,0xFE,0x78,0x00,0x00, 0x3C,0x00,0x00,0x00,0x70,0x00,0x00,0x18, };
6.4 OLED显示效果图
七、LCD驱动编写
如果自己编写了LCD驱动(S720屏幕)，测试LCD驱动之前，先去除内核自带的LCD驱动，编译烧写内核:
群创S70驱动代码:
#include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/string.h> #include <linux/mm.h> #include <linux/slab.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/fb.h> #include <linux/init.h> #include <linux/dma-mapping.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/platform_device.h> #include <linux/clk.h> #include <linux/cpufreq.h> #include <asm/io.h> #include <asm/div64.h> #include <asm/mach/map.h> #include <mach/regs-gpio.h> #define MHZ (1000*1000) #define PRINT_MHZ(m) ((m) / MHZ), ((m / 1000) % 1000) /* LCD参数 */ #define VSPW 0 #define VBPD 22 #define LINEVAL 479 #define VFPD 21 #define HSPW 0 #define HBPD 45 #define HOZVAL 799 #define HFPD 209 #define LeftTopX 0 #define LeftTopY 0 #define RightBotX 799 #define RightBotY 479 /* LCD控制寄存器 */ static unsigned long *vidcon0; /* Configures video output format and displays enable/disable. */ static unsigned long *vidcon1; /* Specifies RGB I/F control signal */ static unsigned long *vidcon2; /* Specifies output data format control. */ static unsigned long *vidtcon0; /* video time control 0 */ static unsigned long *vidtcon1; /* video time control 1 */ static unsigned long *vidtcon2; /* video time control 2 */ static unsigned long *wincon0; /* window control 0 */ static unsigned long *vidosd0a; /* video window 0 position control */ static unsigned long *vidosd0b; /* video window 0 position control1 */ static unsigned long *vidosd0c; /* video window 0 position control */ static unsigned long *vidw00add0b0; /* window 0 buffer start address, buffer 0 */ static unsigned long *vidw00add1b0; /* window 0 buffer end address, buffer 0 */ static unsigned long *vidw00add2; /* window 0 buffer size */ static unsigned long *wpalcon; static unsigned long *shadowcon; static unsigned long *winchmap2; /* 用于LCD的GPIO */ static unsigned long *gpf0con = NULL; static unsigned long *gpf1con = NULL; static unsigned long *gpf2con = NULL; static unsigned long *gpf3con = NULL; static unsigned long *gpf0pud = NULL; static unsigned long *gpf1pud = NULL; static unsigned long *gpf2pud = NULL; static unsigned long *gpf3pud = NULL; static unsigned long *gpf0drv = NULL; static unsigned long *gpf1drv = NULL; static unsigned long *gpf2drv = NULL; static unsigned long *gpf3drv = NULL; /* 用于背光 */ static unsigned long *gpd0con = NULL; static unsigned long *gpd0dat = NULL; static unsigned long *lcdblk_cfg = NULL; static unsigned long *lcdblk_cfg2 = NULL; static struct fb_info *mylcd; static u32 pseudo_pal[16]; static struct device dev = {undefined .init_name = "exynos4-fb.0", }; static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan, struct fb_bitfield *bf) {undefined chan &= 0xffff; chan >>= 16 - bf->length; return chan << bf->offset; } static int mylcdfb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red, unsigned int green, unsigned int blue, unsigned int transp, struct fb_info *info) {undefined unsigned int val; if (regno > 16) return 1; /* 用red,green,blue三原色构造出val */ val = chan_to_field(red, &info->var.red); val |= chan_to_field(green, &info->var.green); val |= chan_to_field(blue, &info->var.blue); //((u32 *)(info->pseudo_palette))[regno] = val; pseudo_pal[regno] = val; return 0; } static struct fb_ops mylcdfb_ops = {undefined .owner = THIS_MODULE, .fb_setcolreg = mylcdfb_setcolreg, .fb_fillrect = cfb_fillrect, .fb_copyarea = cfb_copyarea, .fb_imageblit = cfb_imageblit, }; static void init_fimd(void) {undefined gpf0con = ioremap(0x11400180,16); gpf0pud = gpf0con + 2; gpf0drv = gpf0con + 3; gpf1con = ioremap(0x114001A0,16); gpf1pud = gpf1con + 2; gpf1drv = gpf1con + 3; gpf2con = ioremap(0x114001C0,16); gpf2pud = gpf2con + 2; gpf2drv = gpf2con + 3; gpf3con = ioremap(0x114001E0,16); gpf3pud = gpf3con + 2; gpf3drv = gpf3con + 3; /* 设置管脚为LCD接口功能 */ *gpf0con = 0x22222222; *gpf1con = 0x22222222; *gpf2con = 0x22222222; *gpf3con = 0x22222222; /* 设置为上拉 */ *gpf0pud = 0x0000FFFF; *gpf1pud = 0x0000FFFF; *gpf2pud = 0x0000FFFF; *gpf3pud = 0x00000FFF; /* 设置为最高驱动能力 */ *gpf0drv = 0x0000FFFF; *gpf1drv = 0x0000FFFF; *gpf2drv = 0x0000FFFF; *gpf3drv = 0x00000FFF; } static void init_blanklight(void) {undefined gpd0con = ioremap(0x114000a0,4); gpd0dat = ioremap(0x114000a4,4); *gpd0con |= 1<<4; *gpd0dat |= 1<<1; } static void init_lcd_regs(void) {undefined lcdblk_cfg = ioremap(0x10010210,4); lcdblk_cfg2 = lcdblk_cfg + 1; vidcon0 = ioremap(0x11C00000,4); vidcon1 = ioremap(0x11C00004,4); wincon0 = ioremap(0x11C00020,4); vidosd0a = ioremap(0x11C00040,4); vidosd0b = ioremap(0x11C00044,4); vidosd0c = ioremap(0x11C00048,4); vidw00add0b0 = ioremap(0x11C000A0,4); vidw00add1b0 = ioremap(0x11C000D0,4); vidw00add2 = ioremap(0x11C00100,4); vidtcon0 = ioremap(0x11C00010,4); vidtcon1 = ioremap(0x11C00014,4); vidtcon2 = ioremap(0x11C00018,4); wpalcon = ioremap(0x11C001A0,4); shadowcon = ioremap(0x11C00034,4); winchmap2 = ioremap(0x11C0003c,4); } static void rm_all_regs(void) {undefined iounmap(gpf0con); iounmap(gpf1con); iounmap(gpf2con); iounmap(gpf3con); iounmap(gpd0con); iounmap(gpd0dat); iounmap(lcdblk_cfg); iounmap(vidcon0); iounmap(vidcon1); iounmap(vidtcon2); iounmap(wincon0); iounmap(vidosd0a); iounmap(vidosd0b); iounmap(vidosd0c); iounmap(vidw00add0b0); iounmap(vidw00add1b0); iounmap(vidw00add2); iounmap(vidtcon0); iounmap(vidtcon1); iounmap(shadowcon); iounmap(winchmap2); } /* 入口函数 */ static int mylcd_init(void) {undefined struct clk *bus; struct clk *lcd_clk; /* 1. 分配一个fb_info */ mylcd = framebuffer_alloc(0, NULL); /* 2. 设置 */ /* 2.1 设置固定的参数 */ strcpy(mylcd->fix.id, "mylcd"); //mylcd->fix.smem_start = ; //显存的物理起始地址 mylcd->fix.smem_len = 800*480*4; mylcd->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS; mylcd->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR; mylcd->fix.line_length = 800*4; /* 2.2 设置可变的参数 */ mylcd->var.xres = 800; mylcd->var.yres = 480; mylcd->var.xres_virtual = 800; mylcd->var.yres_virtual = 480; mylcd->var.bits_per_pixel = 32; /*RGB = 8:8:8*/ mylcd->var.red.offset = 16; mylcd->var.red.length = 8; mylcd->var.green.offset = 8; mylcd->var.green.length = 8; mylcd->var.blue.offset = 0; mylcd->var.blue.length = 8; mylcd->var.activate = FB_ACTIVATE_NOW; /* 2.3 设置操作函数 */ mylcd->fbops = &mylcdfb_ops; /* 2.4 其他的设置 */ //mylcd->screen_base = ; /*显存的虚拟起始地址*/ mylcd->screen_size = 800*480*4; mylcd->pseudo_palette = pseudo_pal; /* 3. 硬件相关的操作 */ /* 3.1 配置GPIO用于LCD */ init_fimd(); /* 3.2 使能时钟 */ bus = clk_get(&dev, "lcd"); if (IS_ERR(bus)) {undefined printk(KERN_INFO "failed to get lcd clock source\n"); } clk_enable(bus); printk("bus clock = %lu\n",clk_get_rate(bus)); lcd_clk = clk_get(&dev, "sclk_fimd"); if (IS_ERR(lcd_clk)) {undefined printk(KERN_INFO "failed to get lcd clock source\n"); } clk_enable(lcd_clk); printk("lcd clock = %lu\n",clk_get_rate(lcd_clk)); /* LCD控制器初始化 */ init_lcd_regs(); /* * LCDBLK_CFG * [11:10] :Video Type Selection 00 = RGB Interface */ *lcdblk_cfg &= ~(0x3<<10); *lcdblk_cfg |= 1 << 1; *lcdblk_cfg2 |= 1; /* *VIDCON0: * [13:6]: CLKVAL_F //设置LCD时钟分频系数 * * VCLK == 33.3Mhz * VCLK = FIMD * SCLK/(CLKVAL+1) * VCLK = 800000000 / (CLKVAL + 1) * 33300000 = 800000000 /(CLKVAL + 1) * CLKVAL + 1 = 24.02 * CLKVAL = 23 * */ *vidcon0 &= ~((0xff<<6)|(0x7<<26)|(1<<18)); *vidcon0 |= 23<<6; /* 设置极性(要修改) *VIDTCON1: * [5]:IVSYNC ===> 1 : Inverted(反转) * [6]:IHSYNC ===> 1 : Inverted(反转) * [7]:IVCLK ===> 1 : Fetches video data at VCLK rising edge (下降沿触发) * [10:9]:FIXVCLK ====> 01 : VCLK running * */ *vidcon1 = (1 << 9) | (1 << 7) | (1 << 5) | (1 << 6); /* 设置时序(需要修改) */ *vidtcon0 = (VBPD << 16) | (VFPD << 8) | (VSPW << 0); *vidtcon1 = (HBPD << 16) | (HFPD << 8) | (HSPW << 0); /* 设置屏幕的大小 * LINEVAL[21:11]:多少行 = 480 * HOZVAL [10:0] :水平大小 = 800 */ *vidtcon2 = (LINEVAL << 11) | (HOZVAL << 0); /* * *WINCON0: * [5:2]: 选择窗口的像素 1011 ===> 24BPP * [1]: 使能或者禁止窗口输出 1 = Enables * [15] : 大小端 :1=Enable ; * */ *wincon0 &= ~(0xf << 2); *wincon0 |= (0xB<<2)|(1<<15); /* 窗口0，左上角的位置(0,0) */ /* 窗口0，右下角的位置(0,0) */ *vidosd0a = (LeftTopX<<11) | (LeftTopY << 0); *vidosd0b = (RightBotX<<11) | (RightBotY << 0); /* 大小 */ *vidosd0c = (LINEVAL + 1) * (HOZVAL + 1); /* 分配显存 */ mylcd->screen_base = dma_alloc_writecombine(NULL, mylcd->fix.smem_len, &mylcd->fix.smem_start, GFP_KERNEL); *vidw00add0b0 = mylcd->fix.smem_start; //显存的物理起始地址 *vidw00add1b0 = mylcd->fix.smem_start + mylcd->fix.smem_len; //显存的物理结束地址 /* C0_EN_F 0 Enables Channel 0. * 0 = Disables 1 = Enables */ *shadowcon |= 0x1; /* LCD控制器开启 */ *vidcon0 |= 0x3; /* 开启总控制器 */ *wincon0 |= 1; /* 开启窗口0 */ /*4.注册*/ register_framebuffer(mylcd); return 0; } static void mylcd_exit(void) {undefined unregister_framebuffer(mylcd); dma_free_writecombine(NULL, mylcd->fix.smem_len, &(mylcd->fix.smem_start), GFP_KERNEL); rm_all_regs(); framebuffer_release(mylcd); } module_init(mylcd_init); module_exit(mylcd_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
7.2 增加自己的LCD驱动
下面步骤演示，在内核自带的LCD驱动框架上增加自己的LCD信息。
打开tiny4412-lcds.c文件增加LCD信息列表，增加之后再编译内核烧写
LCD_wbyq结构体信息如下(拷贝S70屏幕的信息):
修改UBOOT启动代码传入的LCD参数,将参数改为自己的LCD名字