LCD底层驱动分析

2021-11-26 07:07:17

根据分析的框架，自己写一个LCD驱动程序

1分析LCD硬件原理图

Von和Voff接的是一个电源电路，通过LCD_POWER接的是GPG4来控制LCD电源，高电平表示开启LCD电源

VM接的是CPU的VM:VDEN /GPC4为数据使能信号，

VLINE接的CPU:HSYNC/GPC2，HSYNC信号有效时，表示一行数据的开始；

VFRAME接的CPU：VSYNC/GPC3,VSYNC信号有效时，表示一帧数据的开始

VCLK接的CPU:VCLK/GPC1 表示像素时钟信号，每个VCLK信号表示正在传输一个像素的数据；

LED-和LED+接到背光电路上，背光电路是由GPB0控制；高电平表示开启背光

VD[3~7]，VD[10~15],VD[19~23]代表的是数据接口，CPU通过LCD专用的DMA来给传输像素的数据，

2 配置LCD用到GPIO引脚

根据原理图分析用的CPU 引脚，需要进行一一的配置

2.1先配置数据引脚VD；

*gpccon = 0xaaaaaaaa;
*gpdcon = 0xaaaaaaaa;

2.2配置控制引脚
/*3.注册配置GPIO，用于LCD*/
/*GPC4为配置为VDEN
*GPC2配置为HSYNC
*GPC3配置为VSYNC
*GPC1配置为VCLK
*/
*gpccon =(2<<2)|(2<<4) |(2<<6) |(2<<8);

3 配置S3C2440对应的寄存器的值

3.1 详细分析LCD时序

打开S3C2440中的LCD数据手册

S3C2440数据手册中的LCD控制时序图这是LCD数据手册中的时序图

那么S3C2440手册中的时序图的配置需要根据LCD数据手册的时序时间来进行配置，只有这样才能对这个LCD正确操作；

根据时序图就可以分析出LCD是怎么传输数据的

3.1.1一帧数据的传输

一帧数据的传输的时钟基准是VCLK，它代表每个VCLK信号都代表一个正在传输的像素数据；对比两个数据手册可以得出这个VCLK时钟信号时间为5~12MHz

（1）INT_FrSyn是帧同步信号，如果有图像显示，就会发出一个中断信号，产生一个同步信号

（2）VSYNC是一帧的同步信号，一帧数据开始传输；通过对比可知，VSYNC脉冲宽度为Tvp,而且和S3C2440中的信号互为反向；

（3）VSPW表示VSYNC脉冲的宽度为(VDPW+1)个HSYNC信号周期=Tvp：表示VSPW+1行数据无效

（4）VBPD表示表示VSYNC信号后，还需要经过（VBPD+1）个HSYNC信号周期=Tvb；需要经过VBPD+1行无效数据后，才会出现有效数据

（5）VDEN表示有效数据开始传输;开始连续传输LINEVAL+1行数数据；

传输完后，VDEN变为低电平，还需要经过VFPD+1=Tvf个无效行数据，一帧数据才能结束；然后会进行下一帧数据传输；

3.1.2一帧数据中一行数据是怎么传输的呢

根据时序图可知；一帧数据的传输，是通过一行行数据才完成的；

（1）当HSYNC发出一个高脉冲时；一行数据开始传输；

（2）HSPW+1代表HSYNC脉冲宽度；需要经过HSPW+1个VCLK个周期=Thp；也就是需要经过HSPW+1个无效像素；

（3）HBPD+1代表还需要经过HBPD+1个VCLK时钟=Thb；也就是需要经过HBPD+1个无效像素，才可以出现有效像素。

（4）从HSYNC产生开始；在出现有效像素之前，一共需要经过HSPW+HBPD+2个无效像素，才能出现有效像素；

（5）VDEN代表数据使能信号；然后会连续传输HOZVAL+1个像素；当VDEN无效时，还需要经过HFDP+1个像素才能表示一行像素传输完成；

（6）HFPD+1代表一行有效数据传输完后，还需要经过HFPD+1个VCLK才能表示一行像素传输完毕；

3.2 详细解析LCD控制的配置方法

/*4.设置硬件相关的设置*/
/*设置LCDCON1
*设置CLKVAL[17:8]像素时钟，这个值要参考LCD手册VCLK的范围5~12MHz
*设置扫描模式TFT[6:5]=11
*设置像素模式为16BPP
*禁止LCD ENVID[0]控制信号
*/
lcd_reg->LCDCON1=(4<<8) |(0x03<<5)|(0x0c<<1);

/*设置垂直方向
*设置VBPD参考LCD手册时序图
* 设置VBPD+1=Tvb[31:24] =2; VBPD=1
*设置VSPW+1=Tvp[13:6]=10; VSPW=9;
*设置VFPD+1=Tvf[5:0]=2 VFPD=1;
*LINEVAL垂直长度为272-1=271[23:14]
*/
lcd_reg->LCDCON2=(1<<24) |(271<<14)|(1<<6) |(9<<0);

/*设置水平方向
*
*HBPD[25:9] >>2clk HBPD+1>2;HBPD=1;
*HOZVAL[18:9] 水平方向的480-1=479
*HFPD [7:0] HFPD+1 =Thf >=2;HFPD=1;
*/
lcd_reg->LCDCON3=(1<<19) |(479<<8) |(1<<0);

/*HSPW[7:0]Thp=41;HSPW+1=41;*/

lcd_reg->LCDCON4=(40<<0);

/*
*FRM565[11]=1
*INVVCLK[10]=1 来读取数据的触发方=1
*INVVLINE [9]判断HSYNC极性为反转1
*INVVFRAME[8]控制VSYNC极性反转=1
*INVVDEN[6]判断VD极性，不反转=0
*POWER[3] =0
*HWSWP=1
*BSWP=0
*/
lcd_reg->LCDCON5=(1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (1<<1);
/*把缓冲区的地址写到寄存器中*/
lcd_reg->LCDSADDR1= (s3c_lcd->fix.smem_start >> 1) &~(3<<30);
lcd_reg->LCDSADDR2=((s3c_lcd->fix.smem_start+ s3c_lcd->screen_size)>>1) &0x1FFFFF;
lcd_reg->LCDSADDR3=(480*16/16);

4 编写LCD驱动框架

根据之前对LCD硬件的分析，现在开始编写代码

源码如下：

#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/workqueue.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/platform_device.h>

#include <linux/clk.h>

#include <asm/io.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/div64.h>

#include <asm/mach/map.h>

#include <asm/arch/regs-lcd.h>

#include <asm/arch/regs-gpio.h>

#include <asm/arch/fb.h>

static struct fb_info *s3c_lcd;

static u32 pseudo_palette[];

/*定义LCD配置寄存器*/

static struct s3c_reg {

   u32 LCDCON1 ;

   u32 LCDCON2 ;

   u32 LCDCON3 ;

   u32 LCDCON4 ;

   u32 LCDCON5 ;

   u32 LCDSADDR1;

   u32 LCDSADDR2;

   u32 LCDSADDR3;

   u32 REDLUT;

   u32 GREENLUT;

   u32 BLUELUT;

   u32 resver[];

   u32 DITHMODE;

   u32 TPAL;

   u32 LCDINTPND;

   u32 LCDSRCPND;

   u32 LCDINTMSK;

   u32 TCONSEL;

   };

static volatile unsigned int *gpccon;

static volatile unsigned int *gpcdat;

static volatile unsigned int *gpdcon;

static volatile unsigned int *gpbcon;

static volatile unsigned int *gpgcon;

static volatile unsigned int *gpbdat;

static volatile struct s3c_reg *lcd_reg;

static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan,

                     struct fb_bitfield *bf)

{

    chan &= 0xffff;

    chan >>=  - bf->length;

    return chan << bf->offset;

}

static int lcdfb_setcolreg(unsigned regno,

                   unsigned red, unsigned green, unsigned blue,

                   unsigned transp, struct fb_info *info)

{  unsigned int val;

     if(regno >)

           return ;

            val  = chan_to_field(red,   &info->var.red);

            val |= chan_to_field(green, &info->var.green);

            val |= chan_to_field(blue,  &info->var.blue);

            pseudo_palette[regno] = val;

            return ;

}

static struct fb_ops s3c_lcd_ops = {

    .owner        = THIS_MODULE,

    .fb_setcolreg    = lcdfb_setcolreg,

    .fb_fillrect    = cfb_fillrect,

    .fb_copyarea    = cfb_copyarea,

    .fb_imageblit    = cfb_imageblit,

};

static int __init lcd_init(void)

{

/*1.分配一个fb_info结构体*/

  s3c_lcd = framebuffer_alloc(,NULL);

  gpgcon=(volatile unsigned int *)ioremap(0x56000060,);

  gpccon = (volatile unsigned int *)ioremap(0x56000020,);

  gpcdat=gpccon+;

  gpdcon =(volatile unsigned int *)ioremap(0x56000030,);

  gpbcon=(volatile unsigned int *)ioremap(0x56000010,);

  gpbdat=gpbcon+;

    /*2.设置*/

   lcd_reg =ioremap(0x4d000000,sizeof(struct s3c_reg));

    /*2.2 设置可变参数  */

   s3c_lcd->var.xres                 = ;//X轴的实际像素

   s3c_lcd->var.yres                 =;//y轴实际像素

   s3c_lcd->var.xres_virtual      =;//虚拟像素设置和实际像素一样

   s3c_lcd->var.yres_virtual      =;

   s3c_lcd->var.xoffset             =;//实际像素和虚拟像素偏移值为0

   s3c_lcd->var.yoffset             =;

   s3c_lcd->var.bits_per_pixel   =;//每个像素点有16个位组成

   s3c_lcd->var.red.offset         =;//red在16位域中偏移值为11

   s3c_lcd->var.red.length         =;

   s3c_lcd->var.red.msb_right   =;

   s3c_lcd->var.green.offset      =;//red在16位域中偏移值为11

   s3c_lcd->var.green.length      =;

   s3c_lcd->var.green.msb_right=;

   s3c_lcd->var.blue.offset       =;//red在16位域中偏移值为11

   s3c_lcd->var.blue.length       =;

   s3c_lcd->var.blue.msb_right =;

   s3c_lcd->var.activate =FB_ACTIVATE_NOW;

   /*2.3 设置固定参数*/

   strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd");

   s3c_lcd->fix.smem_len        =**/;//缓冲区大小

   s3c_lcd->fix.type                 =FB_TYPE_PACKED_PIXELS;

   s3c_lcd->fix.visual                =FB_VISUAL_TRUECOLOR;

   s3c_lcd->fix.line_length        =*/;

   /*2.4 设置其他设置*/

   s3c_lcd->pseudo_palette = pseudo_palette;

   s3c_lcd->fbops                    =&s3c_lcd_ops;

   s3c_lcd->screen_size   = **/;//屏幕像素的个数

   s3c_lcd->screen_base =dma_alloc_writecombine(NULL,  s3c_lcd->screen_size , &s3c_lcd->fix.smem_start,

                          GFP_KERNEL);

   /*

   *配置GPC引脚为数据引脚

   *VD3~VD7

   *gpccon = (0x10<<22)|(0x10<<24)|(0x10<<26)|(0x10<<28)|(0x10<<30);

   /*VD10~VD15 VD19~VD23

     gpdcon =(0x10<<4) |(0x10<<6) |(0x10<<8) |(0x10<<10) |(0x10<<12)|(0x10<<14) |\

    (0x10<<22) |(0x10<<24) |(0x10<<26) |(0x10<<28) |(0x10<<23);

   */

 *gpccon  = 0xaaaaaaaa;   /* GPIO管脚用于VD[7:0],LCDVF[2:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK,LEND */

 *gpdcon  = 0xaaaaaaaa;   /* GPIO管脚用于VD[23:8] */

   /*GPG4为LCD_POWER*/

     *gpgcon |=(<<);

   /*GPB0为输出，控制LCD背光*/

     *gpbcon &=~(<<);

     *gpbcon |=;

     *gpbdat &=~(<<);

     /*

      *配置GPD

     */

      /*3.注册配置GPIO，用于LCD*/

     /*GPC4为配置为VDEN

       *GPC2配置为HSYNC

       *GPC3配置为VSYNC

       *GPC1配置为VCLK

       */

     *gpccon =(<<)|(<<) |(<<) |(<<);

     /*4.设置硬件相关的设置*/

    /*设置LCDCON1

      *设置CLKVAL[17:8]像素时钟，这个值要参考LCD手册CLOCK CYCLE

      *设置MMODE为[7]=0

      *设置扫描模式TFT[6:5]=11

      *设置像素模式为16BPP

      *禁止LCD控制信号

      */

     lcd_reg->LCDCON1=(<<) |(0x03<<)|(0x0c<<);

       /*设置垂直方向

      *设置VBPD参考LCD手册时序图

      *  设置VBPD+1=Tvb[31:24] =2; VBPD=1

      *设置VSPW+1=Tvp[13:6]=10;   VSPW=9;

      *设置VFPD+1=Tvf[5:0]=2           VFPD=1;

      *LINEVAL垂直长度为272-1=271[23:14]

     */

    lcd_reg->LCDCON2=(<<) |(<<)|(<<) |(<<);

    /*设置水平方向

    *

    *HBPD[25:9] >>2clk  HBPD+1>2;HBPD=1;

        *HOZVAL[18:9]  水平方向的480-1=479

        *HFPD  [7:0] HFPD+1 =Thf >=2;HFPD=1;

        *

    */

    lcd_reg->LCDCON3=(<<) |(<<) |(<<);

         /*

         * HSPW[7:0]Thp=41;HSPW+1=41;

         *

         */

         lcd_reg->LCDCON4=(<<);

        /*

        *CON5

        *FRM565[11]=1

        *INVVCLK[10]=1 来读取数据的触发方=1

        *为巍⑽仙厥剑?

        *INVVLINE [9]判断HSYNC极性为反转1

        *INVVFRAME[8]控制VSYNC极性反转=1

        *INVVDEN[6]判断VD极性，不反转=0

            *POWER[3]  =0

            *HWSWP=1

            *BSWP=0

        */

   lcd_reg->LCDCON5=(<<) | (<<) | (<<) | (<<) | (<<);

 /*把缓冲区的地址写到寄存器中*/

   lcd_reg->LCDSADDR1=(s3c_lcd->fix.smem_start >> )  &~(<<);

   lcd_reg->LCDSADDR2=((s3c_lcd->fix.smem_start+ s3c_lcd->screen_size)>>) &0x1FFFFF;

   lcd_reg->LCDSADDR3=(*/);

   /*开启LCD控制信号*/

   lcd_reg->LCDCON1 |=(<<);

  *gpbdat |= ; /* 输出高电平, 使能背光 */

  /*POWER输出*/

    lcd_reg->LCDCON5 |=(<<);

  /*根据LCD手册设置LCD控制器，比如VCLK频率*/

   /*分配frambuffer，并把地址告诉LCD控制器，*/

register_framebuffer(s3c_lcd);

return ;

}

static void lcd_exit(void)

{

unregister_framebuffer(s3c_lcd);

framebuffer_release(s3c_lcd);

iounmap(gpgcon);

iounmap(gpccon);

iounmap(gpbcon);

iounmap(gpdcon);

dma_free_writecombine(NULL,  s3c_lcd->screen_size , &s3c_lcd->fix.smem_start,

                          GFP_KERNEL);

 lcd_reg->LCDCON1&= ~(<<); /* 关闭LCD本身 */

*gpbdat &= ~;     /* 关闭背光 */

}

module_init(lcd_init);

module_exit(lcd_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

重新编译内核，要把原来的内核配置中的驱动自带的LCD驱动变成模块；然后make uImage 重新生成一个内核，然后再make module 生成一个模块；因为要用到

.fb_fillrect = cfb_fillrect,
.fb_copyarea = cfb_copyarea,
.fb_imageblit = cfb_imageblit,这三个函数，所以要把关于这三个函数的.c文件编译成模块，

然后在编译新编的LCD驱动，

insmod cfbfillrect.ko

insmod cfbcopyarea.ko

insmod cfbimageblit.ko

insmod LCD.ko

这样就把新编译的LCD驱动加载到内核中；

echo hello > /dev/tty1命令，则hello就会显示在LCD屏上

echo LCD.ko > /dev/fb0 则LCD屏会花屏；

显示结果

码农公寓

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