Mini2440裸机开发之LCD编程

2022-09-28 20:51:08

在上一节我们介绍了LCD的硬件基础只是、以及S3C2440 LCD控制器相关的寄存器。这一节我们将会动手在LCD上显示一幅日落的图片。

一、LCD初始化编程步骤

1.1 初始化GPIO，引脚复用

在上一节我们介绍了S3C2440这些引脚对应的LCD TFT上的引脚。这里就不在重复介绍了。我们需要配置Port C和Port D为LCD功能。

端口C相关寄存器的相关信息。

寄存器	地址	R/W	描述	复位值
GPCCON	0x56000020	R/W	配置端口C的引脚	0x00
GPCDAT	0x56000024	R/W	配置C的数据寄存器	-
GPCUP	0x56000028	R/W	端口C的上拉使能寄存器	0x00
保留	0x5600002C	-	保留	-

(1) GPCCON

GPCCON	位	描述	初始状态
GPC15	[31:30]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[7] 11 = 保留	0
GPC14	[29:28]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[6] 11 = 保留	0
GPC13	[27:26]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[5] 11 = 保留	0
GPC12	[25:24]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[4] 11 = 保留	0
GPC11	[23:22]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[3] 11 = 保留	0
GPC10	[21:20]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[2] 11 = 保留	0
GPC9	[19:18]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[1] 11 = 保留	0
GPC8	[17:16]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[0] 11 = 保留	0
GPC7	[15:14]	00 = 输入 01 = 输出 10 = LCD_LPCREVB 11 = 保留	0
GPC6	[13:12]	00 = 输入 01 = 输出 10 = LCD_LPCREV 11 = 保留	0
GPC5	[11:10]	00 = 输入 01 = 输出 10 = LCD_LPCOE 11 = 保留	0
GPC4	[9:8]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VM 11 = 保留	0
GPC3	[7:6]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VFRAME 11 = 保留	0
GPC2	[5:4]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VLINE 11 = 保留	0
GPC1	[3:2]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VCLK 11 = 保留	0
GPC0	[1:0]	00 = 输入 01 = 输出 10 = LEND 11 = 保留	0

由上表可知,B端口的控制寄存器可以将每个引脚配置为四种模式:

00：输入模式
01：输出模式
10：功能扩展模式
11：保留模式

配置端口C功能复用为LCD：

GPCCON=0xaaaaaaaa

(2) GPCDAT

GPCDAT	位	描述
GPC[15:0]	[15:0]	当端口配置为输入端口时，相应位为引脚状态。当端口配置为输出端口时，引脚状态将与相应位相同。当端口配置为功能引脚，将读取到未定义值。

(3) GPCUP

GPCUP

位

描述

GPC[15:0]

[15:0]

0：使能附加上拉功能到相应端口引脚

1：禁止附加上拉功能到相应端口引脚

禁止上拉：

 GPCUP = 0xffffffff;

端口D相关寄存器的相关信息。

寄存器	地址	R/W	描述	复位值
GPDCON	0x56000030	R/W	配置端口D的引脚	0x00
GPDDAT	0x56000034	R/W	配置D的数据寄存器	-
GPDUP	0x56000038	R/W	端口D的上拉使能寄存器	0xF000
保留	0x5600003C	-	保留	-

(1) GPDCON

GPDCON	位	描述	初始状态
GPD15	[31:30]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[23] 11 = 保留	0
GPD14	[29:28]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[22] 11 = 保留	0
GPD13	[27:26]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[21] 11 = 保留	0
GPD12	[25:24]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[20] 11 = 保留	0
GPD11	[23:22]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[19] 11 = 保留	0
GPD10	[21:20]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[18] 11 = 保留	0
GPD9	[19:18]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[17] 11 = 保留	0
GPD8	[17:16]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[16] 11 = 保留	0
GPD7	[15:14]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[15] 11 = 保留	0
GPD6	[13:12]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[14] 11 = 保留	0
GPD5	[11:10]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[13] 11 = 保留	0
GPD4	[9:8]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[12] 11 = 保留	0
GPD3	[7:6]	00 = 输入 01 = 输出 10 =VD[11] 11 = 保留	0
GPD2	[5:4]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[10] 11 = 保留	0
GPD1	[3:2]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[9] 11 = 保留	0
GPD0	[1:0]	00 = 输入 01 = 输出 10 = VD[8] 11 = 保留	0

由上表可知,B端口的控制寄存器可以将每个引脚配置为四种模式:

00：输入模式
01：输出模式
10：功能扩展模式
11：保留模式

配置端口D功能复用为LCD：

GPDCON=0xaaaaaaaa

(2) GPDDAT

GPCDAT	位	描述
GPD[15:0]	[15:0]	当端口配置为输入端口时，相应位为引脚状态。当端口配置为输出端口时，引脚状态将与相应位相同。当端口配置为功能引脚，将读取到未定义值。

(3) GPDUP

GPCUP

位

描述

GPD[15:0]

[15:0]

0：使能附加上拉功能到相应端口引脚

1：禁止附加上拉功能到相应端口引脚

禁止上拉：

 GPDUP = 0xffffffff;

总结下来：

void _lcd_gpio_init()
{
    GPCUP = 0xffffffff;         /* Disable Pull - up register */
    GPCCON = 0xaaaaaaaa;        /* Initialize VD[7:0], VM, VFRAME, VLINE, VCLK */

    GPDUP = 0xffffffff;         /* Disable Pull - up register */
    GPDCON = 0xaaaaaaaa;        /* Initialize VD[15:8] */
}

1.2 打开LCD电源

LCD_PWR对应的引脚,所以设置GPG4就可以控制LED背光电源了。(GPGCON:9-8写入11)，这时候LCD电源的打开/关闭可以通过LCDCON5位3来控制：

LCD_PWREN 输出信号使能/禁止：0 = 禁止PWREN 信号 1 = 允许PWREN信号：

void _lcd_power_on() 
{
    /*  打开LCD电源  */
    GPGUP |= (1 << 4);            /* Pull - up disable */
    GPGCON |= (3 << 8);            /* 设置GPG4引脚为LCD_PWRDN模式 */
    LCDCON5 |= (1 << 3);              /* LCD_PWREN输出信号使能 */
}

1.3 设置其他信号线

其他信号线包括VD0-VD23和VFRAME、VLINE、VCLK等，分别在GPCCON,GPDCON中选择相应功能。这些在上一节已经介绍过。这里就稍微提一下

1) 设置VLCK、BPPMODE、PNRMODE

(VCLK)LCD的Datasheet上一般会写有一个推荐的频率，上一节已经介绍过我使用的屏幕推荐频率为6.4M，我们通过计算得到的CLKVAL=7比较合适。写入LCDCON1位17-8；

位4-1选择BPP（位每像素）模式 1100 = TFT 的16 BPP；

位6-5选择显示模式 11 = TFT LCD 面板

2) 设置其他相关参数

LCD相关的参数主要还有这几个：LINEVAL: LCD水平像素-1，如240-1 = 239；
HOZVAL: LCD垂直像素-1，如320-1 = 319；
HFPD:    行开始前的VCLK时钟数(LCD屏幕的Datasheet一般有推荐值)；
HBPD:    行结束后的VCLK时钟数(LCD屏幕的Datasheet一般有推荐值)；
HSPW:    行之间水平同步的无效VCLK时钟数(LCD屏幕的Datasheet一般有推荐值)；
VFPD:    帧数据开始前的空白行数(LCD屏幕的Datasheet一般有推荐值)；
VBPD:    帧数据结束后的空白行数(LCD屏幕的Datasheet一般有推荐值)；
VSPW:    帧之间垂直同步的无效行数(LCD屏幕的Datasheet一般有推荐值)；
(相关寄存器LCDCON2, LCDCON3, LCDCON4)；

3) 设置视频缓冲区的地址

S3C2440支持虚拟屏幕，可以通过改变LCD寄存器实现屏幕快速移动；
PAGEWIDTH:虚拟屏幕一行的字节数，如果不使用虚拟屏幕，设置为实际屏幕的行半字数，如16位宽320像素，设为320 ；
OFFSIZE:虚拟屏幕左侧偏移的字节数，如果不使用虚拟屏幕，设置为0；
LCDBANK: 视频帧缓冲区内存地址30-22位；
LCDBASEU: 视频帧缓冲区的开始地址21-1位；
LCDBASEL: 视频帧缓冲区的结束地址21-1位；
(相关寄存器LCDSADDR1,LCDSADDR2,LCDSADDR3)；

4) 确定信号的极性

S3C2440的LCD控制器允许设置VCLK、VLINE、VFRAME等信号的极性(上升沿有效还是下降沿有效)，需要对照LCD的Datasheet一一确认。
(相关寄存器LCDCON5)

5) 关中断

设置LCDINTMSK位1-0。

6) 禁止LPC3600/LCC3600模式！

如果不是使用三星LPC3600/LCC3600 LCD，必须禁止LPC3600/LCC3600模式(写入0到TCONSEL位4、0)。

7) 关闭临时调色板

TPAL位24设置为0。

总体设置代码如下：

void _lcd_control_init()
{
    /*  [17:8]  CLKVAL
     *  [6:5]   PNRMODE；选择显示模式
     *                  00 = 4 位双扫描显示模式   01 = 4 位单扫描显示模式（STN）
     *                  10 = 8 位单扫描显示模式   11 = TFT LCD 面板
     *  [4:1]  BPPMODE  选择BPP（位每像素）模式    1100 = TFT 的16 BPP
     *  [0]    ENVID    LCD 视频输出和逻辑使能/禁止。
     *                  0 = 禁止视频输出和LCD 控制信号  1 = 允许视频输出和LCD 控制信号
     */
    LCDCON1 = (CLKVAL<<8)| (3<<5)|(0xC<<1);               /* 16 bpp for TFT */

    /*  [31:24]   VBPD：帧同步信号的后肩
     *  [23:14]   LINEVAL：LCD面板的垂直尺寸
     *  [13:6]    VFPD：帧同步信号的前肩
     *  [5:0]     VSPW：同步信号的脉宽
     */
    LCDCON2 = (VBPD<<24)|(LINEVAL<<14)|(VFPD<<6)|(VSPW);

    /* [25:19] HBPD: 行同步信号的后肩
     * [18:8] HOZVAL: LCD面板的水平尺寸
     * [7:0] HFPD: 行同步信号的前肩
     */
    LCDCON3 = (HBPD<<19)|(HOZVAL<<8)|(HFPD);
    LCDCON4 = (HSPW);

    /* [11] FRM565: 此位选择16 BPP 输出视频数据的格式   0 = 5:5:5:1 格式   1= 5:6:5 格式
     * [10] STN/TFT: 此位控制VCLK 有效沿的极性
     * [9]    INVVLINE: STN/TFT：此位表明VLINE/HSYNC 脉冲极性  0 = 正常 1 = 反转
     * [8]  INVVFRAME: STN/TFT：此位表明VFRAME/VSYNC 脉冲极性 0 = 正常 1 = 反转
     * VLINE/HSYNC 脉冲极性、VFRAME/VSYNC 脉冲极性反转(LCD型号决定)
     * [0]    HWSWP: STN/TFT：半字节交换控制位   0 = 交换禁止 1 = 交换使能
     */
    LCDCON5 = ((1<<11) | (1<<10) | (1 << 9) | (1 << 8) | (1 << 0));


#define    M5D(n)        ((n)&0x1fffff)
#define  LCD_ADDR   ((u32)LCD_BUFFER)                      /* FrameBuffer地址 */

    /* [29:21] LCDBANK:存放帧缓冲起始地址的[30:22]
     * [20:0] LCDBASEU: 存放帧缓冲起始地址的[21:1]
     */   
    LCDSADDR1 = ((LCD_ADDR >> 22) << 21) | (M5D(LCD_ADDR >> 1)) ;

    /* 存放帧结束地址[21:1] */
    LCDSADDR2 = M5D((LCD_ADDR + (LCD_WIDTH * LCD_HEIGHT * 2 )) >> 1);

    /* [21:11] OFFSIZE:表示虚拟屏偏移尺寸  即上一行最后像素点到下一行第一个像素点之间间隔多少个像素点
    *  [10:0] PAGEWIDTH:表示行的宽度（半字为单位 16bit）
    */
    LCDSADDR3 = LCD_WIDTH;

    LCDINTMSK |= 3;
    TCONSEL &= ~((1 << 4) | 1);
    TPAL = 0x00;        /* 关闭临时调色板 */
}

1.4 打开视频输出

ENVID设为1 (LCDCON1:0写入1)。

    /* LCD使能 */
    LCDCON1 |= 1;

到此LCD初始化步骤就介绍完成了，整体代码如下：

void lcd_init()
{
    _lcd_gpio_init();
    _lcd_power_on();
    _lcd_control_init();   

    /* LCD使能 */
    LCDCON1 |= 1;                    
}

二、显示BMP图片

如果想在LCD上显示一幅图片，只需要向LCD_BUFFER缓冲区写入图片数据即可。

void lcd_draw_bmp(u16 x0,u16 y0,u16 width,u16 height,const u8 *bmp)
{
    u16 x,y;
    u16 c;
    u32 p = 0;

    /* 绘制每一行 */
    for( y = 0 ; y < height; y++ )
    {
        /* 绘制每一点 */
        for( x = 0 ; x < width; x++ )
        {
            c = bmp[p + 1] | (bmp[p] << 8);

            /* bmp.c中的数组元素大小是8bit，屏幕像素设置16bit */
            if (((x0 + x) < LCD_WIDTH) && ( (y0 + y) < LCD_HEIGHT))   /* LCD尺寸范围,根据实际LCD设置 */
            {
                LCD_BUFFER[y0 + y][x0 + x] = c;
            }
            p = p + 2 ;      /* 屏幕像素设置16bit,所以要+2 */
        }
    }
}

在Ecllispe调试模式下，将代码直接下载SDRAM地址0x30000000运行，图片显示正常：

但是通过MiniTools下载到SDRAM地址0x30000000运行，图片缺显示正常：

目前原因还未排查清楚。

三、显示字符

3.1 字符显示原理

3.2 字符制作

码农公寓

Mini2440裸机开发之LCD编程

一、LCD初始化编程步骤

1.1 初始化GPIO，引脚复用

1.2 打开LCD电源

1.3 设置其他信号线

6) 禁止LPC3600/LCC3600模式！

1.4 打开视频输出

二、显示BMP图片

三、显示字符

四、源码下载

码农公寓

一、LCD初始化编程步骤

1.1 初始化GPIO，引脚复用

1.2 打开LCD电源

1.3 设置其他信号线

6) 禁止LPC3600/LCC3600模式！

1.4 打开视频输出

二、显示BMP图片

三、显示字符

四、源码下载

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