S3C2416裸機(jī)開(kāi)發(fā)系列十一_RGB屏驅(qū)動(dòng)顯示

很多的嵌入式系統(tǒng)都需要人機(jī)交互，對(duì)于輸出設(shè)備，LCD以其顯示質(zhì)量高、畫(huà)面效果好等優(yōu)點(diǎn)得到了極其廣泛的應(yīng)用。s3c2416包含了一個(gè)LCD控制器，筆者此處就s3c2416的LCD應(yīng)用作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

s3c2416的LCD控制器包含了一系列的邏輯單元用以支持把圖像數(shù)據(jù)從系統(tǒng)主存儲(chǔ)中的幀緩存?zhèn)鬏數(shù)酵獠康腖CD驅(qū)動(dòng)接口中。LCD的驅(qū)動(dòng)接口支持RGB和i80總線的顯示設(shè)備。i80是intel提出的標(biāo)準(zhǔn)總線，如目前還在大量使用的8位51單片機(jī)，其存儲(chǔ)器接口即為i8080接口。這種接口的顯示屏內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)芯片，有自己的幀緩存，能夠自刷新，因此，處理器可以?xún)H在需要修改屏幕顯示時(shí)傳輸顯示數(shù)據(jù)到LCD接口中。這種屏需解碼處理器過(guò)來(lái)的命令數(shù)據(jù)，寫(xiě)屏速度較慢，適用于小尺寸的LCD屏。RGB顯示屏顯存由系統(tǒng)內(nèi)存充當(dāng)，處理器只要把顯示的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到相應(yīng)的幀緩存中，啟動(dòng)顯示后，LCD控制器通過(guò)專(zhuān)用DMA自動(dòng)把顯存的數(shù)據(jù)經(jīng)接口傳輸?shù)絃CD屏中。因此，RGB屏的顯示速度可以很快，常用于大尺寸的LCD屏中。筆者采用的是800*480像素點(diǎn)、16位RGB接口屏，因此以RGB接口屏作為講解。

s3c2416 LCD控制器支持虛擬屏幕，可以設(shè)置一個(gè)較大的幀緩存，用來(lái)作為顯示數(shù)據(jù)的緩沖池，屏幕大小是有限的，顯示的數(shù)據(jù)也是有限的，可能只能顯示幀緩存的一部分，所以將屏幕要顯示的那部分內(nèi)容叫做幀視口(View Port)。當(dāng)需要水平或垂直滾屏?xí)r，只需更改幀視口相應(yīng)的地址寄存器即可顯示幀緩存中這部分的內(nèi)容。例如，我們手機(jī)的地圖應(yīng)用，手機(jī)屏幕能看到的地圖只是其中一部分，可以來(lái)回拖動(dòng)看地圖的相鄰部分，而無(wú)需處理器在拖動(dòng)時(shí)更改幀緩存的數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)性能。

圖1-1. 虛擬屏幕滾動(dòng)實(shí)例

s3c2416 LCD控制器具有二層窗口，窗口0數(shù)據(jù)與窗口1對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)alpha混合后再實(shí)際輸出到屏接口中，其作用就是實(shí)現(xiàn)一種半透明(透明度0~1)的效果。可以選擇平面混合，也可以選擇像素混合，平面混合就是對(duì)窗口0與窗口1的所有像素點(diǎn)進(jìn)行alpha混合，像素混合就是可以定義一種基色值，當(dāng)窗口中的相應(yīng)像素色值匹配到設(shè)定的基色時(shí)，可設(shè)定為完全透明，即直接看到背景窗口，窗口未匹配到基色的部分可以設(shè)定為原樣顯示。如果讀者了解photoshop的話，窗口混合就像兩個(gè)圖層可以設(shè)置不同的透明度混合顯示，或上一圖層刪除選區(qū)外的圖像(透明基色)，實(shí)現(xiàn)選中的物體貼合在背景圖片上。這種特性可以在我們鼠標(biāo)光標(biāo)、不規(guī)則按鈕的實(shí)現(xiàn)等應(yīng)用中。這種特性可以減少系統(tǒng)總的數(shù)據(jù)速率，增強(qiáng)系統(tǒng)性能。

圖1-2 alpha混合以及基色應(yīng)用

LCD在使用前需要根據(jù)所用屏的參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置，之后上層即可正確調(diào)用模塊提供的底層驅(qū)動(dòng)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的顯示。

設(shè)置信號(hào)線，RGB接口需用到RGB_HSYNC、RGB_VSYNC、RGB_VCLK、RGB_VDEN、RGB_VD[23:0]，從引腳配置寄存器GPCCON、GPDCON中選擇相應(yīng)引腳功能。

設(shè)置RGB的數(shù)據(jù)格式，如設(shè)置屏的色深，像素在幀緩存中存放方式是高位在前還是低位在前，筆者使用的是16bpp (non-palletized, R: 5-G:6-B:5 )，像素?cái)?shù)據(jù)在幀緩存存放方式需半字交換，在WINCON0、WINCON1中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘，LCD需要一個(gè)同步時(shí)鐘來(lái)接收數(shù)據(jù)，這個(gè)參數(shù)也決定LCD屏刷新頻率。通常LCD屏的刷新頻率在60HZ~100HZ之間，低于60HZ，顯示可能會(huì)閃爍，刷新頻率過(guò)高也將造成LCD控制器數(shù)據(jù)傳輸率大大增加，雖然LCD控制器有LCD-DMA，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)不占用cpu，但需占用系統(tǒng)總線，總線負(fù)載大，系統(tǒng)的性能受到影響。通常這個(gè)參數(shù)根據(jù)屏spec進(jìn)行設(shè)置，筆者設(shè)置為33M(屏要求26.4M~46.8M)。

時(shí)序控制參數(shù)設(shè)置，根據(jù)屏的spec設(shè)定VBPD、VFPD、VSPW、HBPD、HFPD、HSPW，這些參數(shù)設(shè)置均有一定的裕度。VBPD(verticalbackporch)表示在一幀圖像開(kāi)始時(shí)，垂直同步信號(hào)以后的無(wú)效的行數(shù)；VFBD(verticalfrontporch)表示在一幀圖像結(jié)束后，垂直同步信號(hào)以前的無(wú)效的行數(shù)；VSPW(verticalsyncpulsewidth)表示垂直同步脈沖的寬度，用行數(shù)計(jì)算；HBPD(horizontalbackporch)表示從水平同步信號(hào)開(kāi)始到一行的有效數(shù)據(jù)開(kāi)始之間的VCLK的個(gè)數(shù)；HFPD(horizontalfrontporth)表示一行的有效數(shù)據(jù)結(jié)束到下一個(gè)水平同步信號(hào)開(kāi)始之間的VCLK的個(gè)數(shù)；HSPW(horizontalsyncpulsewidth)表示水平同步信號(hào)的寬度，用VCLK計(jì)算。

屏像素大小設(shè)置，屏實(shí)際水平像素點(diǎn)減1值(HOZVAL)，垂直像素點(diǎn)減1值(LINEVAL)寫(xiě)入到VIDTCON2寄存器中。

幀緩存的地址設(shè)置，在窗口0與窗口1中相應(yīng)的幀緩存地址寄存器中寫(xiě)入幀起啟地址以及結(jié)束地址。

啟用相應(yīng)的顯示窗口、啟動(dòng)LCD控制邏輯進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸并開(kāi)啟背光。

LCD正確初始化完后，還需各種功能調(diào)用實(shí)現(xiàn)對(duì)屏的驅(qū)動(dòng)顯示。如最基本的畫(huà)點(diǎn)、畫(huà)線、清屏、顯示字符、顯示圖形等功能。這些功能在各種GUI中均有實(shí)現(xiàn)，因此，筆者此處只給出GUI移植時(shí)最基本的設(shè)置某個(gè)像素、讀取某個(gè)像素的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，其余屏操作實(shí)現(xiàn)不再重述。在main.c測(cè)試代碼中將給出雙窗口顯示，字體在背景中水平滾動(dòng)的實(shí)例，以讓讀者對(duì)s3c2416 LCD控制器雙窗口、alpha混合有一個(gè)了解，這種特性在一些應(yīng)用中是非常有作用的。

模塊lcd_rgb.c驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)如下：

#include"s3c2416.h"

#include "lcd_rgb.h"

#define VBPD 15

#define VFPD 5

#define VSPW 5

#define HBPD 25

#define HFPD 88

#define HSPW 20

static unsigned shortFrameBuffer[HSize*VSize];

unsigned short*GetFrameBuffer()

{

return FrameBuffer;

}

void LCD_Enable(intEnable)

{

if (Enable) {

rVIDCON0 "= (0x03 << 0);

} else {

rVIDCON0 &= ~(0x03 << 0);

}

}

voidLCD_BackLight(int On)

{

rGPBCON &= ~(0x3 << 0);

rGPBCON |= (0x1 << 0);

if (On) {

rGPBDAT |= (0x1 << 0);

} else {

rGPBDAT &= ~(0x1 << 0);

}

}

void LCD_RGB_Init()

{

rGPCCON = 0xaaaa02aa; // GPC配置為RGB數(shù)據(jù)[7:0]、控制功能

rGPDCON = 0xaaaaaaaa; // GPD配置為RGB[23:8]

LCD_Enable(0);

// 16bpp (R5-G6-B5),第一像素在內(nèi)存低地址,選擇buffer0

rWINCON0 = (5<<2) | (1<<16) |(0<<23);

rWINCON1 = (5<<2) | (1<<16) |(1<<6);

// 選擇HCLK＝100M，3分頻得到VCLK=33.3M，RGB并口格式(RGB)，暫不啟動(dòng)控制邏輯

rVIDCON0 = (0<<22) |(0<<13) | (0<<12) | (2<<6) |

(1<<5) | (1<<4) | (0<<2) |(0<<0);

// VCLK下降沿鎖存數(shù)據(jù),行場(chǎng)同步信號(hào)低激活,數(shù)據(jù)使能高有效

rVIDCON1 = (0<<7) |(1<<6) | (1<<5) | (0<<4); //設(shè)置時(shí)序控制參數(shù)

rVIDTCON0 =((VBPD-1)<<16) | ((VFPD-1)<<8) | ((VSPW-1)<<0);

rVIDTCON1 =((HBPD-1)<<16) | ((HFPD-1)<<8) | ((HSPW-1)<<0);

// 設(shè)置屏幕像素尺寸

rVIDTCON2 =((VSize-1)<<11) | ((HSize-1)<<0);

// 設(shè)置OSD圖像與屏幕尺寸一致

rVIDOSD0A = (0<<11) |(0<<0);

rVIDOSD0B = ((HSize-1)<<11)| ((VSize-1)<<0);

rVIDOSD1A =(0<<11) | (0<0);

rVIDOSD1B = ((HSize-1)<<11) |((VSize-1)<<0);

// alpha混合方式,基色匹配時(shí)全透明,未匹配部分完全不透明

rVIDOSD1C = 0xfff000;

// 設(shè)置幀緩存的地址

rVIDW00ADD0B0 = (unsigned int)FrameBuffer;

rVIDW00ADD1B0 = ((unsigned int)(FrameBuffer+ HSize*VSize) & 0xffffff);

// 不使用虛擬屏幕

rVIDW00ADD2B0 = (00<<13) |((HSize*2)<<0);

// 窗口0使用

rWINCON0 |= (1 << 0);

LCD_Enable(1);

LCD_BackLight(1);

}

voidLCD_ClearScreen(unsigned short BackColor)

{

unsigned int i;

for (i=0; i

FrameBuffer[i] = BackColor;

}

}

voidLCD_SetPixel(unsigned int x, unsigned int y, unsigned short Color)

{

/* if ((x >= HSize) || (y >= VSize)) {

return;

}

*/

FrameBuffer[y*HSize+x] = Color;

}

unsigned shortLCD_GetPixel(unsigned int x, unsigned int y)

{

/*

if ((x >= HSize) || (y >= VSize)) {

return 0;