mini2440硬件篇之LCD

1.硬件原理

要使一塊LCD正常的顯示文字或圖像，不僅需要LCD驅(qū)動(dòng)器，而且還需要相應(yīng)的LCD控制器。在通常情況下，生產(chǎn)廠商把LCD驅(qū)動(dòng)器會(huì)以COF/COG的形式與LCD玻璃基板制作在一起，而LCD控制器則是由外部的電路來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在很多的MCU內(nèi)部都集成了LCD控制器，如S3C2410/2440等。通過LCD控制器就可以產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)器所需要的控制信號(hào)來控制STN/TFT屏了。嵌入式LCD主要以薄膜式晶體管型TFT為主流。TFTLCD特性：

支持每像素1、2、4、8位調(diào)色顯示。

支持每像素16位、24位真彩TFTLCD.

支持最大1600萬色（24位每像素模式）TFTLCD.

典型實(shí)際分辨率：640x480，320x240，160*160

最大虛擬分辨率:4M字節(jié).

最大虛擬分辨率(65536色)2048x1024.

下圖給出了TFT的典型時(shí)序圖。

我們先來理解下面引腳有寄存器中相關(guān)參數(shù)的意義吧

外部引腳信號(hào)：

VSYNC:幀同步信號(hào),表示掃描1幀的開始，一幀就是LCD顯示的一個(gè)畫面。

HSYNC:行同步信號(hào)，表示掃描1行的開始。

VDEN：數(shù)據(jù)使能信號(hào)。

VD[23:0]:LCD像素?cái)?shù)據(jù)輸出端口。

VCLK：像素時(shí)鐘信號(hào)。

寄存器參數(shù)：

VSPW：幀同步信號(hào)的脈寬，單位為1行（Line）的時(shí)間。

VFPD:幀同步信號(hào)的前肩，單位為1行（Line）的時(shí)間。

VBPD:幀同步信號(hào)的后肩，單位為1行（Line）的時(shí)間。

LINEVAL：幀顯示尺寸-1，即屏行寬-1，

HBPD：行同步信號(hào)的后肩，單位為1VCLK的時(shí)間。

HFPD：行同步信號(hào)的前肩，單位為1VCLK的時(shí)間。

HSPW：行同步信號(hào)的脈寬，單位為1VCLK的時(shí)間。

HOZVAL：行顯示尺寸-1，即屏列寬-1,

2.芯片手冊(cè)

3.mini2440電路圖

4.S3C2440寄存器

要想正確使用LCD，必須注意兩點(diǎn)：1、時(shí)序；2、顯示緩存區(qū)。

4.1.時(shí)序

LCD一般需要三個(gè)時(shí)序信號(hào)：VSYNC、HSYNC和VCLK。VSYNC是垂直同步信號(hào)，在每進(jìn)行一個(gè)幀（即一個(gè)屏）的掃描之前，該信號(hào)就有效一次，由該信號(hào)可以確定LCD的場(chǎng)頻，即每秒屏幕刷新的次數(shù)（單位Hz）。HSYNC是水平同步信號(hào)，在每進(jìn)行一行的掃描之前，該信號(hào)就有效一次，由該信號(hào)可以確定LCD的行頻，即每秒屏幕從左到右掃描一行的次數(shù)（單位Hz）。VCLK是像素時(shí)鐘信號(hào)。s3c2440處理LCD的時(shí)鐘源是HCLK，通過寄存器LCDCON1中的CLKVAL可以調(diào)整VCLK頻率大小，它的公式為：

VCLK＝HCLK÷[(CLKVAL＋1)×2]

例如，HCLK的頻率為100MHz，要想驅(qū)動(dòng)像素時(shí)鐘信號(hào)為6.4MHz的LCD屏，則通過上式計(jì)算CLKVAL值，結(jié)果CLKVAL為6.8，取整后（值為6）放入寄存器LCDCON1中相應(yīng)的位置即可。由于CLKVAL進(jìn)行了取整，因此我們把取整后的值代入上式，重新計(jì)算VCLK，得到VCLK＝7.1MHz。

按理說，對(duì)于一個(gè)已知尺寸（即水平顯示尺寸HOZVAL和垂直顯示尺寸LINEVAL已知）的LCD屏，只要確定了VCLK值，行頻和場(chǎng)頻就應(yīng)該知道了。但這樣還不行的，因?yàn)樵诿恳粠瑫r(shí)鐘信號(hào)中，還會(huì)有一些與屏顯示無關(guān)的時(shí)鐘出現(xiàn)，這就給確定行頻和場(chǎng)頻帶來了一定的復(fù)雜性。如在HSYNC信號(hào)先后會(huì)有水平同步信號(hào)前肩（HFPD）和水平同步信號(hào)后肩（HBPD）出現(xiàn)，在VSYNC信號(hào)先后會(huì)有垂直同步信號(hào)前肩（VFPD）和垂直同步信號(hào)后肩（VBPD）出現(xiàn)，在這些信號(hào)時(shí)序內(nèi)，不會(huì)有有效像素信號(hào)出現(xiàn)，另外HSYNC和VSYNC信號(hào)有效時(shí)，其電平要保持一定的時(shí)間，它們分別叫做水平同步信號(hào)脈寬HSPW和垂直同步信號(hào)脈寬VSPW，這段時(shí)間也不能有像素信號(hào)。因此計(jì)算行頻和場(chǎng)頻時(shí)，一定要包括這些信號(hào)。HBPD、HFPD和HSPW的單位是一個(gè)VCLK的時(shí)間，而VSPW、VFPD和VBPD的單位是掃描一行所用的時(shí)間。在s3c2440中，所有的這些信號(hào)（VSPW、VFPD、VBPD、LINEVAL、HBPD、HFPD、HSPW和HOZVAL）都是實(shí)際值減1的結(jié)果。這些值是通過寄存器LCDCON2、LCDCON3和LCDCON4來配置，只要把這些值配置成與所要驅(qū)動(dòng)的LCD中相關(guān)內(nèi)容的數(shù)據(jù)一致即可。例如，我們所要顯示的LCD屏大小為320×240，因此HOZVAL＝320－1，LINEVAL＝240－1。水平同步信號(hào)的脈寬、前肩和后肩分別為30、20和38，則HSPW＝30－1，HFPD＝20－1，HBPD＝38－1；垂直同步信號(hào)的脈寬、前肩和后肩分別為3、12和15，則VSPW＝3－1，VFPD＝12－1，VBPD＝15－1。

下面我們就具體計(jì)算一下行頻（HSF）和場(chǎng)頻（VSF）：

HSF＝VCLK÷[(HSPW＋1)＋(HSPD＋1)＋(HFPD＋1)＋(HOZVAL＋1)]

＝7.1÷408＝17.5kHz

VSF＝HSF÷[(VSPW＋1)＋(VBPD＋1)＋(VFPD＋1)＋(LINEVAL＋1)]

＝17.5÷270＝64.8Hz

在有些情況下，s3c2440的LCD時(shí)鐘信號(hào)的默認(rèn)極性與所控制的LCD時(shí)鐘信號(hào)的極性相反，這時(shí)可以通過寄存器LCDCON5的相關(guān)位來改變某些時(shí)鐘信號(hào)的極性。

4.2.顯示緩存區(qū)

只要把所要顯示的數(shù)據(jù)放入顯示緩存區(qū)內(nèi)，就可以在屏幕上呈現(xiàn)內(nèi)容。該緩存區(qū)是我們自己編程時(shí)開辟的一段內(nèi)存區(qū)。一般我們是通過定義一個(gè)與屏幕尺寸大小相同的二維數(shù)組來開辟該空間的，這樣控制屏幕內(nèi)容會(huì)方便一些，如當(dāng)屏幕的尺寸為320×240時(shí)，可以定義該緩存區(qū)為L(zhǎng)CD_BUFFER[240][320]。由于s3c2440支持16位和24位的非調(diào)色板真彩色的TFT型LCD模式，而24位顏色模式是用32位數(shù)據(jù)來表示的，所以前面定義的那個(gè)二維數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型應(yīng)該是半字整型或全字整型的。例如，在24位顏色模式下，我們想要在尺寸大小為320×240屏幕的中心處設(shè)置為白色像素，則：LCD_BUFFER[120][160]＝0xffffffff。

在s3c2440中，寄存器LCDSADDR1和LCDSADDR2用于設(shè)置顯示緩存區(qū)，即把我們定義的那個(gè)二維數(shù)組告訴s3c2440。其中LCDBANK的9位數(shù)據(jù)指定LCD的BANK，即顯示緩存區(qū)的第30位到第22位地址；LCDBASEU的21位數(shù)據(jù)指定了LCD的基址，即顯示緩存區(qū)開始地址的第21位到第1位；LCDBASEL的21位數(shù)據(jù)指定了LCD的尾址，即顯示緩存區(qū)結(jié)束地址的第21位到第1位。例如，我們想要在尺寸為320×240的屏幕上顯示24位顏色，定義的顯示緩存區(qū)數(shù)組為L(zhǎng)CD_BUFFER[240][320]，則LCDBANK等于LCD_BUFFER的第30位到第22位數(shù)據(jù)值（因?yàn)長(zhǎng)CD_BUFFER表示的就是數(shù)組的首地址），LCDBASEU等于LCD_BUFFER的第21位到第1位數(shù)據(jù)值，由于是用32位數(shù)據(jù)表示24為顏色，因此每個(gè)像素值是4個(gè)字節(jié)，所以LCDBASEL等于(LCD_BUFFER＋(240×320×4))結(jié)果的第21位到第1位的數(shù)據(jù)值。另外寄存器LCDSADDR3有兩個(gè)內(nèi)容：OFFSIZE和PAGEWIDTH。OFFSIZE用于虛擬屏幕的偏移長(zhǎng)度，如果我們不使用虛擬屏幕，就把它置為0；PAGEWIDTH定義了視口的寬，單位是半字，如在上面的例子中，PAGEWIDTH應(yīng)該為320×32÷16。

lcd.h

/*******************************************************************

*Copyright(C)，2011-2012，XXX.

*FileName：lcd.h

*Author：HuangYinqing

*Version：1.0

*Date:：2012-04-22

*Description：LCD驅(qū)動(dòng).

*FunctionList：

*History：

******************************************************************/

#ifndef__LCD_H__

#define__LCD_H__

#defineLCD_W35//320*240/3.5英寸TFT真彩液晶屏

#ifdefined(LCD_W35)

#defineLCD_CLKVAL7

#defineLCD_WIDTH320

#defineLCD_HEIGHT240

#defineLCD_HBPD0x44//開始

#defineLCD_HFPD0x4//結(jié)束

#defineLCD_HSPW1//ThewidthofHSYNC

#defineLCD_VBPD10//開始

#defineLCD_VFPD4//結(jié)束

#defineLCD_VSPW1//ThewidthofVSYNC

#endif

#defineBPPMODE_1BPP0x8

#defineBPPMODE_2BPP0x9

#defineBPPMODE_4BPP0xA

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#defineBPPMODE_16BPP0xC

#defineBPPMODE_24BPP0xD

#defineLCDTYPE_TFT0x3

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#defineENVID_ENABLE1

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#defineFRM_5651

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#define HWSWP