基于ARM控制器的LCD驱动原理及设计

# define PAL ET T E 0x4d000400 Pa lette sta rt address p a lette= (U 32 3 ) PAL ET T E; 3 p a lette+ + = 0; b lack fo r (cda ta= 1; cda ta< 255; cda ta+ + ) { p red= (cda ta & 0xe0) ; p green= (cda ta & 0x1c) ; p b lue= (cda ta & 0x03) ; 3 p a lette+ + = ( (U 32) ( (p red< < 8) (p green < < 6) (p b lue< < 3) ) ) ; } 3 p a lette= 0xffff; w h ite } 4. 2. 5 移动观察窗口 1 函数 vo id L cd M oveV iew Po rt (in t vx, in t vy) 4. 2. 6 移动观察窗口 2 函数 vo id M oveV iew Po rt (vo id) 4. 2. 7 单个象素的显示数据输出函数 vo id Pu tP ixel (U 32 x, U 32 y, U 32 c) 4. 2. 8 全屏填充特定颜色单元或清屏函数 vo id L cd C lea rScr (U 16 c) vo id G lib L ine (in t x1, in t y1, in t x2, in t y2, in t co lo r) 4. 3 设计功能模块初始化函数 在对 S3C2410 的L CD 编写模块化驱动程序前, 首先要从内 核中去除L CD 驱动, 并进行相应改动。 在编写模块化驱动程序
vo id L cd EnvidO nO ff (in t onoff) { if (onoff= = 1) rL CDCON 1 = 1; ENV ID = ON e lse rL CDCON 1 = rL CDCON 1 & 0x3fffe; ENV ID O ff } 4. 2. 3 电源控制引脚使能函数及代码 vo id L cd Pow erEnab le (in t invpw ren, in t pw ren) {
示内存的一个映像, 将其映射到进程地址空间之后, 就可以进行 读写操作, 而读写操作可以反映到L CD。
4 L CD 驱动开发的主要工作 4. 1 设计初始化函数 初始化函数首先初始化L CD 控制器, 通过写寄存器设置显 示模式和颜色数, 然后分配L CD 显示缓冲区。 在W IN CE 中可 以用km a lloc () 函数分配一段连续的空间[4]。缓冲区大小用代码 表示为: screen size= vinfo. x res3 vinfo. yres3 vinfo. b its p er p ixel 8; 即点阵行数×点阵列数×用于表示一个像素的比特 数 8。缓冲区通常分配在大容量的片外SDRAM 中, 起始地址保 存在L CD 控制寄存器中。 本文采用的L CD 显示方式为 320× 240, 16 位彩色, 则需要分配的显示缓冲区为 320×240×2= 150kb。使用语句 fbp = (U 16 3 ) mm ap (0, screen size, PRO T R EAD PRO T W R IT E,M A P SHA R ED. . . . . . ; 用mm ap 函数使用户空间的一段地址关联到设备内存 (F ram eB uffer) 上。 无论何时, 只要程序在分配的地址范围内进行读取或者写入, 实 际上就是对设备的访问, 使用 mm ap 可以既快速又简单地访问 显示卡的内存。对于象这样的性能要求比较严格的应用来说, 直 接访问能给我们提供很大不同。并调用L CD BU FER [SCR YS IZE T FT 240320 ] [SCR XS IZE T FT 240320 ]进 行内核登记。
科技信息Βιβλιοθήκη 博士·专家论坛基于A RM 控制器的L CD 驱动原理及设计
辽宁工程技术大学研究生学院 尹 航 李秀华
[ 摘 要 ]本文介绍嵌入式系统中L CD 显示原理及驱动设计, 以三星公司A RM 9 内核芯片 S3C2410 的L CD 接口为基 础, 采用W IN CE P la tfo rm B u ilder3. 0 平台编译器, 使用320×240 分辨率的T FT 彩色L CD , 通过对其W IN CE 系统下 驱动程序编写和修改, 实现对屏幕的驱动和显示。
W IN CE 在外围支持方面会提供部分驱动程序源代码模板 作 为开发者参考, 基本方法有所谓的N a tive D rivers 和 Stream D rivers。 两种方法在内存应用和数据流控制上有些不同, 前者 针对较初级内置硬件, 后者几乎可用于任何硬件。
W IN CE 的设备管理是和文件系统紧密结合的, 各种设备 都以文件的形式存放在特定目录下, 称为设备文件[3]。应用程序 可以打开、关闭和读写这些设备文件, 完成对设备的操作, 就像 操作普通的数据文件一样。为了管理这些设备, 系统为设备编了 号, 每个设备号又分为主设备号和次设备号。主设备号用来区分 不同种类的设备, 而次设备号用来区分同一类型的多个设备。对 于常用设备,W IN CE 会有约定俗成的编号。W IN CE 为所有的 设备文件都提供了统一的操作函数接口, 方法是使用数据结 Struct file op era tion s[4]。 这个数据结构中包括许多操作函数 的指针, 如op en ()、clo se ()、read () 和w rite () 等, 但由于外设的种 类较多, 操作方式各不相同。Struct file op era tion s 结构体中的 成员为一系列的接口函数, 如用于读 写的 read w rite 函数和用 于控制的ioctl 等。打开一个文件就是调用这个文件file op era2
PW R EN rL CDCON 5= rL CDCON 5& (～ (1< < 5) ) ( invpw ren < <
5) ; INV PW R EN } 4. 2. 4 颜色初始化函数及代码 vo id L cd Pa lette In it (vo id) { un signed cha r cda ta, p red, p green, p b lue; U 32 3 p a lette;
3 L CD 控制器 L CD 控制器的功能是接收计算机发来的指令和数据, 并向 计算机反馈所需的数据信息[1], 进而驱动显示。用户只需要通过 读写一系列的寄存器, 完成配置和显示驱动。 在驱动L CD 设计 的过程中首要的是配置L CD 控制器, 而在配置L CD 控制器中最 重要的一步则是帧缓冲区 (F ram eB uffer) 的指定。用户所要显示 的内容皆是从缓冲区中读出, 从而显示到屏幕上的。帧缓冲区的 大小由屏幕的分辨率和显示色彩数决定。 驱动帧缓冲的实现是
2 嵌入式驱动的概念 设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口, 设 备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节, 这样在应用程序看 来, 硬件设备只是一个设备文件, 应用程序可以像操作普通文件 一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分, 它主 要完成的功能有: 对设备进行初始化和释放; 把数据从内核传送 到硬件和从硬件读取数据; 读取应用程序传送给设备文件的数 据、回送应用程序请求的数据以及检测和处理设备出现的错误。 下面给出了完整的驱动系统示意框图[2] (图 1)
注: 李秀华, 女, 辽宁阜新人, 教授。 研究方向: 计算机硬件领域。
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4. 2 设计部分成员函数 4. 2. 1 数据和控制端口初始化函数及代码 vo id L cd Po rt In it (vo id) {
rGPCU P = 0xffffffff; D isab le Pu ll- up register rGPCCON = 0xaaaa56a9; In itia lize VD [ 7: 0 ], L CDV F [ 2: 0 ], VM , V FRAM E , VL IN E, V CL K, L END rGPDU P = 0xffffffff; D isab le Pu ll- up register rGPDCON = 0xaaaaaaaa; In itia lize VD [ 15: 8 ] } 4. 2. 2 L CD 视频和控制信号输出或者停止, 1 开启视频输 出函数及代码
tion s 中的op en 操作。不同类型的文件有不同的file op era tion s 成员函数, 如普通的磁盘数据文件, 接口函数完成磁盘数据块读 写操作; 而对于各种设备文件, 则最终调用各自驱动程序中的 I O 函数进行具体设备的操作。这样, 应用程序根本不必考虑操作 的是设备还是普通文件, 可一律当作文件处理, 具有非常清晰统 一的 I O 接口。 所以 file op era tion s 是文件层次的 I O 接口。
整个驱动开发过程的重点。 S3C2410 中的L CD 控制器可支持 STN 和 T FT 两种液晶。 对于 STN 液晶平板, 该L CD 控制器可 支持 4 位双扫描、4 位单扫描和 8 位单扫描三种显示类型, 支持 4 级和 16 级灰度级单色显示模式, 支持 256 色和 4096 色显示, 可 接多种分辨率的L CD , 例如640×480、320×240 和160×160 等, 在 256 色显示模式时, 最大可支持 4096×1024、2048×2048 和 1024×4096 显示。T FT 液晶平板可支持 1- 2- 4- 8bpp (b its p er p ixel) 调色板显示模式和 16bpp 非调色板真彩显示。
[ 关键词 ]嵌入式系统 L CD S3C2410 W IN CE