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【经验分享】STM32的LCD驱动编写思路,附代码分析

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STMCU小助手 发布时间:2021-11-7 17:35
STM32开发板有很多配套LCD例程,如下图就是开发板上最常见的一种TFTLCD屏。商家会给封装好一些LCD函数,大家能学会如何点亮一个LCD。
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
    在主函数中加入上述代码就可以轻松实现下面输出字符串、画矩形块、清屏等效果。
7 d; l: u: B3 \% |3 V9 j$ B3 M
WK1B76HMBG`U39R}@G~MN`Y.png
    但是这些例程代码或许有下面的问题:
  • 分层不清晰,通俗讲就是模块化太差
  • 接口乱,只要接口不乱,分层就会好很多了
  • 可移植性差
  • 通用性差

    $ X9 S9 I/ D" }* ]- |
    为什么这样说呢?如果你已经了解了LCD的操作,请思考如下情景:
  • 代码空间不够,只能保留9341的驱动,其他LCD驱动全部删除。能一键(一个宏定义)删除吗?删除后要改多少地方才能编译通过?
  • 有一个新产品,收银设备。系统有两个LCD,都是OLED,驱动IC相同,但是一个是128x64,另一个是128x32像素,一个叫做主显示,收银员用;一个叫顾显,顾客看金额。怎么办?这些例程代码要怎么改才能支持两个屏幕?全部代码复制粘贴然后改函数名称?这样确实能完成任务,只不过程序从此就进入恶性循环了。
  • 一个OLED,原来接在这些IO,后来改到别的IO,容易改吗?
  • 原来只是支持中文,现在要卖到南美,要支持多米尼加语言,好改吗?
    , K: x& ?* P: e
LCD种类概述
    在讨论怎么写LCD驱动之前,我们先大概了解一下嵌入式常用LCD。概述一些跟驱动架构设计有关的概念,在此不对原理和细节做深入讨论,会有专门文章介绍,或者参考网络文档。
TFT lcd
    TFT LCD,也就是我们常说的彩屏。通常像素较高,例如常见的2.8寸,320X240像素。4.0寸的,像素800X400。这些屏通常使用并口,也就是8080或6800接口(STM32 的FSMC接口);或者是RGB接口,STM32F429等芯片支持。其他例如手机上使用的有MIPI接口。
    总之,接口种类很多。也有一些支持SPI接口的。除非是比较小的屏幕,否则不建议使用SPI接口,速度慢,刷屏闪屏。玩STM32常用的TFT lcd屏幕驱动IC通常有:ILI9341/ILI9325等。
tft lcd:
FI@7UH4$(P)8{Z0})D481XV.png
IPS:
ROI=ASA8YXHT3AO@ZDIRI.png
COG lcd
    很多人可能不知道COG LCD是什么,我觉得跟现在开发板销售方向有关系,大家都出大屏,玩酷炫界面,对于更深的技术,例如软件架构设计,都不涉及。使用单片机的产品,COG LCD其实占比非常大。COG是Chip On Glass的缩写,就是驱动芯片直接绑定在玻璃上,透明的。实物像下图:
SCZ8NG[FJ~}%({BE@G%RYEI.png
    这种LCD通常像素不高,常用的有128X64,128X32。一般只支持黑白显示,也有灰度屏。
    接口通常是SPI,I2C。也有号称支持8位并口的,不过基本不会用,3根IO能解决的问题,没必要用8根吧?常用的驱动IC:STR7565。
OLED lcd
    买过开发板的应该基本用过。新技术,大家都感觉高档,在手环等产品常用。OLED目前屏幕较小,大一点的都很贵。在控制上跟COG LCD类似,区别是两者的显示方式不一样。从我们程序角度来看,最大的差别就是,OLED LCD,不用控制背光。。。。。实物如下图:
]`CMY69OX17VTBB{[9KO510.png
    常见的是SPI跟I2C接口。常见驱动IC:SSD1615。
硬件场景
    接下来的讨论,都基于以下硬件信息:
1、有一个TFT屏幕,接在硬件的FSMC接口,什么型号屏幕?不知道。
2、有一个COG lcd,接在几根普通IO口上,驱动IC是STR7565,128X32像素。
3、有一个COG LCD,接在硬件SPI3跟几根IO口上,驱动IC是STR7565,128x64像素。
4、有一个OLED LCD,接在SPI3上,使用CS2控制片选,驱动IC是SSD1315。
A$]2J3YYLF2VQCUJ{O(5G]5.png
预备知识
    在进入讨论之前,我们先大概说一下下面几个概念,对于这些概念,如果你想深入了解,请自行搜索,也可以加微信hplwbs拉你进群交流。
面向对象
    面向对象,是编程界的一个概念。什么叫面向对象呢?编程有两种要素:程序(方法),数据(属性)。例如:一个LED,我们可以点亮或者熄灭它,这叫方法。LED什么状态?亮还是灭?这就是属性。我们通常这样编程:
  1. u8 ledsta = 0;
    1 X! a, |  |/ X- r$ U% U+ e- f
  2. void ledset(u8 sta)
    * R% [6 f9 ~# ?
  3. {, I& D1 D+ F0 K9 h7 X: y& `. @& V$ r
  4. }
复制代码
; p7 B$ U% |+ ~- Z$ _3 s
    这样的编程有一个问题,假如我们有10个这样的LED,怎么写?这时我们可以引入面向对象编程,将每一个LED封装为一个对象。可以这样做:
  1. /*2 `! W% c: d3 a3 N2 O9 ~% K
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。9 ?" d9 L* f' s( n9 B5 W. X
  3. 这个结构体就是一个对象。1 `" D( B3 C& v2 Y; G
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。) O. u! a/ b. w* Q8 M- a
  5. */6 w  p* j9 r% J9 y, G4 t# n0 a
  6. typedef struct{
    $ m. B# p* O# b6 w7 I- a7 t
  7.     u8 sta;
    7 K2 F5 c+ J  t- f6 ~5 _2 H8 Q
  8.     void (*setsta)(u8 sta);( c9 c; D  f4 s; A
  9. }LedObj;
    - e# h7 l. t% C1 g) d+ D
  10. 0 ?3 h  B# Q, h: O3 h2 @/ l
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/
    * Z4 m+ z" E4 W# W
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta)5 U" U. y3 U& Q( k
  13. {) ^( Z0 C! r, I0 X5 J& n
  14. }1 W2 Y$ S; F" b* q3 y4 F8 J

  15. + k/ y' H! M; \) P- V$ v  F. |7 G
  16. LedObj LED1={
    1 _# [0 e# C3 A( b6 t
  17.         .sta = 0,
    6 L* O% N9 I5 J/ S
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,
    2 t2 t2 Z# V, i+ E: l0 Q) R: @  ^
  19.     };+ Z; a5 R( n, J
  20. 5 Q2 M5 N4 D- k$ S+ @6 W
  21. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED2,并且实现它的方法drv_led2_setsta*/
    5 @% }- _1 W% r; @7 B* _9 V7 p; {
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta)" n$ o& y0 U8 \1 V$ m
  23. {& V7 b& |5 }3 T: s1 l/ a
  24. }
    & V# `; P8 s' @6 ?, Q& V

  25. ! E, `9 j9 O- k% E) L
  26. LedObj LED2={
    3 A$ s* C3 L, z: F1 H+ `2 W
  27.         .sta = 0,
    0 I  b6 {; ?3 [
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,
    & t- ]1 W2 D& V% B$ }7 Y
  29.     };* l1 ]" q  l/ a- y
  30.    
    5 A5 p/ s  Q- G' q5 H
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*/0 e- _1 v8 q$ X/ D
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta)
    2 ~( v: e4 l: ~) {  n
  33. {3 t" b9 G. o: Z4 d
  34.     led->setsta(sta);5 a4 T" g% m7 \: K, Q
  35. }
复制代码
) }+ o( E4 I7 ]9 z0 P$ v
    是的,在C语言中,实现面向对象的手段就是结构体的使用。上面的代码,对于API来说,就很友好了。操作所有LED,使用同一个接口,只需告诉接口哪个LED。大家想想,前面说的LCD硬件场景。4个LCD,如果不面向对象,「显示汉字的接口是不是要实现4个」?每个屏幕一个?
驱动与设备分离
    如果要深入了解驱动与设备分离,请看LINUX驱动的书籍。
    什么是设备?我认为的设备就是「属性」,就是「参数」,就是「驱动程序要用到的数据和硬件接口信息」。那么驱动就是「控制这些数据和接口的代码过程」。
    通常来说,如果LCD的驱动IC相同,就用相同的驱动。有些不同的IC也可以用相同的,例如SSD1315跟STR7565,除了初始化,其他都可以用相同的驱动。例如一个COG lcd:
驱动IC是STR7565 128 * 64 像素用SPI3背光用PF5 ,命令线用PF4 ,复位脚用PF3
    上面所有的信息综合,就是一个设备。驱动就是STR7565的驱动代码。
    为什么要驱动跟设备分离,因为要解决下面问题:
有一个新产品,收银设备。系统有两个LCD,都是OLED,驱动IC相同,但是一个是128x64,另一个是128x32像素,一个叫做主显示,收银员用;一个叫顾显,顾客看金额。
    这个问题,「两个设备用同一套程序控制」才是最好的解决办法。驱动与设备分离的手段:
在驱动程序接口函数的参数中增加设备参数,驱动用到的所有资源从设备参数传入。
    驱动如何跟设备绑定呢?通过设备的驱动IC型号。
模块化
    我认为模块化就是将一段程序封装,提供稳定的接口给不同的驱动使用。不模块化就是,在不同的驱动中都实现这段程序。例如字库处理,在显示汉字的时候,我们要找点阵,在打印机打印汉字的时候,我们也要找点阵,你觉得程序要怎么写?把点阵处理做成一个模块,就是模块化。非模块化的典型特征就是「一根线串到底,没有任何层次感」。
LCD到底是什么
    前面我们说了面向对象,现在要对LCD进行抽象,得出一个对象,就需要知道LCD到底是什么。问自己下面几个问题:
  • LCD能做什么?
  • 要LCD做什么?
  • 谁想要LCD做什么?
    6 n+ g" M- {8 u6 ~
    刚刚接触嵌入式的朋友可能不是很了解,可能会想不通。我们模拟一下LCD的功能操作数据流。APP想要在LCD上显示 一个汉字。
    1、首先,需要一个显示汉字的接口,APP调用这个接口就可以显示汉字,假设接口叫做lcd_display_hz。
    2、汉字从哪来?从点阵字库来,所以在lcd_display_hz函数内就要调用一个叫做find_font的函数获取点阵。
    3、获取点阵后要将点阵显示到LCD上,那么我们调用一个ILL9341_dis的接口,将点阵刷新到驱动IC型号为ILI9341的LCD上。
    4、ILI9341_dis怎么将点阵显示上去?调用一个8080_WRITE的接口。
好的,这个就是大概过程,我们从这个过程去抽象LCD功能接口。汉字跟LCD对象有关吗?无关。在LCD眼里,无论汉字还是图片,都是一个个点。那么前面问题的答案就是:
  • LCD可以一个点一个点显示内容。
  • 要LCD显示汉字或图片-----就是显示一堆点
  • APP想要LCD显示图片或文字。
    $ T9 g# h8 f) w5 D
    结论就是:所有LCD对象的功能就是显示点。「那么驱动只要提供显示点的接口就可以了,显示一个点,显示一片点。」 抽象接口如下:
  1. /*- S0 x- ?8 y- Y! K
  2.     LCD驱动定义
    ! A4 H% y, x% e' K& g1 O
  3. */
    7 A' u% Q4 c# y# }0 }
  4. typedef struct  9 [( Y& J, t% E  f& M# I
  5. {- m7 I4 t6 _( X# E
  6.     u16 id;
    ' D& D# |3 N, W* l
  7. % k9 A) |$ i7 `9 |
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);6 @. i; `1 O6 K/ I/ s9 S9 a
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    3 y5 z* R+ s2 ^! ]' p
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    ' Y. P7 }* {: z. O7 _
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    " d' O% D) Q& y& x
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    ! U/ N2 X  a+ {- A* y7 @
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    9 U& U. |8 H- T$ W5 n; {6 R* o
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);4 H) y- x8 e8 @7 b! G8 D
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    7 \7 m6 d2 z, u1 B
  16. }_lcd_drv;
复制代码
9 O' ^; s4 s( d3 u8 l$ O
    上面的接口,也就是对应的驱动,包含了一个驱动id号。
  • id,驱动型号
  • 初始化
  • 画点
  • 将一片区域的点显示某种颜色
  • 将一片区域的点显示某些颜色
  • 显示开关
  • 准备刷新区域(主要彩屏直接DMA刷屏使用)
  • 设置扫描方向
  • 背光控制
    ! I6 Q; ]- V3 z3 {% ]" S' Q
    显示字符,划线等功能,不属于LCD驱动。应该归类到GUI层。
LCD驱动框架
    我们设计了如下的驱动框架:
M4_0`UL{UJX2EDH4}89QFNN.png
    设计思路:
    1、中间显示驱动IC驱动程序提供统一接口,接口形式如前面说的_lcd_drv结构体。
    2、各显示IC驱动根据设备参数,调用不同的接口驱动。例如TFT就用8080驱动,其他的都用SPI驱动。SPI驱动只有一份,用IO口控制的我们也做成模拟SPI。
    3、LCD驱动层做LCD管理,例如完成TFT LCD的识别。并且将所有LCD接口封装为一套接口。
    4、简易GUI层封装了一些显示函数,例如划线、字符显示。
    5、字体点阵模块提供点阵获取与处理接口。
    由于实际没那么复杂,在例程中我们将GUI跟LCD驱动层放到一起。TFT LCD的两个驱动也放到一个文件,但是逻辑是分开的。OLED除初始化,其他接口跟COG LCD基本一样,因此这两个驱动也放在一个文件。
代码分析
    代码分三层:
    1、GUI和LCD驱动层 dev_lcd.c dev_lcd.h
    2、显示驱动IC层 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h
    3、接口层 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h
GUI和LCD层
    这层主要有3个功能 :
「1、设备管理」
    首先定义了一堆LCD参数结构体,结构体包含ID,像素。并且把这些结构体组合到一个list数组内。
  1. /*  各种LCD的规格参数*/$ n$ @# T% l# `
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={1 q3 e0 H' X( b8 R" H- K
  3.         .id   = 0x9341,
    * A* |# u% N; ~; ~
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度' C. f/ T3 H6 _, u; J: f6 w
  5.         .height = 320,  //LCD 高度
    4 ?+ c; V: ~# Y, P. `  ~
  6. };
    5 t9 A3 D$ c# R( n
  7. ...* U$ |. p9 f' p8 L1 O, m
  8. /*各种LCD列表*/- M$ _. g7 X3 ^) Y% x
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=
    ' k" V- A& r- H
  10.             {
    / [) [6 V5 r' m% }! H+ g
  11.                 &LCD_IIL9341,         m! b  t) ^* q1 [
  12.                 &LCD_IIL9325,  l; L2 \  a5 \4 }5 s7 e* s& X
  13.                 &LCD_R61408,
    ) d5 s& V) i$ ~7 u8 x
  14.                 &LCD_Cog12864,
    & t9 i( ]& |$ m$ n! g# r  Y
  15.                 &LCD_Oled12864,! _( I; L4 A! P+ [
  16.             };
复制代码
' i& J, i7 p% p1 p% W' G
    然后定义了所有驱动list数组,数组内容就是驱动,在对应的驱动文件内实现。
  1. /*  所有驱动列表7 X4 c* A& u2 y% ~
  2.     驱动列表*/
    ) J: R+ P3 D3 H: r
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {8 @% x% O. y4 T
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,
    $ ?" k' Y4 n8 H- L
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,) h5 [- @9 a; x' i% d
  6.                     &CogLcdST7565Drv,7 z: M  D5 K7 B9 Z" l4 g- y7 |
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,  e4 K- Z1 y) G" }: \
  8.                     }
复制代码

4 [0 V5 p! M& N# O$ L( Q. L: [
    定义了设备树,即是定义了系统有多少个LCD,接在哪个接口,什么驱动IC。如果是一个完整系统,可以做成一个类似LINUX的设备树。
  1. /*设备树定义*/
    0 }0 O' {3 `  c+ [
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备3 s$ N) {* T, o0 F2 R
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    ( y0 \4 g1 o/ q- y" H/ }! [( a: E9 M
  4. {
    + l6 G& j6 s& Z
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},9 `- ?6 S+ ]$ X. y+ j$ y! P' e
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    6 E9 u$ M- k/ E0 W: t; R- j: R
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},* P3 k* ]4 l; c( |1 V& @1 y
  8. };
复制代码

2 N: i! _+ F9 P+ ^0 Q" \) |% Z
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
    4 O1 _( a% G; |5 F
  2. s32 dev_lcd_init(void)
    : t/ g: g6 m- x) i4 k8 N, }( q
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
    4 {8 Q& y' b2 R2 v$ B* x
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)& @4 S2 L9 j8 w4 l
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)7 M7 `1 K, C' m0 w) x$ o: `% M
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)6 M* [" U: i" h4 G. P
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    & }/ x- q$ L# C
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
    0 }6 s! ]2 t4 m! E5 N& @
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)# v, q# c. i% c1 I" E' a. `. Q- c
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码

( [# {3 Y( P+ I+ p/ {
    大部分接口都是对驱动IC接口的二次封装。有区别的是初始化和打开接口。初始化,就是根据前面定义的设备树,寻找对应驱动,找到对应设备参数,并完成设备初始化。打开函数,根据传入的设备名称,查找设备,找到后返回设备句柄,后续的操作全部需要这个设备句柄。
「3 、简易GUI层」
    目前最重要就是显示字符函数。
  1. s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)
复制代码

$ U6 b1 V+ U  c9 C) e+ C: K    其他划线画圆的函数目前只是测试,后续会完善。
驱动IC层
    驱动IC层分两部分:
「1 、封装LCD接口」
    LCD有使用8080总线的,有使用SPI总线的,有使用VSPI总线的。这些总线的函数由单独文件实现。但是,除了这些通信信号外,LCD还会有复位信号,命令数据线信号,背光信号等。我们通过函数封装,将这些信号跟通信接口一起封装为「LCD通信总线」, 也就是buslcd。BUS_8080在dev_ILI9341.c文件中封装。BUS_LCD1和BUS_lcd2在dev_str7565.c 中封装。
「2 驱动实现」
    实现_lcd_drv驱动结构体。每个驱动都实现一个,某些驱动可以共用函数。
  1. _lcd_drv CogLcdST7565Drv = {
    " Q' Z+ v$ B1 b1 o. g2 r
  2.                             .id = 0X7565,) a$ L' Y4 a9 d% W4 j4 `- v, u

  3. ) w/ k" q' B2 s# X# v+ J/ \' J
  4.                             .init = drv_ST7565_init,
    # u: Q# e9 l+ h' e" Q
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,
    # H( Y  z' M2 I; l
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,5 N8 v  }. s' n2 Z$ p
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,
      F6 E6 \$ t: s4 j# v
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
    ' o# O8 |- K" K% T1 ~/ |" t, Y
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
    $ L) j) h' g+ D! A# c% h
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,7 F; \5 v6 o7 l5 d8 D! Q
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    + Z6 t/ O! t4 ?) c2 A7 g
  12.                             };
复制代码

/ }7 r5 f, P& h% k/ K6 ?
接口层
    8080层比较简单,用的是官方接口。SPI接口提供下面操作函数,可以操作SPI,也可以操作VSPI。
  1. extern s32 mcu_spi_init(void);
    ! h) N7 p) i! d7 R8 I" T' m
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
    2 w# o) ^" l7 h5 n0 e4 J
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);7 H' m/ t4 |9 P% S
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);) A* ]" c+ f' m" D0 y/ i7 V
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码
) T- i5 T) C0 o4 R
    至于SPI为什么这样写,会有一个单独文件说明。
总体流程
    前面说的几个模块时如何联系在一起的呢?请看下面结构体:
  1. /*  初始化的时候会根据设备数定义,3 j: D9 u9 c5 y& Z* v
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。
    5 m/ |  U6 o1 }
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */
    * U5 l# m) @- y) s! p. l! U$ \, ?
  4. struct _strDevLcd
    ) N; y# `+ j- q9 s8 ^# X7 l& y
  5. {
    3 `, L8 B( W% e, b% T
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开7 R3 i2 J2 b0 y" o1 ~1 j9 ]" K

  7. ' h5 u6 Y, j* h6 Q0 q  r
  8.     LcdObj   *dev;- Z+ C3 V: W+ i3 f) Y! z. h; t% Q8 j
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/7 b& J1 H) Y7 E4 Q
  10.     _lcd_pra *pra;) u7 u; `; K9 v+ G
  11. 5 F5 `7 b( {( H' r/ u
  12.     /* LCD驱动 */7 q- c# d' {+ L6 }
  13.     _lcd_drv *drv;
    " b3 G& A1 }0 e4 F: b( D
  14. : @) |# g5 A+ E8 @: k0 U$ a! f
  15.     /*驱动需要的变量*/
    - y  n; K) p7 V* i
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。
    ; [- p7 [# f/ K3 b2 F: a' v
  17.     u8  scandir;//扫描方向
    6 m, |( O; w" `+ _
  18.     u16 width;  //LCD 宽度8 i* k! a+ t7 _0 h+ y3 Q
  19.     u16 height; //LCD 高度1 j2 ^- p7 C6 X6 O2 R& ~1 W
  20. 9 d4 s& I8 y  |6 Y/ K
  21.     void *pri;//私有数据,黑白屏跟OLED屏在初始化的时候会开辟显存
    0 g( @# |/ b" G8 p
  22. };
复制代码

1 K' }5 W0 p9 b. ^6 N$ k- Y  P. G
    每一个设备都会有一个这样的结构体,这个结构体在初始化LCD时初始化。
成员dev指向设备树,从这个成员可以知道设备名称,挂在哪个LCD总线,设备ID
  1. typedef struct. v" a7 I- d8 a, _
  2. {- a% a4 a  ?5 m5 w4 J6 O+ p! K
  3.     char *name;//设备名字
    $ K2 [" S" y/ r$ A' W( G: j
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上
    7 U3 M0 V; K8 ]7 M5 [" a+ x  Q
  5.     u16 id;/ z" Z7 R( x3 e5 l8 M9 {+ I5 e' {
  6. }LcdObj;
复制代码
* s* \, X/ ?' L9 H6 H
成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
  1. typedef struct
    9 m6 g- A# E2 R. a1 p+ U
  2. {5 C) S. n" w" d9 R4 U. L8 O
  3.     u16 id;. T7 h! q* H9 {" F
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏& v9 ?/ O( e% {: o& i+ M9 U
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏! w+ |% b' r# k- Q- ^9 b+ }
  6. }_lcd_pra;
复制代码

* z' }2 |$ M: q' f: i; W
成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
  1. typedef struct  
    . m/ B: c, u( o8 H& R. r' o; S
  2. {
    + k8 c8 e& e3 \- G0 U
  3.     u16 id;
    - t( M) @1 Z* V, x- k# F

  4.   m2 V" P& K. _* m$ |) D/ F) y
  5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);& W2 L0 L8 a8 K$ i$ r5 o
  6. # V! `+ u% A5 c5 c# V( i  Q
  7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    9 W: I2 m: U% S
  8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    7 O" s0 ^* z/ [
  9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    3 M9 C' E: E, v: ^, Z3 J

  10. ) ^+ n9 o: o6 `" T/ x& S# T/ L1 R: ]
  11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    9 w1 o7 ]7 W* |% Q2 V; E
  12. # @! w( h/ j' T4 A# Q5 G
  13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    9 I1 v4 F, E, ~* L* b3 e
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    1 P" J/ e* [, }2 w; ?2 W2 ?( i' O
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);. l! r+ D5 S! A
  16. }_lcd_drv;
复制代码
/ n% |, k( `% p5 Q5 d& c

. o$ V; n  j- n4 f, {
  • 成员dir、scandir、 width、 height是驱动要使用的通用变量。因为每个LCD都有一个结构体,一套驱动程序就能控制多个设备而互不干扰。
  • 成员pri是一个私有指针,某些驱动可能需要有些比较特殊的变量,就全部用这个指针记录,通常这个指针指向一个结构体,结构体由驱动定义,并且在设备初始化时申请变量空间。目前主要用于COG LCD跟OLED LCD显示缓存。
    6 g7 P/ W( P& i3 A1 r+ @3 s' \
    整个LCD驱动,就通过这个结构体组合在一起。
    1、初始化,根据设备树,找到驱动跟参数,然后初始化上面说的结构体。
    2、要使用LCD前,调用dev_lcd_open函数。打开成功就返回一个上面的结构体指针。
    3、显示字符,接口找到点阵后,通过上面结构体的drv,调用对应的驱动程序。
    4、驱动程序根据这个结构体,决定操作哪个LCD总线,并且使用这个结构体的变量。
用法和好处
  • 好处1$ D+ U7 a9 j( S
    请看测试程序:
  1. 8 q4 `3 y6 m5 w  v+ @# }- `+ ?
  2. void dev_lcd_test(void)3 i" r4 [) K  I* i
  3. {. I  A. h# C* _1 A6 S3 a+ i
  4.     DevLcd *LcdCog;
    ! @- C4 h0 {. M
  5.     DevLcd *LcdOled;
    6 J- o! q$ V/ ?& I: P3 B
  6.     DevLcd *LcdTft;& N' G4 C2 p/ z9 z+ v

  7. - ^6 `# \8 i, ]+ `" Q9 E
  8.     /*  打开三个设备 */8 n  L2 m' J5 |# ]! l( r
  9.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");# g0 R' m6 J8 g$ N5 {3 v
  10.     if(LcdCog==NULL)! R6 X' e4 ~* q
  11.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");7 _2 U# e+ u2 n, d. I* g! K
  12. : A1 q$ W# O5 }+ ^6 Y- `2 A
  13.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");
    $ B7 o8 d# ^2 v/ G* f) b5 f
  14.     if(LcdOled==NULL)7 x4 P- e5 @; D! w8 B: X+ `3 u
  15.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");$ S" Y2 i* a+ W' v. b. C
  16. / n% L- a0 i) ~. d
  17.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");. `1 [4 Q- \- F" O
  18.     if(LcdTft==NULL). {; _$ q1 _& x! T: n/ }& U' H
  19.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");
    8 l1 v* o6 i; b1 m& v+ A' v
  20. : K; ^, S* x- r6 u7 U0 h9 M
  21.     /*打开背光*/
    + ]2 U1 _% F$ y) n# C
  22.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);  K# e& n+ h; |7 x
  23.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);
    " w: L5 ^& `! @( a
  24.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);+ Z( q1 ]; g  _% t: @$ h0 u3 F/ d

  25. 4 r! M/ V# ^6 R  R
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);8 ~5 E$ G) M2 W8 h" `3 X% ~# \: M
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);
    2 b: l; n0 B) C1 E" o+ I+ f
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    4 [; m# J6 Z5 }2 y/ z
  29.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    ; m/ S3 U( K# l1 y

  30. # |4 m/ I/ r' h% _# _$ m1 l' u2 W
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    4 u: w. ~% m+ s; l0 w  m0 {
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);3 e0 n, e7 C1 I: p) o9 W7 R
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    . J& U6 E$ i1 U+ B2 L& X4 d
  34.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);3 X# M0 ]6 }: N$ O0 X

  35. 3 o: c0 t  B- o) C
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);
    ! ~* m, x8 ^$ J
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);
    ' P6 b1 A9 E5 J$ H1 T- Q7 ]1 D
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
    ( K0 {% t/ {& B7 O
  39.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);+ d2 I) `$ I3 Z: p# V  O0 u' h. W
  40. 9 [0 A. i' _4 c1 a
  41.     while(1);
    + w% n$ S: _: |0 `# C$ L
  42. }
复制代码
- g. q; N; ^' P
    使用一个函数dev_lcd_open,可以打开3个LCD,获取LCD设备。然后调用dev_lcd_put_string就可以在不同的LCD上显示。其他所有的gui操作接口都只有一个。这样的设计对于APP层来说,就很友好。显示效果:
(~UZQVNO{R8JWT`_J)B$JOR.png
  • 好处2
    ) }* D( }7 y7 f1 U
    现在的设备树是这样定义的:

  1. 1 W5 B* s8 ~* S6 ]
  2. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    + d/ z& q3 N; s2 n2 C0 o
  3. {+ @: @2 S/ M0 {+ j5 X7 x
  4.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},8 f8 L! K3 k3 v1 y
  5.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},  W% b* l) M' T; C" ]  k
  6.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},& n! S: ?) l( f; y" T( ?+ e
  7. };
复制代码

# W$ V4 \- I" [. u+ f  E8 N
    某天,oled lcd要接到SPI上,只需要将设备树数组里面的参数改一下,就可以了,当然,在一个接口上不能接两个设备。
  1. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=2 n1 a6 _; v7 A( E/ ^. ]
  2. {
    8 J) z$ y' `; f0 n& v+ n  l
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},
    . I' t. S4 t) y9 G7 h! y
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    " U4 n9 Y& Y# G8 n( R" r+ j
  5. };
复制代码
+ R4 g- @' x0 h( H% l
字库
    暂时不做细说,例程的字库放在SD卡中,各位移植的时候根据需要修改。具体参考font.c。
声明
    代码请按照版权协议使用。当前源码只是一个能用的设计,完整性与健壮性尚未测试。后续会放到github,并且持续更新优化。
) q" n/ Z: O3 p' \2 B. Z0 F
& C. p3 G. X! H+ B
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
收藏 评论0 发布时间:2021-11-7 17:35

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