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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。2 G6 Q7 R- b! e% k6 S- ]9 e
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
    * X  q. n9 J4 d/ t% S9 N
    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?
    ) q7 d& e( u/ j! w
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;* z6 v7 C9 r# t, F1 G, x, X7 I# O
  2. void ledset(u8 sta)0 c3 n2 \& \: {0 K1 D  G: e) }
  3. {* L/ g2 T8 P8 {- V
  4. }
复制代码

' B$ x/ d" Y5 J0 W
    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. /*0 e, Q; ]) ?; g1 z1 n3 S" J% N
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。2 T: }$ D0 w4 F5 @0 e
  3. 这个结构体就是一个对象。
    ) i4 d( n! _. X( r5 a
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。6 G# V4 Y1 e9 i+ r
  5. */
    6 f! J! {1 z2 \+ \8 M
  6. typedef struct{3 _7 s" A9 [- U3 a8 N" U- [
  7.     u8 sta;9 ]* j" w6 W& S3 k8 u
  8.     void (*setsta)(u8 sta);
    ; U4 f1 [* ?' u5 b: i' \$ P! i$ J
  9. }LedObj;; v- I: E) a; E2 m$ @
  10. 0 r' q/ a% T! V* Q+ K
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/
    2 n6 V4 |& T% w1 @# q, J/ u
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta)
    , }; ^' D/ h, K0 S
  13. {
    3 T& {- S. B, Z+ S. b8 U+ f$ O
  14. }8 S3 M# k- m8 A8 e1 k" {

  15. $ ?& \2 W  ], J/ U
  16. LedObj LED1={; i" L4 B$ N* Y) e$ E/ O$ h
  17.         .sta = 0,
    : h9 H0 u/ V( C- c9 |
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,4 o$ ]2 U& Q5 Z
  19.     };' _! m4 E' {9 `7 Y

  20. , M& c. o; m& V
  21. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED2,并且实现它的方法drv_led2_setsta*/
    ( V' U( J' N( P0 U* \
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta)1 p; o9 u, ]2 Q& N& y
  23. {
    : h/ T" o* w9 J" C* X
  24. }6 x3 R, n) F2 p, C. w4 c% f1 v+ Y

  25. 8 i3 J$ @' @5 u# Q# i
  26. LedObj LED2={
    * E! ]5 \+ Z! R. E
  27.         .sta = 0,! l3 d9 m) ~- P/ w' i: F/ \% i- [8 {
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,5 U. A0 V: i  r0 L. c0 [  T
  29.     };
    9 h- S* n5 g5 b1 m
  30.     4 f3 \2 o' k) m- k4 _, |9 D' g
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*/2 b0 z' {/ j$ B6 ^# F
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta)
    5 M  q$ m& ]+ N" T: D# [' O
  33. {, A0 G: k4 a+ }' |$ L1 |0 \  E
  34.     led->setsta(sta);* u3 @) X4 ~3 _7 l
  35. }
复制代码
7 t8 x. p" l. ?2 F- B
    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?2 A" l6 {% p" C
    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。
    # e) \8 `; a) L6 p* x: w6 c
    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. /*5 D2 O, W, ^2 l& w  [9 j3 [
  2.     LCD驱动定义
    1 f: M: X1 a7 K4 z  H' W
  3. */4 X4 _: K; w$ t2 ~) l# q5 }
  4. typedef struct  
    ; I( \: p) P! M6 u+ [7 Z
  5. {
    3 e9 p6 O  z4 G9 p& S( j
  6.     u16 id;+ f* i# U; @& X% `

  7. $ d' F, F+ h. J+ O4 N
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
      `( {2 \/ ]1 }
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    ! c: S; j$ ?- S
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    . Z7 ]; Z- s, b: e. E# X4 I
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    3 W' q& T6 ^: W) F8 Z# I$ v  H% o
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);3 i# `( o7 C, p" `/ {' K
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    6 k+ z0 u2 `' C
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);( H( a( z8 v& W' x
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
      d) c+ P% G7 O' _- S& J
  16. }_lcd_drv;
复制代码
0 B3 k. X6 m6 {8 P9 ]  M
    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
    - z$ r) B$ E6 ~7 U# L
    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*/
    / X# [8 @: @1 g
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={
    2 {& [/ X, n8 W% t9 C
  3.         .id   = 0x9341,
    ( z7 l- l! Z3 r* W+ z
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度
    " p% I9 v3 V: t- _( m( D' {( N
  5.         .height = 320,  //LCD 高度
    0 w. m. l$ z* Z4 P
  6. };
    " R% K7 f+ @1 a4 o0 h/ M
  7. ...
    7 }% k4 x$ b. s$ H) v
  8. /*各种LCD列表*/3 a; x* L5 o/ V: }1 k
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=
    , L2 ]+ J; d- p' J& F2 r8 `
  10.             {
    " H) a2 d& E: \+ q0 k; V& r' u" b
  11.                 &LCD_IIL9341,      
    , w' M5 Y. R& Q8 g$ J" _
  12.                 &LCD_IIL9325,8 y- C6 a' C$ f6 l, f* u
  13.                 &LCD_R61408,
    * K1 b; n3 L9 G" H
  14.                 &LCD_Cog12864,4 N' @) `# a) v" \% T& a) x8 K# F
  15.                 &LCD_Oled12864,  T* a8 v) ?% s. c; h: v2 o
  16.             };
复制代码

$ s6 G8 v' K6 u  c& Q4 a' K7 `, w
    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5 |" }& o, n& C9 D* c
  2.     驱动列表*/% r5 T/ g9 _% d( y1 S, t* p
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {
    : u: ]9 o. A1 w3 P* h) b% n! M
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,9 ], Z/ {! U" ~( O, c
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,# {4 B( V# ~: }& K
  6.                     &CogLcdST7565Drv,
    . H- S0 _$ i/ A4 E6 Q5 `; D9 F4 Q
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,
    % t# v9 M. m- c
  8.                     }
复制代码
' B3 u& A& r" U$ ^9 [+ s! h
    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*/
    , u; a3 P5 m" ~1 V- G* G
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备+ ?  c5 X. L; N- {
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=6 _& d; N" b8 {; M
  4. {# [% R: w: i4 P. x. p2 [# v
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    % g2 A5 Z6 T: V3 M3 v" \1 J% C0 I2 _
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},( A8 I3 {& r+ @
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},9 ?) H; q9 X8 M) l; G/ X8 ?$ V0 Z8 R" d
  8. };
复制代码

. p5 K' m: m+ k* G/ ]' `  Y
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir); q4 ?. W  C# i1 Z) z, w
  2. s32 dev_lcd_init(void). H& A2 X$ I# u$ H5 ]- ]
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)  s2 j! P# P) ~
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    ; j# s4 D4 g# E7 j) s: K
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    / i2 u, v* z1 J! L; B$ f
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
    ; A+ E+ W+ v6 j" Q  {' H* n
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    & X6 b) V$ y! U8 d7 y2 `
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
    , [1 [  v9 }" ^0 ^
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)$ D; s5 b3 z' N: R0 G( H
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码
. m, k) n! Z2 o. S' ~
    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
# S% G9 m' m+ E% |: b! N4 J9 c' b
    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 = {
    * d  s. R3 I; X1 C' p4 a  ^6 z- A, @8 V
  2.                             .id = 0X7565,
    8 }- U1 }- t) ^- F% W
  3. % |) F8 j1 F8 Z2 K. K. B/ @
  4.                             .init = drv_ST7565_init,; E6 S+ l$ c! |* ]8 j2 R
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,! C- z6 w0 b# o+ ^0 G
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    ! g" q; R; T9 \: w9 D
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,  V  G" T6 R  z1 a  ]
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,- M' Q& Y% S/ }  O) t7 o
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
      z% d5 d. Y# C2 c/ |1 p
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,, U, F$ F2 t2 L" O- A. P
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl4 X$ f2 l) [4 j- @
  12.                             };
复制代码
: D1 I8 T$ G) ?- j+ L! C8 ^9 q
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);- K0 j' l. [; U
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);+ o4 A" R$ d: A% g* {
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);' {( ?3 L6 R0 j4 R
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);; `8 X( b" u" _9 m3 u
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码
! B" O5 z  u" w% O- A) N; W& I
    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,2 T8 z, m9 @" A" \) U( K% E  E
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。
    % k4 \& h8 z* g4 T6 I: j
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */
    . S9 b2 H& U7 T7 I# i- A" {" k
  4. struct _strDevLcd
    3 s! E& Y6 r) Z5 Y; N% R
  5. {
    ; o" r  f2 G! _
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开
    0 O6 ]9 a/ S9 E# h- d# i' [

  7. 1 F0 a) W# H2 B+ R; U7 g
  8.     LcdObj   *dev;7 L+ {7 ?6 a; A
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/. d8 \6 m2 K; G: T7 J
  10.     _lcd_pra *pra;
    ; h/ V2 o" p" q; {) Y5 z- t- Z4 P+ r

  11. - f6 w* g# j' q  |! a4 v7 ?4 A( b
  12.     /* LCD驱动 */
    & y1 V! |4 H5 c, [! p5 L1 `+ i
  13.     _lcd_drv *drv;
    6 l+ r) u0 z1 L3 o( s' Z
  14. , n& P3 V4 M1 D  t) F7 }
  15.     /*驱动需要的变量*/) z- q; z3 Y3 [# T8 o
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。5 e+ E+ ^3 X2 v! }- T9 {
  17.     u8  scandir;//扫描方向5 h5 Q) M1 D( V) v3 r5 n7 Y
  18.     u16 width;  //LCD 宽度. t' b3 D+ [2 ^. r
  19.     u16 height; //LCD 高度
    4 ?5 A# m7 p2 ^' _& J. `2 B

  20. ( X: S) O) X6 ?2 s/ R# 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5 Z8 [; R0 w- i. ^- D4 l
  22. };
复制代码

2 w0 a1 u6 I' [, U+ L
    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) j9 f$ K) y" d8 O& j9 N$ ]
  2. {
    / u6 W1 E7 |, ?1 v  [# Q
  3.     char *name;//设备名字
    6 ~$ P0 C. w8 F* ^) d
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上
    1 H5 e9 n$ \0 G( E8 u2 G1 E
  5.     u16 id;, a4 A8 H) c4 [! P7 F1 g+ n' r
  6. }LcdObj;
复制代码
" Y- b6 _! q! u' }' Z
成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
  1. typedef struct
    , m/ @) N* l5 _( _' b8 B  j6 r: P! o
  2. {
    : ?6 S9 q+ C% f* R9 `: \, C+ J
  3.     u16 id;
    $ D$ k* w" {2 q9 w0 Q$ B2 X8 ~6 `
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏
    " N; L) O9 c, R
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏
    8 j. \2 H7 e1 F
  6. }_lcd_pra;
复制代码
6 d  w/ |/ w2 l. ^9 |
成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
  1. typedef struct  
    . i4 B" z0 q( D" K* b- R! z
  2. {
    0 d8 C6 G2 n1 K! }7 T2 `
  3.     u16 id;
    ( O; [6 l! u2 _8 x; V

  4.   C+ D9 \8 P* S% ?# x
  5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    ' W3 ~1 v6 V5 C4 o) q: W8 l" R; \+ S

  6. / w* c3 [$ L( W  {( P; _* o( u- |1 B7 c7 \
  7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);* t+ Y  ?9 m; M- d4 K, v
  8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);8 J2 j. b6 U+ u$ O
  9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    8 m6 _$ ]0 z0 m

  10. 5 |) N" [% h1 w  _' c9 j5 N/ x
  11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    . {; ^  e- W, N9 {# l$ m

  12.   c) x  ^% D' e- U! m0 l* Q8 M
  13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    8 V; J2 z! \* Y/ X0 y9 v, b% ^9 P& A
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    9 M( O& \! o% C# v
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    ( L: o- O! }4 N+ {
  16. }_lcd_drv;
复制代码

; \9 h- m- n" k& C5 d1 H8 i2 W
- `( o2 W" P$ n
  • 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。# }3 v3 c% l9 M3 p
    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" |( }5 `: a( \" Z5 v$ [
    请看测试程序:

  1. 5 [/ X) o: P4 C; y6 T' j$ K
  2. void dev_lcd_test(void)
    . c2 v, J, q2 g4 {
  3. {
    % a* K! {( Q1 e3 G0 d  V5 ^' M1 a
  4.     DevLcd *LcdCog;
    1 h/ g) m0 V1 T" t* _: B# P
  5.     DevLcd *LcdOled;
    ' n, k6 J* i0 B$ Q6 R6 j
  6.     DevLcd *LcdTft;
    4 ?% z; s. q- H
  7. - m' I6 ?6 W, D# h1 Q5 ]
  8.     /*  打开三个设备 */1 T, x+ @, ]+ c& b
  9.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
    # ~; i3 x+ O6 `8 u% k, m" l
  10.     if(LcdCog==NULL)
    8 c7 ^9 G5 x. c1 S4 n/ ]
  11.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");
    % y0 H/ f# p; b* o# P: M
  12. 9 w% T$ N5 e# p0 T8 Y0 j
  13.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");4 ^6 Z. j  W/ ^/ U* J" [. I
  14.     if(LcdOled==NULL)- `/ _7 {/ T, z* p% _2 m+ C
  15.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");2 H$ D8 J) [6 C
  16. - x0 j/ H. \. Z2 I- L1 o  L& d
  17.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    0 u9 H/ L4 _) h: o6 g
  18.     if(LcdTft==NULL). y$ `# ~  T. H
  19.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");* y* }1 X7 j8 d9 v5 U) X

  20. 3 E$ n0 w: U+ ?, x/ r2 w
  21.     /*打开背光*/% g) a+ N4 G/ N' q) O) k
  22.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);
    7 r# }" W; @9 l7 A1 m
  23.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);2 _# T9 m, ?9 M. G! V; h. q8 O
  24.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);/ G$ b4 L3 d% l9 j, n' o
  25. % l$ s+ n1 o5 Y+ ?
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);) R! \" Q* {$ B  O
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);( C  y) B$ I* N$ E5 d% y% P
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    . |* O" B: e9 g
  29.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    7 E$ o" X9 \8 W; C& o8 t3 n7 j
  30. " `9 F- O$ L( ^9 L) F
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);6 ?% N, m0 i. ?, K5 L9 d, s7 V
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);' |/ f6 r) E- `6 q
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);) s) ?; @6 X( o, ~  U' B% F& Y
  34.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);* G: Q- Q2 [% k

  35. 2 n% c9 L# j: P6 R; V  W# I! s
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);0 G6 R/ W( }1 g7 c' Q: u# C: l0 v% `9 P( Q
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);
    3 P/ l; m& x1 i  K. Y. O
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);0 A) H% k' \; E) Q
  39.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);( G8 D4 K% ~* n

  40. 3 F: j& A: ^4 H7 O0 d4 _
  41.     while(1);7 u2 u# {" X8 R! D
  42. }
复制代码
/ B" l/ X7 S1 q7 V7 w- E
    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  _* i7 N, c) z% w! y
    现在的设备树是这样定义的:

  1. 1 q" j' R6 T% Q
  2. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    0 y5 k( c/ J+ y% N: ?+ `/ m" x
  3. {! z) j5 m$ [0 \% U$ x2 _
  4.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},- b% G: h/ k) r- }% [6 C, S
  5.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    / s" [3 z! b- J3 C1 U  B
  6.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},* N4 W* Z5 j+ w" B: \; c9 E- d
  7. };
复制代码
# _7 @3 x( U* V3 P
    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]=
    , F% R; F! ^7 ?; v. q
  2. {
    1 l. n  V7 y3 c
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},. U+ h: q1 R, E: f/ d- r/ C# T; y$ w! M
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    - P9 g7 R; j% z. l9 O" j, |. q5 l) {
  5. };
复制代码

8 O7 z0 A$ d8 r7 J$ h
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。
: _$ p: ?9 ?, j0 _. [  F4 |2 P8 L

  a% [3 b2 K0 a$ P
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
赞 收藏 评论0 发布时间:2021-11-7 17:35

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