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LCD驱动应该怎么写?–基于stm32F407  

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wujique 发布时间:2018-3-21 22:07
够用的硬件
% p: g, A/ s  A) w& ?& {能用的代码' g* x5 z  W2 t6 q, [9 p# D
使用的教程
(拷贝过来的代码有点乱,请下载附件查看文档)

网络上配套STM32开发板有很多LCD例程,主要是TFT LCD跟OLED的。从这些例程,大家都能学会如何点亮一个LCD。
+ `3 u- j: a; t& Z$ o但是不知道有多少人会直接使用这些代码,至少我不用,不是不用,而是用不了。这代码都有下面这些问题:
1 分层不清晰,通俗讲就是模块化太差。
* [2 s2 l9 Z7 j0 ]) L1 [6 E/ M2 接口乱。其实只要接口不乱,分层就会好很多了。
4 P. D% O% w: \+ K# K" d3 可移植性差。8 k3 v5 S. k$ ^( }7 r
4 通用性差。
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:
1 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?; y! D5 {' K: M( I: J; s  o
2 有一个新产品,收银设备。系统有两个LCD,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?复制一套然后改函数名称?这样确实能完成任务,只不过程序从此就进入恶性循环了。8 K+ _3 l8 O0 G+ v. ]* r9 R2 x. I7 A/ F
3 一个OLED,原来接在这些IO,后来改到别的IO,容易改吗?
6 `3 G, h( v5 b  ]3 V6 h/ G4 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?
大家慢慢想。
1 [: L. ^. s7 E7 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。只是概述一些跟驱动架构设计有关的概念。至于原理跟细节,在此不做深入讨论,会有专门文章介绍,或者参考网络文档。
# G. t, C) t4 v, L
TFT lcd
TFT LCD,也就是我们常说的彩屏。
' \, ]" u% S8 s9 u0 F- t通常像素较高,例如常见的2.8寸,320X240像素。4.0寸的,像素800X400。
9 V8 ^" [% v9 w, U; ^0 ?这些屏通常使用并口,也就是8080或6800接口(STM32 的FSMC接口);
, H8 S6 R' @# R1 Z+ r& \% s* n或者是RGB接口,STM32F429等部分较贵的芯片支持。
3 e8 D$ z5 E/ d5 }& o其他例如手机上使用的有MIPI接口。+ s4 L- _+ t6 u+ k# v( k
也有一些支持SPI接口的,不过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。
9 M. `4 }! k9 ~7 E& P/ h0 M/ T玩STM32常用的TFT lcd屏幕驱动IC通常有:ILI9341/ILI9325等。$ p! j1 D1 {  K, v0 _& N  Z
下图是2.8寸 TFT LCD,表面带电阻触摸屏
+ f7 C. t1 r& b0 i6 f1 F! }9 ^! V( h! T( d
下图为4.0寸 IPS LCD,表面带电容触摸屏) R3 i- v# e0 l9 k- M

  q& R" j' r2 A. c
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。
! ]( j5 ^& @: t+ ~: t4 l. s使用单片机的产品,COG LCD其实占比非常大。. Q9 F$ |5 w9 V; A; Z: ~0 \/ r
所谓的COG LCD,
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:9 i" i, D1 a# [* t: W" p" c7 k1 q) P. L% a

+ t! W" u! k- I! x* ~8 n% S这种LCD通常像素不高,常用的有128X64,128X32。9 `5 N7 Y3 D5 {. s
一般只支持黑白显示,也有灰度屏,我没怎么用过。. q/ P  m' J) {
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?% i! c+ g8 B- ^1 E' z+ R" }
常用的驱动IC:STR7565。
7 d  p: i4 \3 ]) T1 H, C
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。7 Q; w. L/ U, Q3 |
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。。。。。/ M8 x' ?+ G4 Z& W4 q1 c
实物如下图,5 F) i4 Q  A+ T4 t
; {9 l3 _# \/ r$ @' L0 m
常见的是SPI跟I2C接口。# g. k0 M4 b  Z; D; z# D
常见驱动IC:STR7565。
! i7 U0 w; |* G3 _# N
硬件场景
接下来的讨论,都基于以下硬件信息:
9 }8 b4 s7 l' Z2 g0 [2 d1 有一个TFT屏幕,接在硬件的FSMC接口,什么型号屏幕?不知道。
4 q9 b  P4 z$ y" k% u" G" f2 有一个COG lcd,接在几根IO口上,驱动IC是STR7565,128X32像素。5 U2 @" M1 m% I" ~) \( v2 \
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 Q$ K7 d0 Y, A. H3 j$ W, z7 x4 有一个OLED LCD,接在SPI3上,使用CS2控制片选,驱动IC是SSD1315。
' _  J9 A( ^8 M# c  S% @5 A

# Y7 {3 s/ X3 _. I# E
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GOOGLE。
" u* z1 Y3 L& K& R' }9 W# V6 w
面向对象
面向对象,是编程界的一个概念,常在C++中出现。% O- a2 t" y8 S5 R8 m
什么叫面向对象呢?
5 l  W  t6 b& r# a! E( r6 P* e编程有两种要素:程序(方法),数据(属性)。
2 \2 r+ ~! D( `8 E例如:一个LED,我们可以点亮或者熄灭它,这叫方法。1 Y/ ?0 j& e9 S% W. T3 V
LED什么状态?亮还是灭?这就是属性。2 d. X$ t, T3 L$ W
我们通常这样编程:

7 y2 B6 C  c! s+ s$ A% L" f% X
u8 ledsta = 0;void ledset(u8 sta)
& z2 p$ Z# l. L7 k0 G{
0 h: E8 G' B9 x
0 H! m1 \4 I0 d2 s5 c
- z$ D) P& n5 ?+ ?# t
}
8 K' k6 h+ S  ?, b) f+ V. K1 c$ o4 E+ ]) d
这样的编程有一个问题,假如我们有10个这样的LED,怎么写?% s3 [5 ~0 s' a9 e9 _; o
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:
7 k1 V5 r- I; x, e; x  z2 b
/*定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。这个结构体就是一个对象。
$ `5 S$ v) P" K/ r/ D7 w但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。*/3 Y* `; i3 f3 C; ]  o" V
typedef struct{   " V( ]4 i2 q; V
     u8 sta;    4 ]* ~* V5 `# W7 u6 n
     void (*setsta)(u8 sta);% ?' D: d6 `& a# q1 e/ @
}LedObj;7 b- z: N2 ?' G
3 z3 C" E% v" O

4 V5 A7 b2 M6 B/ |& _: R/*   
0 ?0 N  G. f0 O1 G声明一个LED对象,名称叫做LED1,   
8 d" E& @. ^% M7 F) |) _2 E# x! |  d+ b并且实现它的方法drv_led1_setsta9 a$ |1 H% E1 z/ V# t) n, B7 Z
*/* C) l. E; J. U1 V$ U& O# Y
void drv_led1_setsta(u8 sta)" t" _( i% m6 u% _
{
; w( H; u* n  B) U0 ^$ d9 D}( v& q" W: g- |, U# z
0 x* O$ ]& g3 ]+ m9 l
LedObj LED1={        
% E9 w$ {. @5 `" f  ~7 {9 K    .sta = 0,        ) {" ?# P* g$ e, @
    .setsta = drv_led1_setsta,    # ~: S+ Q! `1 i, D% `; K
    };
  Q$ k1 [9 l0 i1 Q/ \1 }; Y, q' o
( F9 j7 `6 B, q$ k5 w  B

% |7 U$ ]7 W& ?3 q# H7 r+ U/*   
9 I# C/ T% y1 Z声明一个LED对象,名称叫做LED2,    * f: @) ^% J/ b- [4 v0 k0 ^- H* e
并且实现它的方法drv_led2_setsta*/
$ t, e5 d1 E& M* X  D/ u- gvoid drv_led2_setsta(u8 sta)8 _: s& d/ h6 ]; U
{
: O7 |% ^7 I' w) K8 X& G}
- c* g# Y: p3 x$ ALedObj LED2={       ; U1 ?! X, }% [# Y! H) W1 L! L
     .sta = 0,        
" K3 v" t) `3 b' _! J; `    .setsta = drv_led2_setsta,   
) j  x$ n0 D, K  g) n4 h; \$ ]    };
& A+ N0 k9 U* x5 u' t/*   
6 O1 i( ~8 q1 ^; E# P操作LED的函数,参数指定哪个led*/! m+ n% n  O% U! V3 E
void ledset(LedObj *led, u8 sta)
3 s6 T' W9 S- G) Y{   
' A2 L6 e# f- o, S0 u3 ^/ H     led->setsta(sta);- R# P3 f! }% Z& R7 D" l
}
抛砖引玉,很多地方不正确,但是不想展开,大家自己搜索资料学习。
# I6 L  M" u0 Y: W8 t& q7 R! H% H
是的,在C语言中,实现面向对象的手段就是结构体的使用。
9 ^9 V5 H' {0 z2 X' j上面的代码,对于API来说,就很友好了。% E) u7 l8 S1 s  l& x. k; \2 }* g" j
操作所有LED,使用同一个接口,只需告诉接口哪个LED。+ O0 w) ]5 P+ n5 `" d/ @
大家想想,前面说的LCD硬件场景。
' t) o& p- d; I* o  o+ U" f* f4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?

5 T  b  Q3 s; Q. \  v3 Q
驱动与设备分离
9 @8 \2 P0 V8 j
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?8 q* i6 v& ?! ?* o# W# y- x
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接口。  W. `( x& }9 q0 S2 A
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。
* u$ B* Q4 ^( W9 x例如一个COG lcd:
驱动IC是STR7565+ K7 z0 o3 X! w( i# H3 w5 E# v
128*64像素% X, f9 `2 v+ f9 ^3 ?4 @+ r; R9 r
用SPI3
4 ]- B# K- [% `+ @6 u* c, D背光用PF5! p7 n7 D- G; t% w$ @4 n  ]
命令线用PF4
5 B, _8 |+ ?$ y复位脚用PF3
上面所有的信息综合,就是一个设备。) W3 R! C/ {6 {% C
驱动就是STR7565的驱动。
为什么要驱动跟设备分离,因为要解决下面问题:
2 有一个新产品,收银设备,系统有两个LCD,一个叫做主显示,收银员用,一个叫顾显,顾客看金额使用。怎么办?这些例程代码要怎么改才能支持两个屏幕?复制一套然后改函数名称?这样确实能完成任务,只不过程序从此就进入恶性循环了。
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。0 Q, n' ]/ R3 J5 n& p# t
驱动与设备分离的手段:
在驱动程序接口中增加设备参数,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。
9 c" u, a: {0 U0 P6 H
模块化
7 z5 \" k- B/ ~( z7 |
我认为模块化就是将一段程序封装,提供接口,给不同的驱动使用。
$ J: ~  Q& J; X1 }不模块化就是,在不同的驱动中都实现这段程序。
. l; H! T9 l8 O# F9 K$ C% h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?
' g) P  f9 l8 d6 a. ~把点阵处理做成一个模块,就是模块化。
8 m, @0 d9 [( f* i& l4 }5 }' y( R3 F非模块化的典型特征就是一根线串到底,没有任何层次感。
  ^" n0 I8 s2 W# F) k7 ]
LCD到底是什么1 j# J+ w- M3 f! T9 t) w
前面我们说了面向对象,想要对LCD进行抽象,得出一个对象,就需要知道LCD到底是什么。
0 }( A+ k7 Q7 J0 Y; v5 O( p我们问自己下面几个问题:* D0 }8 m! q0 R2 s9 Q8 r7 Z% O$ J
1 LCD能做什么?# j, p3 e( m4 [* F0 j
2 要LCD做什么?4 C- `4 F1 n2 J- d8 K0 |
3 谁想要LCD做什么?
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。& ?! P1 ^: e* }2 a/ g! t/ y* C! x, h
APP想要像是一个汉字。
1 首先,需要一个像是汉字的接口,APP调用这个接口就可以显示汉字了。假设接口叫做lcd_display_hz。
1 g; B( S9 [% P- t2 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。% X+ ^- Q" ?/ J+ v) t
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。* g  ?, Z. f0 }$ W6 i
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。
* I) G  y' X4 r& l: [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。4 f0 J$ d7 `% G8 s+ c* o
那么前面问题的答案就是:
1 LCD可以一个点一个点显示内容。0 Z0 \8 T; s5 z& I+ Z, B: a
2 要LCD显示汉字或图片-----转化后就是显示一堆点) ]- L' J8 D  A4 m8 a7 F
3 APP想要LCD显示图片或问题。
结论就是:9 U: `+ ?# H) C1 E
所有LCD对象的功能就是显示点。% T9 ~$ G, M% k
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。
% o5 |5 q' S9 C抽象接口如下:

( @+ R( F! J2 l$ B
/*    LCD驱动定义*/2 @3 Q, V) R* T, v0 T( n
typedef struct  , C% g6 [; I' G  o' n/ u6 X
{    - `6 I7 v  z$ Q- i+ B& V
u16 id;   % Y; W2 j! g" {
s32 (*init)(DevLcd *lcd);   
& H- J  M7 m, {3 U' Ls32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);   
4 Y  R; b# i0 q! V; gs32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);      L+ k+ _( g9 H3 ^, b
s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);    0 W/ t# ?8 D" ?8 ?5 F$ R
s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);   
. d0 j+ O$ y0 k7 l1 ]s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);    9 v0 l  v. C# l) d+ e
void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);   
' i) Z" Q! _/ U; B8 x. Ovoid (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
! [, v; d9 X4 I+ L, c1 U}_lcd_drv;
3 O9 @3 Z1 Y. R" E# _# j' r' @  z5 w  y7 Z( \
上面的接口,也就是对应的驱动,包含了一个驱动id号。
1 id,驱动型号8 T) C$ u3 l8 @) ^: b$ ?8 V/ f
2 初始化1 F7 ]2 c2 T$ M0 s$ o- [7 I
3 画点
- u& T& _  A1 W; ?; U4 将一片区域的点显示某种颜色
5 `0 |$ t) |+ ~) p* t! }7 ^" C5 将一片区域的点显示某些颜色
& K: C- z9 H2 |- w( E5 u6 显示开关4 S& `8 g$ r+ D. h* I4 L  O
7 准备刷新区域(主要彩屏直接DMA刷屏使用), b2 k) J5 i; w( @' T+ y1 O
8 设置扫描方向
8 t; Y! v1 M7 f* m( w/ B! }9 背光控制
7 y' w& J) K9 z; A+ T; q# p
LCD驱动框架
. M9 s* n2 O; n. D. X' [, F
我们设计了如下的驱动框架' m6 w* v7 Z' s  o
+ a: U1 i' @7 \' @: p
, B! c$ C' m' W/ v/ I3 ^/ p* ]
设计思想
7 d5 e$ ^0 N, ]+ T8 t
: P1 \8 ]: H0 c( z2 R. j. j: }
! B7 V6 K6 i7 U/ x
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。. I3 |# a# |3 N- Z8 H6 r( t, K
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。$ e9 X7 m0 Z: c! S* M
SPI驱动只有一份,用IO口控制的我们也做成模拟SPI。1 D3 [1 Y$ |& t9 T9 F
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。
# J+ S8 N* k: M  |+ ]* {% p4 简易GUI层封装了一些显示函数,例如划线、字符显示。( D% E6 G& a7 J/ E' G$ p* Q' V4 z
5 字体点阵模块提供点阵获取与处理接口。
由于嵌入式实际没那么复杂,在例程中我们将GUI跟LCD驱动层放到一起。. z; Y; o' D4 {7 r1 [
TFT LCD的两个驱动也放到一个文件,但是逻辑是分开的。# [# T- e/ V$ `7 g# D
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。
! W$ e, H3 d2 _+ s1 R  `
代码分析5 m# P  q9 d7 P3 z+ R' m
代码分三层:
& F! {. g8 K3 U5 u. V+ X0 Y: v3 P1. GUI和LCD驱动成
" t7 ^6 A1 g2 @) K: I0 |dev_lcd.c
& C( l4 e+ d1 C7 Kdev_lcd.h4 I. ?) }4 N9 L, y  ]2 a7 |$ i
2. 显示驱动IC层; N( L; @! e# W5 g' c
dev_str7565.c & dev_str7565.h
. r2 L# P8 s3 d8 ]( W% ~dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h: E+ u4 U# c6 y* b2 Y
3. 接口层
+ m6 F7 T4 `/ X5 h2 D7 ^! R& G5 Pmcu_spi.c & mcu_spi.h
+ F/ ^$ R6 {/ o) `( bstm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h
8 r+ v  D' E. K& ~0 _+ i
GUI和LCD层, S9 A) z+ s2 e  A
这层主要有3个功能

# }* I( V/ A3 B6 r$ n; N% d. a1 设备管理
4 p9 q% g/ c' e2 k0 _: W. ?! y4 Z首先定义了一堆LCD参数结构体,结构体包含ID,像素。
# `% U6 U6 q, s! B* n- n2 f并且把这些结构体组合到一个list数组内。
/*    各种LCD的规格参数*/
3 k" J6 ]1 p3 k6 B& E% x, Q* r% k_lcd_pra LCD_IIL9341 =
- x2 l$ B$ x! H0 ]9 _# B{        
# V) e* a7 V0 y" C.id   = 0x9341,        9 V" ]" Y2 s7 ~  D+ V9 l
.width = 240,   //LCD 宽度        : G0 U' c' _6 _
.height = 320,  //LCD 高度0 a' l1 E/ m5 ^( P/ M* v4 j
};: v2 l$ N: d& Q# Z; X* p& J
...
, v" e5 \8 \  ~* s5 T$ }. A) g1 c$ c/*各种LCD列表*/
; v9 [6 P" k& @+ j$ X; K% B  P_lcd_pra *LcdPraList[5=            7 Y& H$ b& T# t4 ?+ W$ r2 u
{               
9 l7 z9 q( n2 t$ n&LCD_IIL9341,                       , I6 n9 y4 w! z1 C0 R" I# A+ U: f
&LCD_IIL9325,               
, O* o8 q3 k# D( E* g2 v" `8 `+ g; h&LCD_R61408,               
: A/ ]" o( H6 a7 r: h8 j& x&LCD_Cog12864,                ( \9 O  |) `0 Z& _% V
&LCD_Oled12864,            0 W% l6 t8 z! c, 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。
/*    所有驱动列表    驱动列表*/
* p% @5 i9 R/ |1 g) @_lcd_drv *LcdDrvList[ = {                    / h* c% H. [! z6 i
&TftLcdILI9341Drv,                    
8 {  e# O; F, ~& w. s0 Y$ {&TftLcdILI9325Drv,                  
+ r# n7 d- f9 ^7 \, Z&CogLcdST7565Drv,                    
9 I4 F7 q. @6 ?&OledLcdSSD1615rv,
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。
1 d/ o. Y7 @; k; y; o9 S: u: i如果是一个完整系统,可以做成一个类似LINUX的设备树。
/*设备树定义*/
) q4 e4 V. m  n* x3 W#define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备9 d" I; X" L% s$ Z+ F
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C={   
8 }& ]9 M3 ?  u4 a{"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},    % R5 n( b* p  i, g
{"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},   
. U. c) U  e8 N/ @{"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},4 j, ?. ~/ E: R  \# D0 d
};
' q4 P" l7 e1 `- S: _: [
2 接口封装
void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
" ?- c/ o5 [% X6 Rs32 dev_lcd_init(void)
. j8 {8 Z) S7 l0 bDevLcd *dev_lcd_open(char *name)' j. L* A2 b5 V. T! i8 q
s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)6 f' L* C5 n$ k' L
s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
$ l$ V# p$ L: V4 ms32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)  ]8 e3 t" o. ^
s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)% K6 L1 q, x% p
s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color); k# E6 D# L3 f/ m# \
s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)0 J4 G( g* B3 M
s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
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。
% r/ L5 O3 q5 T- q/ O2 C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。* x8 _" s. j7 i5 o. Y4 k
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1 o6 D. O5 _" Q: c' {
目前最重要就是显示字符函数。
s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)
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
) [) x4 _0 C' w( L1 封装LCD接口
, B1 }) G2 ?6 _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。& N$ j4 s; o5 L: i: d
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。7 u( N5 R- @( {- X& L, K
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。
8 D: H, e; |+ {; ^. z. UBUS_8080在dev_ILI9341.c文件中封装。( _$ ?$ n; f* k; u7 D6 W
BUS_LCD1和BUS_lcd2在dev_str7565.c 中封装。
. y5 M; {4 W* f( c2 驱动实现! _: C' |# x& N; n) k
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。
_lcd_drv CogLcdST7565Drv = { # `& @5 s- S; A& z
                           .id = 0X7565,
; ^2 \2 U: V5 C( z  P& ^; `$ u                           .init = drv_ST7565_init,
5 N2 ^" {9 @& e                           .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,
$ J/ a1 x$ q/ v: G+ H8 ^                            .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
" I' {) A1 Z& S+ }                           .fill = drv_ST7565_fill, * j1 Z' n. }  A% a$ W
                           .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
$ R% ^, ?! O2 o5 E" p                            .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display, $ t0 X2 t! ~  r2 Z$ h
                           .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,+ z4 l, I9 f: q4 ?: k2 {: x
                            .backlight = drv_ST7565_lcd_bl                            / g$ w& t/ ?  b4 D+ l9 z# N
};
. [& |, [* B7 R4 Z( |
; l. y& ^3 r( o) a$ j8 R

  F8 e) c0 y# j& R接口层. B* I9 B# O' x; [

. z/ L3 R0 n- n  e; \4 I0 A: S
8080层比较简单,用的是官方接口。
, Y0 p% f, w( R* g* xSPI接口提供下面操作函数,可以操作SPI,也可以操作VSPI。
extern s32 mcu_spi_init(void);
' _6 C1 q6 d/ V" E2 T! x' wextern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);  Y& g/ C% i! J) p( Y2 p# l
extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
# c9 s' N; \' }4 [( A8 c* @extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);1 ^9 p/ A8 i& E2 {
extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
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?
4 |0 N' j, i6 _2 k请看下面结构体:
/*    初始化的时候会根据设备数定义,    2 u; y  A7 n; B3 K' R
并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。    4 Z" Z1 {3 `% W. L7 o
打开的时候只是获取了一个指针*// ?# T$ D8 L! m* J7 k
struct _strDevLcd{4 b+ l& r0 d; I
    s32 gd;//句柄,控制是否可以打开    & c3 U6 V# h0 r" F5 P6 N
    LcdObj   *dev;    , Y2 Y1 B- ^3 V- j3 u. i
/* LCD参数,固定,不可变*// x1 |- A# Z/ u, A; H# K3 {
    _lcd_pra *pra;      \0 @& r1 v4 v9 e
/* LCD驱动 */ 3 U& f; h' n$ Z3 y, ?8 r5 s; K
   _lcd_drv *drv;    ! ~0 I; Z5 A* W0 O' ]! k
/*驱动需要的变量*/9 x* a3 v& u& ]& R; g1 |: u! h( D
    u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏& A/ s. L8 k$ W" t7 \/ c
    u8  scandir;//扫描方向
. _- ]& C7 ~# o: k- G  d6 g    u16 width;  //LCD 宽度 * X" }; k' f& }. A. R" Y
   u16 height; //LCD 高度
0 M- t' _% O" G8 x- e    void *pri;//私有数据,黑白屏跟OLED屏在初始化的时候会开辟显存
% U% |& J1 g6 t4 V2 j9 `* n3 c};9 o4 W- C* U9 |
每一个设备都会有一个这样的机构体,这个结构体在初始化LCD时初始化。- P+ ~1 g6 t4 W1 P$ O3 K9 `/ Z
- 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。
typedef struct{
- a3 d$ \* k# ]5 k( C    char *name;//设备名字9 R/ a, W2 d5 p  F9 T' Z1 G
    LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上
+ t$ t8 U: X5 Q2 |2 L    u16 id;
9 X$ s9 e" g, [* z1 p2 K( R  a}LcdObj;
-成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
typedef struct{ ; b% Z0 o$ H$ @3 E7 b6 s) u
   u16 id;    7 F6 H, }' `3 d0 J0 F- K9 p' s& i
   u16 width;  //LCD 宽度  竖屏   5 U, v( t! O5 e  [5 K/ q
   u16 height; //LCD 高度    竖屏/ B4 H( c! Y* q8 I8 u
}_lcd_pra;
-成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
typedef struct  {
! [8 ?8 G- b- ]$ |& J    u16 id;
+ o9 M5 O, b0 B7 j    s32 (*init)(DevLcd *lcd);, s' B' ?" `/ g$ L% D/ g$ m
    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);5 p! P) j2 N- ~; q, G& A3 L  L
    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
5 b& T6 ]2 D) l, M! U' `% c    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
, Q! r: f* O# n+ T  R  g/ N$ o) x   s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);* v* P0 s" J! X" r# `& Q4 g
    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);   L$ Q5 o0 X! Y6 ?1 c4 d8 m* v8 e
   void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir); # m8 o+ S! I% x* y2 `
   void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
+ v) S0 m' W, y  V  l* t}_lcd_drv;
  • 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。
    * x8 H5 ~+ E( J8 U8 Y# A7 E3 B目前主要用于COG LCD跟OLED LCD显示缓存。
    5 Z: t0 X% n4 L7 ^/ s/ Z
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。
0 d$ U) m. f# K+ E4 O/ L6 X# a2 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。% G: T6 u4 s# L% z
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。9 m5 V  j7 h& v1 |0 j6 x
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
    * y% O1 z& W+ [; J
请看测试程序
void dev_lcd_test(void)
) Z( Q/ ]! D% d; D( v6 h{* u/ S! ]! m7 r% k  F
    DevLcd *LcdCog;
9 [; W# X$ d1 d/ F- G   DevLcd *LcdOled;/ {0 [& R# I2 D& }4 a/ L
    DevLcd *LcdTft;0 ?$ y  P9 q& V5 \+ \
    /*  打开三个设备 */ ( M9 U. O8 `8 p* ?% {8 l
   LcdCog = dev_lcd_open("coglcd"); 7 O% i% g8 ^+ `/ [4 J( ^
   if(LcdCog==NULL) , z0 J. E  a/ v
       uart_printf("open cog lcd err\r\n");5 F2 o: u0 s; _
    LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");* l* s/ T+ K* F. v- a
    if(LcdOled==NULL)
) v5 j; L8 S+ o# W) Y$ j       uart_printf("open oled lcd err\r\n");
# k! n6 l& a( x' o' z& b    LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");; Y& P/ }4 Y  r, u) }# A
    if(LcdTft==NULL)
; a/ N1 g- J6 ^- s        uart_printf("open tft lcd err\r\n");' m  v) z5 b+ z' y; N* g
    /*打开背光*/ ) W) o5 E+ @5 u8 k$ T: b
   dev_lcd_backlight(LcdCog, 1); $ T  l' K6 ^( T4 h+ P
   dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);
: W- _( L3 H' o. }% y$ m    dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);9 g" I4 @* Z9 i$ W# K

+ o$ M, c6 {4 u7 m  s& Q2 U& I" v    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
0 W; _% \2 ?( v( u" K5 W0 J6 s% G( a   dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);
* {7 V/ a6 c. X, c% n   dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK); & a4 S3 \" J2 m, y
   dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK); $ r5 \& S7 g/ U; H8 a
   dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
5 x7 k' L% v4 {& N   dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);
1 @3 _/ B% X. @    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK); % @! e# p( F1 B3 g2 R
   dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK); # q/ Q! U$ }  Y5 g0 t3 i3 i2 c
   dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED); - J/ U& s5 a+ U, G- d# }! @
   dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);
( e) H$ [+ O' e( }   dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);& k' z6 }6 ~& T1 N7 {. R
    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);    while(1);}
使用一个函数dev_lcd_open,可以打开3个LCD,获取LCD设备。
+ ~; d" [" g7 a; v/ a0 D然后调用dev_lcd_put_string就可以在不同的LCD上显示。  r0 }7 s* K# u* n; E. }
其他所有的gui操作接口都只有一个。
" Q( @8 M+ {! n& \- Y这样的设计对于APP层来说,就很友好。
. c9 [3 `5 T) V. p3 q$ h: w7 ~4 l' W3 d& x; g' q1 R
- 好处2
现在的设备树是这样定义的
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C={ 7 Y! D5 S& u# z
   {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315}, 1 V  ~) A5 p/ y% t8 Z
   {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},$ l8 t2 }) i0 Q* b
    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},+ z% n, a. A$ T5 I# A% F/ 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。
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C={
1 P' ]- \, m$ Z+ u    {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315}, ( C. ^# Y, `6 N$ h. Y
   {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},' o$ A& m6 L1 [$ F
};0 Q$ F  A* B; P$ p  s7 {

7 R% M5 N5 l2 I( _# y
9 Z4 {( E  c, ~6 R, t% j
字库
9 u6 {- O5 v+ `- o' P. ?
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。, Y, {$ @& k5 q  U$ ^
具体参考font.c
声明
1 代码请按照版权协议使用。7 r8 P3 a; h0 d4 T. e& G3 g- w4 L( ]
2 当前源码只是一个能用的设计,完整性与健壮性尚未测试。
! U% q( ?8 S+ N5 ^" H# b: g3 后续会放到github,并且持续更新优化。7 }2 [0 f; g8 j$ e" h" H5 }& |
4 最新消息请关注www.wujique.com.

3 P) X  T8 w* d- ~
) H- \) \" e; k: F6 W2 u5 I- B0 M$ }& b) D" Z; [
/ C- n( `+ J' b: ?6 @6 v  c) ?  \8 [

6 t0 z1 ~0 f& v1 v) k& j9 y+ c0 X- a8 l: l( t1 e
0 ]6 \: t+ H( p9 H! c
3 c- O, G0 O5 l! [

/ ~. G* }9 C+ E: W
* P+ P5 m8 P% {3 [" x& H+ k  ]

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2 收藏 5 评论22 发布时间:2018-3-21 22:07

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22个回答
wujique 回答时间:2018-6-14 10:04:41
z258121131 发表于 2018-6-13 17:51( l2 U# z" ?; n1 b. P: M# r
楼主威武,不知道有没有对应的19264的
$ y  G. `/ s' k" g9 X" {1 N! i* C) M
LCD框架已经更新,你可以到我的github上下载最新的。/ S! u7 [2 z% {8 e. e
在最新的里面,增加一个新的LCD非常容易。5 P$ A- x+ J6 m$ G) a, [
19264,过段时间我会添加进去的。
wujique 回答时间:2018-6-14 10:05:25
z258121131 发表于 2018-6-13 17:51; B8 ]3 n, _5 K  A
楼主威武,不知道有没有对应的19264的
. I7 J9 ?! ~* S- O+ k# M
19264应该有多种,不知道你说的是哪种驱动芯片的?
z258121131 回答时间:2018-6-15 15:46:00
huangxuejia-292 发表于 2018-6-14 10:05) l% \) F6 K2 y% b5 y3 O& m  o
19264应该有多种,不知道你说的是哪种驱动芯片的?

/ n; m: S; w/ m* c) kks0108/7的
wujique 回答时间:2018-3-25 11:19:12
更新资料,并且增加了对OLED(SSD1315) I2C接口的支持
~泉 回答时间:2018-6-13 14:47:07
感谢楼主
z258121131 回答时间:2018-6-13 17:51:02
楼主威武,不知道有没有对应的19264的
pkoko 回答时间:2018-6-17 10:26:08
楼主V5,学习了,非常感谢
dirdirdel 回答时间:2018-6-21 11:28:14
云盘无法打开
wujique 回答时间:2018-6-21 23:40:47
dirdirdel 发表于 2018-6-21 11:28- f& l; M$ A3 J; x- o* W* }5 Z
云盘无法打开

6 z$ v1 V+ q. J0 _; j5 Z" T) Fhttps://pan.baidu.com/s/1bHUVe6X6tymktUHk_z91cA
oliverlight 回答时间:2019-1-14 15:15:10
不是keil,有什么用下错了
oliverlight 回答时间:2019-1-14 15:15:29
大家注意哈
sylar.z 回答时间:2019-1-16 09:26:01
说明很详细
bl2019 回答时间:2019-10-28 14:24:05
8 t( m, n3 c  H/ y& w0 H4 y# ]; G
学习
jxchen 回答时间:2019-11-9 11:15:28

+ B! t/ `' s- N* ?  N云盘无法打开
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