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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。
  Y. Z/ D) p8 {
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
    , r# b% P8 F. I7 x# ]9 R
    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?
    ' ^; f3 o- @' t7 X7 m
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;# x7 Q( _2 B' h  K( G
  2. void ledset(u8 sta). P* D# |+ l& }" r( d( S
  3. {" P* x% L" ?# O7 }6 B# h9 k
  4. }
复制代码
# q+ X0 R. ^5 M( c& y, o% b- k2 a2 `- v
    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 c6 b! _; h7 C; ?
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。9 C' z/ @+ s2 K0 O  I
  3. 这个结构体就是一个对象。
    4 A7 }  J$ ~# ?
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。' u- h0 f; R" p% e( n# e, R
  5. */1 L( i" i1 Z& j9 k  K
  6. typedef struct{
    4 t0 u* I7 K  G! Q' c
  7.     u8 sta;% N  }: i" M$ }; j
  8.     void (*setsta)(u8 sta);; b: c( {4 q! q  z4 p# K
  9. }LedObj;. b' Q- {, O% P
  10. ) T/ z+ v3 B, G3 z
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/. x. k( A' {& P: M
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta)
    * p# L( U; v9 J/ d/ S4 U2 B* j
  13. {
    9 y" V- r# ~! x5 ?/ a7 B+ D
  14. }
    3 e' u0 v. H' d# e" L
  15. 8 W" I$ o4 ?7 P/ v3 O. t2 M
  16. LedObj LED1={
    $ Q, {5 |. M' c& G
  17.         .sta = 0,
    6 t6 p+ f7 Z. G4 ^
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,
    ) D" d% m/ j* l; e1 L/ W
  19.     };
    + H1 C7 J! X$ n9 j8 j
  20. ) D6 X$ T8 I& y! Q
  21. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED2,并且实现它的方法drv_led2_setsta*/3 l1 ?" I0 |  |; Z
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta), s5 Q5 Z, s. b! C
  23. {
    $ V, @0 f0 J2 K2 h
  24. }' ]5 w& I) [6 P1 l
  25. 2 e7 C- E  d' V" o* k  X7 B8 Z
  26. LedObj LED2={
    * g; h9 m1 f: d5 s+ k
  27.         .sta = 0,1 ~. Z$ z" i% |% G+ T
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,; }) N+ z" W; N( Q
  29.     };4 p6 o" K5 ]8 O
  30.    
    ) r, g6 ^) m' S# [% U  e
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*/, _2 P& ]. p  X% N
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta)
    / L0 S4 Z( \+ J$ z$ W0 ^% c
  33. {
    4 O% r3 l% I1 P+ u' g# Y
  34.     led->setsta(sta);
    - I8 A2 |, D, n5 _+ F
  35. }
复制代码

8 z' T+ v; r/ 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?
    ( G9 v$ Y1 j$ q* U7 R  f
    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。3 [1 [  }  C: J! Y; 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 S0 T% K  ?1 l2 ^# c5 z$ A4 b
  2.     LCD驱动定义
    / B3 r. R- K% P  a5 g7 d0 K
  3. */; f+ g4 ]2 k# c. B7 M; Y5 z
  4. typedef struct  8 g8 |8 |3 h, y$ X, Q! S* U# k
  5. {
    / p# _# [5 Z" u. k8 F
  6.     u16 id;
    6 P, N$ X% f. M' p: v* d9 w9 a

  7. * ]: t4 M' d/ N$ X% k; k* d# e7 [
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);8 s3 {0 H/ K1 J; x* W$ j3 N9 Z
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    4 q8 B/ B* O, R& J9 O$ ]9 S
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);$ b% R8 t. Y7 H! I) @  y
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);$ y8 Q) i' p" D
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);; V$ D; R% s7 W+ z! Q# B$ W
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);0 n+ i0 b' J! \3 w/ |# Z- h0 n) {
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
      W$ i) |( t2 D- A; Y6 q
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);4 S+ [+ h: V' ]. H1 K+ u+ s
  16. }_lcd_drv;
复制代码

0 N6 t: C9 R/ R; k2 ?/ }  z
    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
    9 D/ a9 S2 I% x  d
    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*/
    3 [1 E: I9 Y. H- `
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={
    # j  o' C7 J& B4 j4 a
  3.         .id   = 0x9341,. R9 v) M% ^& z5 O5 f; K0 M
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度
    " o: h& q* h6 z; ^( ?& ?5 m: O* i
  5.         .height = 320,  //LCD 高度
    # P4 M% ~# A+ [7 x6 O! L# U3 E- @
  6. };
    ( `' `0 n4 |5 o3 c/ t$ _
  7. ..., @9 E; ?) Q/ E
  8. /*各种LCD列表*/
    2 ]* I9 N! y# ?! i
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=
    $ b( E' B+ \8 w! `% ?! m, Y% h0 s  x* k' \
  10.             {$ V! |4 f( }( ]" _1 y5 B
  11.                 &LCD_IIL9341,      
    + a( ^' ^9 E4 z2 ^( d2 t* I" i2 v
  12.                 &LCD_IIL9325,* Y# u' c9 s/ w5 b
  13.                 &LCD_R61408,
    & c- X3 R1 S9 ^* k! ^8 r5 r
  14.                 &LCD_Cog12864,
    8 T$ H2 S0 G# j( m$ P
  15.                 &LCD_Oled12864,
    1 w5 b% O( x8 y% B; T7 M
  16.             };
复制代码
7 T: Y+ J9 n+ H1 E; K9 K3 }% t
    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$ H) d, [4 t% p9 ~' k
  2.     驱动列表*/$ h! X9 K9 R3 W! }5 I, N6 K
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {. @5 m; {, T- R5 {
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,
    1 x' b# m2 K6 K, I, {
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,4 ^* t/ M# ^' l+ f  ~4 _
  6.                     &CogLcdST7565Drv,
    3 @. Q) F0 A+ t" Y/ H
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,
    ; K! s* v; Y! q5 }
  8.                     }
复制代码

6 F8 I- v* G$ X* w- f
    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*/! O2 N9 ~* m! V! b
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备
    " {; v  i# B6 f2 D
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=- O, T2 G& T' B5 h# i
  4. {9 \; X; n/ K1 W0 Y+ U+ i5 e  X8 i
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    2 V% y# ^& w' ^  z) H
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    / Z4 q4 i* B. e
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},3 p$ Z. P1 Y3 q% E3 Y" R. K- A9 \8 O
  8. };
复制代码

& D( B0 H1 v3 M' [% y5 E" Y
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)" S" W5 K+ j5 N: }
  2. s32 dev_lcd_init(void)
    6 w. n& ?+ C: I9 w" D" T
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)! d' ?# X' @7 R) X/ H
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    ; T& [# d. I+ r0 W; g+ r! e
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    * A2 Z1 Q$ S- F% B/ P* K
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
    9 S8 l& [+ I2 g# `  ^9 i0 t
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)1 S& \( ?, I$ W2 p" E
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)3 u! _0 O$ g/ p/ H# Y
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)# \( n& w. W1 T& @" b3 Z
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码
: h% A% ^+ L4 C- z4 o
    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
! h; m3 u' A; D/ D" U" I" }! i
    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 = {: N, f2 s! y3 e; C( @& M
  2.                             .id = 0X7565,
    : z' n3 N2 }+ K
  3. 0 l& B4 u9 a  _, q
  4.                             .init = drv_ST7565_init,' S1 A5 [+ y0 e- H3 X
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,8 D6 u! ~7 t, b
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,. p( a- Y$ Q" l" b1 h' k' \
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,
    ' G' u, P( U- u' Z3 K
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,- }8 h+ ^' n0 h& g. R
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,, @, E( U# l5 J) N+ Z) j! ?
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,# D2 Z' ]$ c* Y- {$ ^) J( j4 {
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    2 X9 J' _8 v& ]0 Z5 U: M1 }9 c
  12.                             };
复制代码
6 Z4 l9 b! W) s1 u1 L& N
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);
    & d: n% a9 X3 A! E; w8 a
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);8 x. M7 w7 j, f+ L$ f6 L1 ?. p# s
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
    8 z8 f5 x7 d: k6 y9 \
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
    1 V& V$ B4 P% Y. ]& F: H' G" G2 A( X
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码

+ q4 S& G9 }0 I% 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,# b9 }. f0 N9 a+ n1 L0 T& x/ s/ H
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。9 |. E( t3 m0 f1 K  Z6 p3 t5 ^" @; i0 ]
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */. M" y0 x5 m) _/ p  k# Y) ]0 n
  4. struct _strDevLcd
    ; X# e2 \  }5 i3 w
  5. {1 P& o' l* R' }( k* e
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开
    ' f% ?. I3 m- I3 I0 u( q! E
  7. 1 y( V' s7 d- g& r0 t9 T6 R3 O: m
  8.     LcdObj   *dev;
    " T& }6 \7 G9 q5 |6 g
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/$ N; K8 u: r* c, u
  10.     _lcd_pra *pra;
    1 {" b, z) P5 N, y9 \' r3 Q

  11. + t" U! f) k; S: J6 s, `
  12.     /* LCD驱动 */4 Z4 |: {- V5 d
  13.     _lcd_drv *drv;, [. J  i8 r( X  N# |
  14. . ~9 F/ ^2 c6 W+ V# H2 @, `
  15.     /*驱动需要的变量*/* Y6 i$ f7 f* |* \: e
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。" B0 |) F+ r' k7 F
  17.     u8  scandir;//扫描方向2 p) i3 Q$ w( z, e& \  H1 C
  18.     u16 width;  //LCD 宽度
    1 W; n+ b$ ]3 w6 ]& v
  19.     u16 height; //LCD 高度
    - F$ j0 D  W  Z% D6 z: Y
  20. : W* H( J5 W; [3 I
  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
    / w% r* `0 F  v0 x: @+ ]
  22. };
复制代码

9 @1 t+ m$ G! h+ I7 P0 n
    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
    9 h# p  W/ m' a8 I; W/ d
  2. {/ S9 p$ J7 P; c: E' {
  3.     char *name;//设备名字
    ) b% [- h! N6 ?4 i0 r; z2 o) U, h
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上& X. W( s# K" |' C% `
  5.     u16 id;
    * J- O( W: p4 B5 Z4 x, w' M
  6. }LcdObj;
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5 J3 ?: z9 y$ T8 a# w3 l. ^% @
成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
  1. typedef struct
    ( Y  z2 e) x1 L1 |$ }% a- N
  2. {
    * a1 D! r' `0 r8 D: p0 J. n
  3.     u16 id;7 k$ p5 `3 H0 x' `
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏
    3 z+ F/ F) Y$ z: H' ?$ I' W
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏$ y1 I) a+ z- R  w/ |9 e! p9 e. e, e
  6. }_lcd_pra;
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: F  h3 W4 I7 F
成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
  1. typedef struct  
    : S1 H7 B; a9 L5 S5 z
  2. {% w9 p7 [$ N2 d+ C  C) h
  3.     u16 id;1 `/ ^, a( Q( l
  4. * u1 Q; x1 D: k& P; i6 k: @3 O& o
  5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);% T  W* Y& ?2 V
  6. 7 H* _  g! p3 o6 A$ ?& U
  7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);  K8 V* o2 p( o, Y: O# n& Q% [
  8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    ; [! `; e( Q: q  a/ [+ W" O6 S
  9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    4 U$ d7 a1 E; t6 X* E

  10. 5 v; B$ J9 G7 V2 K8 @8 L
  11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    & M7 v! w3 \: }9 M+ @+ D

  12. 6 |. m" {: n$ }# _  S, g( z% y
  13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);% ~+ n4 z, b# k6 c
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
      j: }9 |" Y# B; H+ ]% ^  J& Q
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);* H6 t: ?2 P) @0 m/ h
  16. }_lcd_drv;
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* [' V2 F9 }2 [  ?: l9 Z$ v2 l5 h5 ~9 ~+ R
  • 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。" R' s) }  g3 d" \1 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
    % I! ]  l; ?) p1 e1 `$ M7 n
    请看测试程序:
  1. 2 _' ~2 h3 Y( E: T
  2. void dev_lcd_test(void); M% L: a0 o( l! f+ k% S1 f( h
  3. {# P0 R, Q6 N8 n/ i1 L9 |; q3 ~
  4.     DevLcd *LcdCog;
    ( G. m, k5 V; w! ~/ E
  5.     DevLcd *LcdOled;2 {* F: H& y2 `3 E
  6.     DevLcd *LcdTft;
    , \  \; L+ ?% B1 U& p
  7. - e2 ?7 P& t* E8 `
  8.     /*  打开三个设备 */
    ) k& q' P  x1 z6 M6 }$ F+ Z
  9.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");( B/ J8 v0 j" v, P! T/ R  Q7 v) Z) H
  10.     if(LcdCog==NULL)
    0 f* N7 A4 l3 i# Q1 T% Z
  11.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");
    & M8 o% `  {- M! F- p* I, w7 }

  12. % H2 a+ l" M7 k/ b
  13.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");3 L/ [4 x; A2 H- S+ d& v
  14.     if(LcdOled==NULL)4 U3 }: ~3 \# S& |2 [- q: A
  15.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");
    1 v2 z" d7 k- i3 p

  16. - t/ x: h$ P& I. c1 X
  17.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    7 W2 C" a" Q. |' w
  18.     if(LcdTft==NULL)
    9 t) \9 f* u. z7 M5 \
  19.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");) z* C6 @4 z" e  d+ |$ G
  20. 4 _6 U  b3 ^2 E  e+ t" v8 _  c1 [
  21.     /*打开背光*/3 K- B( c# ]+ z
  22.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);4 ~: M9 H2 S3 D7 m
  23.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);4 R& P; s$ Y1 ?! A9 u# `# Q
  24.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
    * i/ I/ l1 e/ Z9 }% U8 ]% s1 {* Q

  25. 2 L9 l/ j6 Y* |6 d/ F/ D
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);' H1 ]: }7 S# r' C" b9 L8 @3 g; g
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);
    5 q. @: X# ]; k, @$ y
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    " c$ N* R6 f* y9 O( u2 i8 ]
  29.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    * H8 V2 u* i# g. X  ?; {: z
  30. 4 n( k7 b6 k$ W) B5 Y$ U' _
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);; m$ P/ f( _* L- |2 U
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);* [# Z2 h7 ]: [' G7 D& T' e5 {
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    * R9 h$ k0 k  [. b- G8 Y: `7 p9 h
  34.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);( x0 Z. v' C$ \/ E# }, g8 t+ g

  35. ! a0 R* C! Y5 b3 ~! l
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);9 c& D- x% B7 }6 ]1 @0 F7 K1 W
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);
    1 u- c/ y! x+ M8 v% U9 m
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);3 t0 j7 _) Q* U9 U* `) d3 F$ W! n* `
  39.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);' z) E9 A. P- q6 n/ K+ E! i6 b

  40. # `+ \2 z$ w1 A$ B3 `3 {
  41.     while(1);
    0 K3 Y! A1 Y) L% S/ g
  42. }
复制代码
1 N  x( m3 D6 I5 b. F7 \" b! i* T
    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$JOR.png
  • 好处2+ [" e& I9 }2 T  c
    现在的设备树是这样定义的:
  1. ( t; ~/ Z  t* k+ G6 Z! h
  2. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=6 G, C0 v7 B. q8 J4 o0 V  w& a
  3. {
    ! T+ v" P, Y, g% G; t
  4.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},+ E' W7 k( j3 A1 H* W9 U3 C2 |: S0 T
  5.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    4 f: f. l: H* b8 e8 e- \: d  t
  6.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    . `" X" W8 x4 ^* M
  7. };
复制代码
- Z/ V# v9 \3 c# T
    某天,oled lcd要接到SPI上,只需要将设备树数组里面的参数改一下,就可以了,当然,在一个接口上不能接两个设备。
  1. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
      k2 C: F' g7 E- I4 C
  2. {
    : P4 V% X% d$ s4 L( k' E
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},
    ' {' u: y# N4 u) F
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    # u3 m' t; x- W5 z+ F  b) [0 \
  5. };
复制代码

( s& y: H- s9 }
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。
: \: E! n3 R% s9 T' j6 M

# t' T) U8 q# M/ G
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
收藏 评论0 发布时间:2021-11-7 17:35

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