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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。
9 I% o' R+ O/ D) u% o
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

    9 q2 `; \" d0 \2 x; Q* T$ S6 L
    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?

    - b" g- K4 q' r% l1 k6 c: }6 F3 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;
    * H0 u1 P9 B6 b, `/ T+ Y* C
  2. void ledset(u8 sta)# K  r9 N7 O3 O8 d. |+ |$ R, e
  3. {
    # E  Z! N2 w" q0 F3 l4 N+ S
  4. }
复制代码
) q  [7 D/ k5 G" M
    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. /*" g, g& O: u) G. E: k* U
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。" @7 R3 t# G7 \! d8 ~
  3. 这个结构体就是一个对象。# P" ~' p1 f% _0 {8 c5 j: K, s
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。
    ! h; F6 D! N  K
  5. */
    ; `' ~7 x( Z9 W* O
  6. typedef struct{3 Q% P) H' n  l5 {
  7.     u8 sta;2 u, o1 {' V$ i' Y
  8.     void (*setsta)(u8 sta);" U: c* C7 j/ |% ?, d, C. j+ ?+ O
  9. }LedObj;
    ; K1 ]6 n2 X* r4 ?8 r
  10. * k/ V" a# q* ]- O6 @; M* T4 P
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/
    . u" |8 a+ j0 D8 t! l* p
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta)7 e, Q; N, o4 O; A' ^- |0 g0 W
  13. {
    ( \- ]  p8 w0 c
  14. }: b0 U7 K; T0 V% j! l2 ?* O
  15. . P7 l+ S$ e, E/ w2 B/ ^2 B
  16. LedObj LED1={; e, u3 t. M1 ~2 c
  17.         .sta = 0,( u$ h8 p' i& {& ~: |" b
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,: V" e; `' V5 V" N$ @: c5 g. y8 {
  19.     };$ E, o! c& _' n8 ~% o- X) c
  20. 9 E* T: Y+ O# ]  m& W8 h
  21. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED2,并且实现它的方法drv_led2_setsta*/8 i+ X, {" Z: @
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta)
    . Q8 }; Y3 E- F2 G
  23. {5 Z4 b7 p# \" Y# b. p  n$ i$ v
  24. }: h& |" P: S3 v" Y' z! D
  25. ' [$ D) Q# {# c. y  G5 F5 B
  26. LedObj LED2={& E+ n& o6 O& R1 _. H
  27.         .sta = 0,
    0 x- A( V  O: j# ?, M0 {
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,5 e" R! m! c; w+ Z# }
  29.     };
      f. S% h, A6 c; @$ w& m, _! N; n
  30.     1 X8 S5 M8 E3 c& c/ g4 q1 ]
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*/- k' l" |" R4 `' b" g
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta)7 _0 M$ `5 x9 }
  33. {7 W% A+ l0 D; _( f4 T% \3 x7 a* ^" I
  34.     led->setsta(sta);$ L# F& s) N/ G0 X
  35. }
复制代码

/ g- |3 n0 C2 W
    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?
    0 R( M1 p, i& ]3 Z3 K# @
    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。# Q7 v+ P- m, t; }# }
    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. /*
    . r0 A1 a* ?1 c1 I
  2.     LCD驱动定义
    # ^0 o$ W* D% p, Q. ^
  3. */
    # S- ~+ |6 P* k$ p  b
  4. typedef struct  - k5 W' \2 g) ?* c( I
  5. {
    9 J1 H, _- O" f. B( ]
  6.     u16 id;0 L* _2 t$ B$ f/ }

  7. & W% c  r3 E7 |3 f
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);* Z/ Q" Z9 u: u8 l' N" C
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    ' C5 _1 k( w* [' M8 A
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
      v1 t8 W: ]' E1 z- F
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    . u3 l* v. s; o# }
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);9 F- V# [% e: D3 J& i. _3 q
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);5 l2 u: y4 v2 d8 A
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    6 }" y3 L! B8 _! _5 y: K3 G0 I% B
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    ! e' N/ `2 X7 e5 S3 ?. J
  16. }_lcd_drv;
复制代码
7 i9 g3 y% z2 a/ Y
    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
    $ ^! J9 p0 p  a; l: F0 f! r
    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*/* g& M! D/ ]% U( a/ F+ M
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={$ u. ^* d! R% @/ Y, Q6 |
  3.         .id   = 0x9341,
    6 O' o: M- h6 X& U4 C3 L; `
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度
    3 A; H7 T) @$ Y( T% C, w
  5.         .height = 320,  //LCD 高度
    + U8 \, u: A5 Q$ B$ T3 A  b" A) K
  6. };
    2 \8 K, t0 B# H, A! ?
  7. ...3 N1 n+ t) }5 Z5 y% y; }7 r5 O
  8. /*各种LCD列表*/
    / U; F9 e7 s. Z/ g# Q. E
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=" m7 {: h9 k: r, m/ Q! w' a! p
  10.             {0 M' s" ~% o9 i7 I) F# J
  11.                 &LCD_IIL9341,      
    9 z1 f( d  I5 \' e5 f
  12.                 &LCD_IIL9325,
    $ m8 w  h" D" A  T6 u
  13.                 &LCD_R61408,
    0 t& c; I+ d7 R+ K+ Y6 e5 n" m; ^
  14.                 &LCD_Cog12864,# z9 o- P* h( t# h5 e2 T. w: N
  15.                 &LCD_Oled12864,6 _2 C: ~" E% c0 b
  16.             };
复制代码

3 K; @, z( a( K, 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6 a7 O) c7 t: {  n) h: h
  2.     驱动列表*// m! I9 B3 B7 ]  j1 W
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {& S, s' _# |, s1 }0 o- t( Z
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,
    % j( m8 A. _7 i/ z! D4 H/ t4 @/ k
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,
    9 ~4 A) d$ U, H8 Q8 Q$ c) g1 P
  6.                     &CogLcdST7565Drv,! x8 `7 [& E7 c1 h8 O$ `& ?# d
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,
    / Y# p) A2 c( F9 a# X% b# O
  8.                     }
复制代码

' j# Q* ~- f' z# a2 ]7 `0 A2 ^% U
    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*/- [* {* I8 r1 m4 {! f1 _" v9 X
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备
    8 D& ?! I$ k3 \! t, o
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=; b1 V/ ?, H7 `; s: E
  4. {- R9 M/ E- [/ c- I" T% r: X7 W. e
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},  k% g8 r$ K* K( W. X: E) R& e
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    . a: G& W+ [( W. z/ G2 {( d
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},$ ~, r+ O- |( I3 C5 Q8 k
  8. };
复制代码
( {2 U& m# }& ~8 X' O8 a
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir). z1 e0 F$ t5 U" Z# K: @
  2. s32 dev_lcd_init(void)
    # A, F$ b" }7 I3 p
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)5 D& F# t  t) a) U; Z7 _
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    + m1 J8 e& _0 r  U' Z% h3 u) r
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)$ m: Z' u9 p- o& @3 K
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
    2 \, E0 }% p% u8 C4 y6 ?' C' ^& ?5 H
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    ! `: u; K: m' j$ A
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
    6 L0 g, D& s; a6 e" i/ }
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color): F. B& B- j, q4 L+ _% S
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码
! l+ a: l5 ?4 l; ~2 _/ ~
    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
) f/ Q) O9 A$ v: ~3 }% x5 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 = {1 s: i; _. P% i' s/ m0 V2 A
  2.                             .id = 0X7565,
    / Z3 `( B$ C0 W9 V' g8 V  e5 ^# Y. k
  3. % E% q$ U3 v0 Y
  4.                             .init = drv_ST7565_init,* u4 v% O9 S$ b& i+ ^
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,  X$ R# l* j$ o9 C
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    8 L( v! E9 m2 _! s* J& K+ }" B
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,# F( s* j7 d: f9 e, w# O, a# B
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,/ \$ @0 |4 m/ \) D
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
    , u$ t, R, k; [6 {
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
    8 i: x! L7 @9 K% g4 ^# C* f
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl8 U" J' H2 g4 U
  12.                             };
复制代码
( ?. }  u! d- W6 A
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);
    9 L+ o# y3 x/ K
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
    * F. ]1 M5 A- j* e
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);2 x# Z- o; u6 j( j
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);/ ?* Y% x( D- ~8 ?6 u+ d( M
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码
) O0 ^& z* P: j2 O
    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,
    * [& h9 c: R% t
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。3 e! F, M5 a4 \! ~" i+ ^
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */" r  F: i  Z5 Y) W8 _
  4. struct _strDevLcd
    , K1 G: f2 v* L- J' e* Z9 T% X. D
  5. {+ d: @  v0 p: e- |. H
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开* C' M9 u9 E# e3 I

  7. $ P' r% w+ D4 {4 _/ s5 Y+ h7 E2 x5 }5 m
  8.     LcdObj   *dev;) }! `4 h- Z0 o# C! D
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/: ?$ v8 l1 J/ R' C( S
  10.     _lcd_pra *pra;2 I; H1 x! g5 s$ p/ ~8 f4 f0 g, c

  11. 3 U/ F3 z4 m5 B# ^* o: M
  12.     /* LCD驱动 */
    ' [) c  v( t5 H/ r' c+ v6 \+ k
  13.     _lcd_drv *drv;
    6 f6 b0 c# m9 G/ e7 I( a, x

  14. ! s0 V, Y( P' D' H2 b
  15.     /*驱动需要的变量*/
    * c% D4 g+ E- e& e6 V( v
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。% B% v* u+ G8 ~( N
  17.     u8  scandir;//扫描方向8 P' Y8 t" L5 r$ _
  18.     u16 width;  //LCD 宽度. ?5 z' b4 _" X) v' p2 a/ O
  19.     u16 height; //LCD 高度
    * o/ u) b( Y2 Q: [
  20. - |9 q% y9 ^. g  t0 H8 V
  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
    & T; H0 W. l- E
  22. };
复制代码

# r  x, G  T4 x& t
    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( q& a3 J0 b; ]7 N- t
  2. {
    ( R: E) n, J! f$ ?' E# g
  3.     char *name;//设备名字
    5 x7 ~$ d' e. l$ P8 ?. Z% H# b0 O
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上1 Y* n( ?: O7 I! a  T
  5.     u16 id;3 E; p" U/ {/ G! {
  6. }LcdObj;
复制代码

; b# J1 k, d- \3 Y9 F, n9 i2 o- n
成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
  1. typedef struct" Z5 P6 o" I5 c
  2. {" j0 B6 C0 a4 M5 {+ d) }0 ]  F4 w
  3.     u16 id;
    " c8 Q; p7 M! n+ C: S
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏. f& V5 U1 l, d; o) h" P7 {5 I' S
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏
    4 ^: K) ], w. ~, `0 h
  6. }_lcd_pra;
复制代码

1 \; ^5 C, n: i- o, r
成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
  1. typedef struct  
    * O. l8 p. W$ ]$ a( _
  2. {
    ) I  W- B2 g1 r
  3.     u16 id;
    ; `# k- x0 w, u$ g  `) P
  4. : Q8 }% \, _/ `; B5 u
  5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    . }9 q! B( t, {4 d) f6 R

  6. : R, D% T- [7 Q0 k
  7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    ! D/ }# M4 V. n
  8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    ! y# s! k" s0 ~1 G
  9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    1 G3 R! I  C0 o: D
  10. - y5 B1 ~, p  L% h& D
  11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);2 R! ^( P% w0 H
  12. 2 l8 G; }+ a. y
  13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);/ r* ]8 K  b! X& {
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);1 ]; i$ w% Y. L. D; A2 _5 v; o2 P4 E
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    ' v9 l2 K6 m0 n2 ~9 F
  16. }_lcd_drv;
复制代码

  t  }! B# G7 D+ ^) C8 _: _/ \  s2 I' N$ i* m
  • 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。
    0 I, Z) T. s2 x, O9 Z' b& l4 @
    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- E  |% n: W0 u# K2 R
    请看测试程序:

  1. 4 p2 L  c) p* i
  2. void dev_lcd_test(void)
    / [# O# A5 W; H* a
  3. {
    " L; n" r* O$ A/ ~6 g
  4.     DevLcd *LcdCog;1 t' u$ i- _9 O7 \( h
  5.     DevLcd *LcdOled;
    / M+ y3 O  }- r4 [( n4 J5 O* d
  6.     DevLcd *LcdTft;; e( L6 V+ v" e+ f. S
  7. 2 S2 e$ [3 ~' d. `
  8.     /*  打开三个设备 */
    0 F9 N0 f- s% z
  9.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");4 p' X7 L2 c1 g7 }4 k; r
  10.     if(LcdCog==NULL)
    : v' Q4 R7 m: F
  11.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");) s5 _  Z4 I* X( t" q
  12. 7 f5 C0 }9 u' [' k; I# n
  13.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");. v5 y2 [9 ^  I- }! w& Q0 U8 l* O+ g
  14.     if(LcdOled==NULL)
    ; ~' P. w, b' M7 g7 j  P& o: y
  15.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");
    4 y0 ~* G0 m; h" }. D' j" O

  16. 6 }9 h5 Z* [0 K
  17.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    0 F0 {3 d4 ]2 w7 {! F' B. z
  18.     if(LcdTft==NULL)# v* }- |- }. L
  19.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");
    0 R$ d* M  o2 b( }

  20. 0 \9 w9 }  x6 C6 }3 G* a* D
  21.     /*打开背光*/
    / v2 f+ C8 W! v' X2 |" B/ d& a3 l
  22.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);8 n+ k+ e3 f) q
  23.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);
    # `. z; `8 r- Z* W, x4 B
  24.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);2 A; L0 v& O: S  t

  25. ' o' @" j2 Y1 F+ S5 p
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    . Q* ]6 m8 ?2 b- x; N" Z4 d
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);
      h  c) R2 s( ]$ J& Z
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);$ M  n* P. H3 ]$ }& u, ?) _/ N0 m- o
  29.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);, t1 @4 h+ W6 f7 X
  30. 8 P. }" z$ F- \2 r! V5 R0 j
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);1 i3 k7 J' _4 \+ x; v1 k
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);6 @) P5 `+ e# M- W, b3 }, F
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);' N% M( L2 @3 h7 D& }' Z) n- r
  34.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);% Y% {; b' x/ O& n- {: f) G" v1 D0 i

  35. & S) v. W, y* `! c5 O- }
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);
    0 m. ^4 L- R  V# H+ N  m; F# y
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);+ I. D2 @3 L& {9 D% ~7 n8 l% D
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);6 y' {0 a8 G3 _( t
  39.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
    5 w2 i1 G9 S" ^7 e- e0 e' N4 n. U
  40. 0 ]' y0 _, Y" \" _; x/ P6 B' [
  41.     while(1);
    1 |7 t7 H; T4 ?7 \6 m: g/ |
  42. }
复制代码

4 B5 |4 s( w% o9 S
    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
    8 c4 R* i& y( q
    现在的设备树是这样定义的:

  1. 1 i: y  E0 S' R  C5 I; O
  2. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=. v! h* d* [* e) ?- Q+ I
  3. {& F" I3 n& W  y1 W
  4.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    & j/ a5 e0 ~+ B! O
  5.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},% p$ g" O4 g& n- X4 F; j
  6.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    0 D' Y# c2 ?1 @3 Z3 T: o0 m) `! Q
  7. };
复制代码
6 X1 w, q) J! J8 n, h
    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]=9 W' }; p, p- T1 F% c/ P. T2 b
  2. {! `4 n, M: _* p" x" i
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},' r6 ]. A8 A1 T$ \# p
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},; v# x2 @7 o3 G1 s( k, P
  5. };
复制代码
+ L9 |6 y$ R& A$ [  x7 Z4 ~5 u3 Q
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。

2 l9 x) U' L- {# S2 C) C' p8 S0 t: c+ x
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
收藏 评论0 发布时间:2021-11-7 17:35

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