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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。
# c: W; R" [1 X
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

    2 P$ ]) m3 R# L  W7 q% i3 u" Q
    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?

    4 f& q" Z) P7 A7 Y- S- z4 V
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;. L% z: U' S! a8 W3 L. N/ q
  2. void ledset(u8 sta)7 D/ A- m( E3 E: ~, f& Z4 o
  3. {4 z3 K6 C7 {& ?
  4. }
复制代码

4 F5 p+ a* E% ?; c/ k" Z  u' y
    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. /*
    . p1 }% i9 M/ i: B
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。
    5 x# P- G: j3 R4 k3 r! o/ u* l1 q
  3. 这个结构体就是一个对象。
    5 K. h  @: p  j" W& I+ p
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。" R4 x  G. U, ~  ]) x% Y6 U0 Z/ t
  5. */# }( g1 m: |5 R2 i
  6. typedef struct{
    8 j: S. C; [" ]! p5 B2 B
  7.     u8 sta;
    3 [: P+ E6 l; c6 w5 X+ c& [# }
  8.     void (*setsta)(u8 sta);* P9 {0 N+ P' ?/ \* u* m) t8 N
  9. }LedObj;7 T% J$ p: |8 c( H# X0 ~6 Y- E+ i

  10. . v  f) G; W* {0 l) o$ @6 I! H
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/9 d& {# I  x: a1 r5 E& j2 x  V
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta)
    ! }' N. H% A, w. \  d) J
  13. {* p; v' c/ y+ I6 s0 U
  14. }
    0 j+ V: }2 q# U
  15. * k( H' x4 e2 S2 w: l$ I
  16. LedObj LED1={
    $ N0 Z2 g9 x8 y- o8 N
  17.         .sta = 0,
    2 N" v& C: E, x+ c. p7 c4 u
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,
    / |/ M1 \" b9 i
  19.     };3 p3 ]" ?/ i" ~4 s& E

  20. + ^" g5 h) b( I$ C2 d  m2 \
  21. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED2,并且实现它的方法drv_led2_setsta*/& h! w5 l5 C1 y: L- D5 {# D
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta)1 I7 E/ v! E. k1 D
  23. {
    ! l) M& s* }/ f
  24. }) m% A1 G9 B  v2 R4 s* O2 [7 f

  25. % g1 r) K- N/ }8 \3 [5 [
  26. LedObj LED2={
    & T: x$ A; V) ]0 I6 F; S
  27.         .sta = 0,
    1 u5 r/ }5 W: A* {
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,2 B: U9 {- L7 W9 c" N$ w  t7 C
  29.     };% i6 r/ F( N" d- N- M2 F: N
  30.     7 q9 U& |, h! H1 V3 _! |! E
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*/
    1 V4 s- {1 o: e
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta); c6 C% x: f7 B
  33. {4 _/ N' s. P# M! C* O4 S7 X* x
  34.     led->setsta(sta);
    : R+ L+ X4 G9 \- G4 Y1 Y8 {
  35. }
复制代码

/ x: X+ G8 u) [
    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?& \7 _) R  N+ ^& k; d, S% j
    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。) }$ |& r' K" q: W$ i: P1 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. /*% q' Z9 O) ]8 v
  2.     LCD驱动定义
    , V& ?  _$ e: ]& j' I! H
  3. */
    $ Y+ v8 v, ~) [4 j' q: z* Q
  4. typedef struct  
    & k. g( z# P# n
  5. {
    : t- j  v/ q+ c1 S, V
  6.     u16 id;) T6 @6 K# a3 C! N

  7. ( ~- v- s. w8 d. b
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);0 L  s! ]- r$ I! O7 q/ A8 z; Q, P1 a
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);6 }) Z: f% i! \5 `2 F
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    * B* n+ X( ]: |% e# O9 F
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    4 A. z/ I$ T3 k. [- {
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    & q- H# v3 b* Q9 Q/ N0 z
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);: F- s& }4 ]5 ]( l/ A2 W
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);3 u/ w; r1 X! ^% ~6 R$ z3 u
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);; O1 b) P, V$ y
  16. }_lcd_drv;
复制代码

- ?8 J( E5 i' D9 k: a/ c
    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
    % f9 `3 _. I" ]2 t, S
    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*/  d$ J0 C& X. j$ k, a  k
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={+ q8 P  @8 u* `. Q  k+ G7 W
  3.         .id   = 0x9341,
    ! {* Z1 |6 v# e: b$ U" b" f
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度
    ' ]" Q! m5 k5 @( E; s
  5.         .height = 320,  //LCD 高度9 F4 E9 ^5 N0 q  W- }$ p
  6. };
    ! ]7 s* e' [" o/ C) _7 Z. R/ h
  7. ...
    " u6 o1 H. s, ]- @, ]) U: f  N
  8. /*各种LCD列表*/2 K1 G' p- A5 D4 O7 Z  [! K
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=
    ) H0 X/ v: E" \; X3 c7 a
  10.             {
    # {+ F% {+ P' _8 `9 H+ p
  11.                 &LCD_IIL9341,       5 b$ d8 {# i1 a" O
  12.                 &LCD_IIL9325,% T- [9 l1 N' I; C
  13.                 &LCD_R61408,
    & \- A6 X6 p/ @* z  \8 J3 \' S
  14.                 &LCD_Cog12864,0 M! Z# s% Y7 g
  15.                 &LCD_Oled12864,
    ; O# l. E8 j9 i
  16.             };
复制代码

5 F. \+ C1 r" E$ s: \* ^
    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
    ; X+ d: }/ J5 v$ [/ \1 Y
  2.     驱动列表*/
    6 ~( `9 y7 n1 B; ]8 _" H
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {8 ?" i  t7 G( O  [
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,& B: G5 u2 L* F, B( x# E
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,
    . d  C/ J- r$ T* e9 p
  6.                     &CogLcdST7565Drv,
    8 ?0 C; }, i4 F% k' m5 x
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,* h6 K8 u( B' M& U' U
  8.                     }
复制代码

0 K( M5 ^- e1 [' X5 Q
    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*/8 N5 d* c: S$ ?
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备
    ; Z4 F0 n2 c" w
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=& ~9 N8 Q* g4 G( ^  O
  4. {
    + z3 v" g6 a$ G/ M  C
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    5 o' |; C! F' X* i
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},% a9 u$ E0 K0 S! a- Y
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    9 O$ u; ~6 |7 D" ~9 I
  8. };
复制代码

+ _" l, g7 k$ J0 V# B- D
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)* e& Q1 n6 N: O7 u2 \* C
  2. s32 dev_lcd_init(void); \0 w- o, h+ |' H) h3 r
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
    - i- \$ Q8 c) }: R% [6 Y
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    0 A/ ~/ F/ b( g  u9 {5 {
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    , U2 C  t; I/ F
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
    5 i. _$ w" n$ w- q* F
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    : P( q) H" g$ }5 d$ A: L/ `5 c
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)% A; K( g& k  \+ c) D" p# L  d, n
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)
    " `: }/ y1 b* ~8 [  l
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码
2 H% A- x) D3 s+ R* j+ h& I
    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

! E9 B! ~0 q2 E    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 = {
    % I+ o) o  s* e+ R" x
  2.                             .id = 0X7565,
    + W0 K! B) p5 F4 G- y+ M

  3. % [! T9 t1 J' U' M! t4 M$ w
  4.                             .init = drv_ST7565_init,
    6 Y7 V/ Q* l" H' K
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,0 u* c9 g( F: O, n. K- s) ?
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    ! M% x! P3 t) U3 d
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,; m1 w) |) T# J( T% b" i% x
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
    4 ?6 x5 r0 p6 c5 a( {; t$ ]
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,. s, z. H5 ], r# `
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,  c$ K9 X: K' H5 R* R" Y1 n+ L
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    ! m6 X3 B5 j7 q1 I+ ?8 `
  12.                             };
复制代码

$ j8 M' _& I/ a3 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);
    " P1 b) d6 r2 s( m# `8 Q  T
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);! }" ]0 W" `7 {  s% \
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);% d( L. w" p, x7 s) y* u3 g
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);- c6 ~; `# M2 k. _
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码

1 ^! ~9 g# K$ E0 u* I$ ^5 L7 f' x
    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,
    ' A2 {+ k8 O+ q: s; X& Z; N; p. a
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。/ d1 a5 @" X2 w' H+ z. L% G
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */) m( M6 g) I: \: p6 s5 Y
  4. struct _strDevLcd. u0 m. _1 R. R9 z; V" ^1 b
  5. {
    . s( V3 L* `- M+ X4 u$ u8 Z
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开2 Z0 q. N; W9 m2 @$ q
  7. 4 }/ H5 Q  _) F) q6 F' t4 w% J
  8.     LcdObj   *dev;/ `2 T) Y' ?: t' U! Q
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/
      L" o+ A* V% T7 c# y( }0 d
  10.     _lcd_pra *pra;1 c6 v  r7 u7 N( u& l. V1 F: F
  11. 1 Q. b$ N* I8 Z' ^! [  \4 Z
  12.     /* LCD驱动 */" n  {+ ]4 Z! Z/ S3 `% f2 M
  13.     _lcd_drv *drv;, ~, i6 x# R/ b- n  ^8 n. ]
  14. 0 L5 w3 C  Q2 V8 }3 _
  15.     /*驱动需要的变量*/
    8 a$ m) Q+ t! U9 {# p" @7 X
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。0 [* v+ c& n5 l: ]
  17.     u8  scandir;//扫描方向: A' |6 r6 W+ }  F& c8 [
  18.     u16 width;  //LCD 宽度% h4 B: V$ l# ^* o$ O" i
  19.     u16 height; //LCD 高度
    " n  e* k( S7 {; X" k3 Y
  20. 9 \1 W1 a0 `' ]4 x$ x
  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
    7 R: M$ G( Q$ [1 _" ~! ]
  22. };
复制代码
* K+ D1 J. I* |! m: n4 S# ?
    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. A: R- v, D# }
  2. {; o" [7 k- J7 h# ^3 F' @. w; F
  3.     char *name;//设备名字1 z# F& B# Z0 |
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上) B9 G7 n3 N1 Y2 d8 g" Y" J2 S. A
  5.     u16 id;
    * x$ ]; o; d9 m+ L! S1 g
  6. }LcdObj;
复制代码

6 [6 M6 e6 S" {* s
成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
  1. typedef struct
    1 m7 T3 @0 _# B. y
  2. {) B' j( S# p5 ?6 l
  3.     u16 id;
    * F1 q/ \! P: h, s& C* u
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏" t$ L# @5 g7 ~$ V. N" C1 O5 b6 X
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏( k6 \" Q! R6 _& E5 S! u7 c' r/ h
  6. }_lcd_pra;
复制代码
" P6 _7 N/ f* b; k
成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
  1. typedef struct  . I* o# t) {, T/ x( {: P% X- g
  2. {8 P0 j, [. G% S/ m5 u. b) C
  3.     u16 id;
    ( ?' U6 w" `- z; o1 W5 a/ ~5 U

  4. 4 l; e: W4 G: q! @: }4 F$ \
  5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    " B/ U  S% r, j. k' C

  6.   |: U& _; ^4 O
  7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);$ L- e1 I6 S# R. E2 s
  8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);( A- }4 j% ~% h
  9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    ( I. ]( R% S* U0 Z* ~/ h7 n% g
  10. 2 N6 P/ [7 a+ f4 {; |8 i7 @# e7 P- q9 F
  11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    ) O$ Z- ?8 z. ]1 t5 I' p

  12. + q+ k+ ]( q( E8 f
  13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    - N* k( f& S" R) o7 ?( l3 ^
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    ( {! h( h6 B! L: K9 e
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    8 [6 y8 Z* a, f5 n. c! T, }% b
  16. }_lcd_drv;
复制代码

4 e1 U0 ]# ~2 h/ ~+ i$ I4 n6 \2 E0 W' z* j. H
  • 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。& O$ D, Q5 _: L! o6 e
    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( i2 H3 K6 y( V/ X; o3 P
    请看测试程序:

  1. * z" h0 i3 F$ U3 b+ d( E3 [
  2. void dev_lcd_test(void)
    8 t: f1 k7 u! b7 c6 G
  3. {9 Y6 h# A# C. U' h* n% t
  4.     DevLcd *LcdCog;
      j" v- l9 e. s" |9 U0 w
  5.     DevLcd *LcdOled;6 A5 J1 ]0 ~; P. E
  6.     DevLcd *LcdTft;1 t% i* H( s! g& P
  7. 8 t4 m0 |9 `- E# h+ v" K, o
  8.     /*  打开三个设备 */
    8 W# b' Q* w$ y2 t9 V" V+ O6 c
  9.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
    $ p" M5 c. l! l: I  r1 H
  10.     if(LcdCog==NULL)
    5 T7 c! B+ G' i: k
  11.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");  B* P! V% r) Y( w  \- v

  12. 6 n0 M; d( G4 s$ J' A1 O# `: b
  13.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");$ u% F8 ?6 F* G
  14.     if(LcdOled==NULL)  K. w$ P) `7 k) a
  15.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");
    4 Y. \) Q( O! ?4 \+ r

  16. ) r4 l7 w$ u4 {2 f
  17.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    ; V4 S3 S) j4 B' y, p, k3 e5 }
  18.     if(LcdTft==NULL)
      _; n/ z. B$ \
  19.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");: m5 ]$ Y! {, @5 Q" e1 E

  20. # v) v. N3 V( J+ v" I
  21.     /*打开背光*/5 G6 ?& C* E- Q( ^- Q4 U
  22.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);
    7 q  [& Z6 H3 {3 u
  23.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);
    ! |) N5 n9 J4 d: A. f( d; P: s
  24.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);# f1 e. K6 Q1 B1 b

  25. ; n$ I) W* s# Y
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    2 w$ _# S  F# k
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);5 d, N; B; f& N5 L0 }) G1 \* R& s( D0 H
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);! {# D- L" o4 p  J
  29.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);& k0 [3 {6 k5 F5 b% z, ?
  30. 7 r7 \; w5 b- c% y8 E5 G* w5 e$ P
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    & B: Y+ L6 p9 B
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);
    / Q1 [2 z( G- k& T1 U# f. d/ r0 q) M
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    # n8 b; O) X% Y7 J6 R
  34.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);  v$ ~0 V9 N% c8 Z1 A

  35. " O4 x5 R. o. C
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);1 x, \6 E4 N  A4 _
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);
    4 }9 x; U0 T$ J4 M# p# j
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);$ i( ]5 a3 F, Z, `1 _( B, ^/ l
  39.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);* g3 f3 d1 R3 h: k6 a9 y' z# N' O
  40. 5 W2 x$ C( ^7 t1 ~$ }/ ^
  41.     while(1);2 ~' J- I- W, z6 m0 X% r
  42. }
复制代码
9 h9 a# `* s2 y2 K
    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
    7 {8 D+ R8 L- J9 D
    现在的设备树是这样定义的:

  1. 1 @* N. i+ V  b: J; [) p  a. Z
  2. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=. E' H' i1 N, w9 d$ r7 _
  3. {: j( }% S+ h' _9 P
  4.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    + C2 y* A5 A1 O. B% W) }7 `
  5.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    ( ~/ S# N9 G# }3 s" J
  6.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},0 j3 C( W5 R8 z' o8 W
  7. };
复制代码

+ O; X' n2 [- r& K# e/ J
    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 R: x% `2 c9 W, w& e
  2. {
    / Y/ i. ~1 c& C, x7 l; F+ D8 g9 F3 m
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},
    ' j: c, d* O3 i, R" H
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},( K9 M! \* @. R0 i4 p$ w
  5. };
复制代码

* |% e- g6 C- k. @9 U
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。
/ r! v$ Q- f4 I5 \) ^& |3 \5 N
6 H3 E) F5 R' F2 ?- v' D
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
收藏 评论0 发布时间:2021-11-7 17:35

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