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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。
% B& q" w7 ~' r, l, l) m- f
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
    + ^' q/ a: L; A9 C3 A3 g' c
    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?

    & t: R; r1 A- ^/ j3 j
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;4 y, H$ A8 X. K
  2. void ledset(u8 sta)
    ! R5 \4 u$ g% Q, N- G
  3. {+ T/ I3 q! c' r1 b3 t/ N2 y
  4. }
复制代码
0 d2 a+ ?& T- l% U& F6 b
    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. /*- ?8 i: N1 ]4 G9 q
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。
    ' Q/ u: }0 ?9 F: t4 N4 m. a  b
  3. 这个结构体就是一个对象。" _! E) F0 l- |4 L  R5 W
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。
    ' P7 n: a# r* f0 ?3 w. d
  5. */
    : \4 s3 X# N  ^* B( ^9 W
  6. typedef struct{
    ) W  T, @7 S9 A8 x! R  z% ]
  7.     u8 sta;
    " r1 o+ n4 E) M: c& Q& T
  8.     void (*setsta)(u8 sta);) l% O0 r! X; p0 v
  9. }LedObj;' }6 M8 G0 y# R# f# ^1 [

  10. ; u. I5 a9 S1 P4 D
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/
    - m0 ~; s# w2 L1 a  ~; j( T$ c* e
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta). [( m+ m! X! c; Y1 h+ N
  13. {
    3 f2 I) m/ {! b5 D6 u' \3 Q
  14. }7 g& F. z/ J* N7 I5 k  H( N
  15. & u& j% i* G1 f' X: i8 l
  16. LedObj LED1={# y- M& U$ g" Y; W' E! `# M# P
  17.         .sta = 0,* _; j" r: J$ ^# I# q
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,
    7 f9 Z* Y. D. H
  19.     };3 M3 X3 h+ L# E2 a( ?3 X

  20. ) G$ f, J; p4 \) |! ~* I. A
  21. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED2,并且实现它的方法drv_led2_setsta*/2 H) [7 f* n- W; o
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta)# N, O3 r! A3 r0 l
  23. {- N& b2 e; @4 U! m
  24. }
    . W$ W% T' w$ Z2 m$ Y/ Z7 h9 n

  25. , r/ b+ Y) m1 i' H1 n  H
  26. LedObj LED2={
    9 U3 ?% M/ ~& t  P9 p5 q( B
  27.         .sta = 0,. d& y. \+ a' W4 T7 s; |
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,
    7 f  a7 i+ z6 M4 y
  29.     };- `$ w0 ^: p3 ~# W- ~+ B' ]) t' u
  30.     & e) L) ^' R# M" c4 B2 E/ o
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*/$ C6 B* r/ E% c5 U
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta)
    - C4 W7 Q7 O; U
  33. {
    : x" Y8 H7 Q# n( x. V1 [7 Z. l  b! }
  34.     led->setsta(sta);' ~; V2 l# Q7 I8 ]" a. z; a
  35. }
复制代码
) [/ w- d: g8 u$ {( P# r
    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?
    / y  D* N" o, K* _1 Y
    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。- k( r, b  E" K
    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. /** V: p* A' r6 \- n
  2.     LCD驱动定义. }7 J  k* l  a# C' M: i6 k! L/ }
  3. */
      Z" w5 b& j1 [5 f5 s& P. @% j
  4. typedef struct  
    % p/ s0 i$ r( ?. G( e8 g
  5. {$ x8 b: n! P! I0 Y
  6.     u16 id;4 g* C9 ]6 c4 @9 T  D6 i3 T3 F/ j
  7. - D  n4 [5 q: H) i
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    ' N4 T1 g# I7 [1 M; ~
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    4 F+ U' A% C* x6 y7 R3 t+ m# Q5 ]
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);$ _7 q2 b0 @  J& O8 O+ h3 D
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);5 i! h# e  T/ G+ w3 U! l/ w* r
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
      U$ M5 I3 I8 |: T: {7 T4 k
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);, W4 ?+ g8 B3 Z- r9 }6 h6 r0 {+ m
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    ' s; k# P* [/ b6 Q
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);$ A) |, f4 Z" }, v% k
  16. }_lcd_drv;
复制代码
+ j& |4 M' q' X2 k
    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
    : D% R# Y8 Y" f! N( m% L6 g
    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*/$ i/ p& b3 n, u0 o3 ?2 A
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={
    7 s1 t7 ~5 m2 T; [
  3.         .id   = 0x9341,
    8 |. J: {* C. I7 k
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度2 r' D$ ]  ]. ?% X& n& u3 P$ P
  5.         .height = 320,  //LCD 高度& x  k" W. d2 [. F3 h" {
  6. };
    $ \. D# u9 z4 g8 Q9 b
  7. ...8 O0 V4 b+ {" |: G. M
  8. /*各种LCD列表*/
    8 g& M6 W9 d3 A' @% n, K
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=0 o" {- E2 R+ q) R6 f7 r, p6 @" x, Z
  10.             {- V" ~: w9 h, X9 T, H
  11.                 &LCD_IIL9341,       ) K% F1 x+ L) w& r
  12.                 &LCD_IIL9325,
    * ~" D% ]  b9 W5 ^3 v" k# e) w: N
  13.                 &LCD_R61408,
    ) ~, n, p6 M1 x
  14.                 &LCD_Cog12864,
    " Q! |; t: I& Z5 t
  15.                 &LCD_Oled12864,
    + N% p! q8 ~! d/ F: q$ {1 }, h
  16.             };
复制代码
0 Y8 L1 K  W& g) T  R5 b! R, q9 f( Z$ y
    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
    3 }' `4 j4 S: a3 t/ v
  2.     驱动列表*/2 Y0 j1 J/ Y) s: ^+ A
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {; b* I$ ~5 b3 m+ s
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,$ ?) P5 h$ o* }( h, n
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,
    , E- h1 [) l: X8 E
  6.                     &CogLcdST7565Drv," Q! x. u2 s; o( l- V
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,
    ! G+ U* R& z4 S/ L$ Y3 Z  l
  8.                     }
复制代码
# W& b- {$ Q$ 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*/9 `; Z; \# y& n' M; E4 {* I
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备
    # d0 l$ {0 P" r. Z4 c5 J9 r
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    . r/ M/ n, ~8 N- G
  4. {
    8 S, ^7 h1 F8 S2 o( n& Q8 c/ O
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},# g" v5 W" P1 t2 {
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},/ c& K8 Z$ ~0 K+ |& e" j
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    2 W: d4 e( F& T6 H& V
  8. };
复制代码
9 K& i8 |/ c' ^, C
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
    0 D9 h, m5 z0 t' K! Y# ?
  2. s32 dev_lcd_init(void)+ {: M$ H% \, O. J
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)2 A/ ?1 k! y2 I$ _% C  S. d
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    : q8 \; h- @) t9 x, K
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    4 {! P3 e6 q" c. `
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)& m  w; [: _5 z% ~5 m+ _
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)$ j# ?* R" i' G+ }6 L
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color): G4 ?$ D" S8 R8 P+ ]( j4 F9 G
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)
    2 W8 |8 p! U, \! S; b# f
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码

6 ]6 |; W. F3 ^" X
    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

2 R! @1 y8 W, L7 X1 G    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 = {
    ' o1 f' k7 |* Z
  2.                             .id = 0X7565,
    8 C4 g. r3 O5 E5 J% S

  3. - N9 k3 k. [. P0 y+ U( l; |
  4.                             .init = drv_ST7565_init,5 r/ h# c5 @# F
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,
    7 Y" `$ {- o, x1 K' S- I
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    - v# L3 w% y$ F- H2 e
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,
    - W- T* a+ [# I2 t4 f' u! G
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
    1 p8 s1 f0 h$ `' P5 P8 l- [
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,8 f/ V* X% K) f$ l  f1 \
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir," O' w; p1 @4 z* j9 d, u: K6 H, D0 u
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    1 p+ m$ |2 y0 {# b& v
  12.                             };
复制代码
8 f" |- W# ~  F0 Q7 E3 U% d6 {" G- L
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);1 G: _1 x' ]8 B0 U8 d" |- H
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);0 [, s4 a7 @5 y4 g3 L
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);- e! l, U" Z% C
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
    6 t" k* L; i$ l* H2 P' L( J8 N
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码
! t8 d& Y+ ]# i, \5 m. d3 ~
    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,
    $ b( j8 z7 N5 p3 q  i: |
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。
    ! q5 G: R2 _# q/ v- z
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */5 s/ K1 D/ D2 u( l! M$ Q
  4. struct _strDevLcd! c* L6 L3 @  @* D: x( b0 Q
  5. {
      }4 B( k& V7 K7 E( F
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开
    0 @7 }$ N6 T' V* o
  7. " E, d) V2 Y1 ~8 ~: {! m2 e! v
  8.     LcdObj   *dev;) a, b  ^: H' {$ b
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/
    + R9 M5 Q. m8 j4 V* y
  10.     _lcd_pra *pra;
    ; Y2 _, d/ ~) x% t4 c2 t$ |. A
  11. 6 _6 x4 A2 A2 h# G
  12.     /* LCD驱动 */
    . \1 f4 b4 G7 x& {
  13.     _lcd_drv *drv;
    9 Y1 n( ?) L" s" }2 }0 q0 Q# d8 J% m& M

  14. $ v# G* Y" o5 V1 {' t# z9 `
  15.     /*驱动需要的变量*/5 L+ ?- ?, W/ j+ e. ?
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。
    $ @' S7 r  R, r& B- y
  17.     u8  scandir;//扫描方向4 I6 z$ D) T' F2 Q- h' A5 E
  18.     u16 width;  //LCD 宽度
    8 e" \( Z- c% C9 \0 P4 ^4 }5 N
  19.     u16 height; //LCD 高度
    9 ]; Y  c5 ^; x" L% d! K$ F
  20. % m/ j5 \1 d; N' N8 F
  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$ P) a5 D; n9 ?* |- \! t
  22. };
复制代码

" E% a1 M# W4 O' N9 p. p2 v8 H6 z" ~
    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: i) G9 g8 u# \: x( c
  2. {2 T; ?# ^% Z2 h7 l/ r* P+ B
  3.     char *name;//设备名字" A. C9 P& D3 v, ^6 v. O! n% N+ p  a
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上7 R6 m6 m  {4 \/ ?/ j: T/ b1 \$ b! D
  5.     u16 id;
    7 @5 n. i; T2 N1 e. r
  6. }LcdObj;
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1 H$ M' y: r& o. n) }( ]8 s
成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
  1. typedef struct
    1 I, [' Q. a' o; @
  2. {
      z6 B& l2 D! }( b
  3.     u16 id;
    2 W, O; t; W+ x% m/ }$ q
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏* K$ p- L5 U- ?
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏
    * c$ ^' H7 b* M# N* ^( i- K7 _
  6. }_lcd_pra;
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2 g- _# W7 @4 A8 Z. S- f/ E
成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
  1. typedef struct  2 B& W+ r' _2 A$ y' d/ N9 S1 ]) J
  2. {
    9 D6 Q& W# I/ u" q1 W
  3.     u16 id;
    4 `( g3 @2 @- V, z

  4. # d2 ?% t# [9 M: M, X, N; C# s" ]
  5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    ( N  q" k. B5 E/ ?( X) h

  6. + y  f* v$ f* _
  7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    # C* H1 i$ T! x4 g1 W2 U
  8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);" l: C% }1 u! b( L- ~
  9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    $ ]: B, G* z  \; i4 S  V
  10. $ S0 A' e2 U: ]6 @
  11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    7 [, k9 P8 [: a0 I0 U) a
  12. : y6 {$ T2 r* m+ S
  13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    / i/ K' T2 H2 U0 F  @# E; f
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    + W( H6 p: E$ r; v0 D, v
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);0 y) h1 T( \% V; i4 y5 ]7 E" _# {
  16. }_lcd_drv;
复制代码

, C; R9 X! ~. M
. K! X$ T+ q7 t* N0 V( s% F' 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。
    ! s! p  U# |( `
    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/ Y1 b. f0 w) C7 @" {2 v
    请看测试程序:

  1. 4 F' E: W& C1 V$ s; \7 x& n3 z
  2. void dev_lcd_test(void)" Y9 f1 O: l' o5 b& v
  3. {
    7 y$ f" B, I$ J  J; G
  4.     DevLcd *LcdCog;- o; D$ }( l$ N9 @& K
  5.     DevLcd *LcdOled;: g0 V2 J( ^  Y3 N1 y% M
  6.     DevLcd *LcdTft;
    ) r1 h3 i  R' q& c, g

  7. ( p" S9 {2 m: r; m6 d9 k  j# o6 y
  8.     /*  打开三个设备 */
    , f6 e! b8 v' i5 g' t
  9.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
    ; |5 y5 n& Q+ r" X* W, {
  10.     if(LcdCog==NULL)! u0 \5 B* Z7 t6 T
  11.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");( r" z% V0 L; O% y
  12. 2 z& b3 P* A5 _. i
  13.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");
    9 \9 c% I) I1 x1 w1 S( l
  14.     if(LcdOled==NULL)# Q5 @, E+ K* s, i( A7 }2 [) z9 m
  15.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");2 r. Y' J8 ?. a

  16. 5 I* Y$ |" B! r7 \$ ?7 C* `6 p& o
  17.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");' O+ }! P8 E  C  `" u" k! e( Q
  18.     if(LcdTft==NULL)
    $ }2 V% [) v3 A# W
  19.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");% v- D6 I* G' I
  20. 8 i$ k+ b; Q3 M( D$ v6 {
  21.     /*打开背光*/2 s1 v, Z6 G" a8 i/ q
  22.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);
    : J/ X, X. k* z) b5 V
  23.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);
    " K! P0 W8 h4 M+ g/ d
  24.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);; I3 Y0 M: D6 Z1 A

  25. 5 _8 V& `- i- A( Q# v1 a
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    8 o6 t# |' V- Y8 O
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);0 s/ |3 |  c% q& d4 Z
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);7 m7 G& O6 o' ^" y7 R; U. @
  29.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    2 D8 o2 L3 R  H3 {4 a) B
  30. % L/ B- B+ c/ P# Q; s
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);5 o& k% p) q1 z/ h$ k/ e. S9 {
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);( P# _) i& m, l/ q4 x% }
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    . M: ~! v" U% s8 K& y/ b% P4 X6 V
  34.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    % }# q. O6 B) h" E1 d6 w
  35. 9 W* W8 S" d6 S& [2 P+ V
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);
    : h3 W- D; X$ x/ _, i/ z. p3 ~
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);
    5 }2 K: n% S- x- J) d
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);1 t- l% q/ G2 X
  39.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
    9 b* b+ l8 }4 n

  40. 3 \+ i# V/ Y, ^- u; g% {
  41.     while(1);
      W, f: x" |0 c6 E7 W$ K
  42. }
复制代码

8 D5 @6 B/ t2 \
    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$JOR.png
  • 好处2$ m6 I  `' K: y% m- C5 _& M) T
    现在的设备树是这样定义的:

  1. 5 a: n8 R0 i4 B
  2. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=$ M. O4 y. W! p" @* D( [8 F
  3. {  {% J, C2 R! Q$ Y
  4.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    ! F. I8 x* D0 x, S; L, t/ i0 ^( a" {  a
  5.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},( [9 q" Q# N% ?" c
  6.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},4 ~. \1 H; d4 e  v6 |3 ]
  7. };
复制代码
/ t' K4 W0 z+ ?0 r( w5 M4 |1 w
    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]=
    : ]: j7 Y: s4 C7 U7 {; e+ ]
  2. {
    1 [) V$ ^6 Y/ I+ i8 f
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},) U! b! G) R9 a9 K$ k
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},8 x, G; v" L2 F# S0 ]8 `
  5. };
复制代码

" ]- \/ B6 F9 K9 J! |" F% s* r( L
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。
% _* g! y! S, _* A1 R: e0 F* }0 ]
  d- D  o4 b6 B7 v1 l( B* J
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
赞 收藏 评论0 发布时间:2021-11-7 17:35

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