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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。
% \3 u) Z+ I' s
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 t/ [4 S. I# x* D
    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& T- }% @# v6 k; Q6 O% U) x" i
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;
    & Q5 j" D4 P, B* n
  2. void ledset(u8 sta)$ J+ \4 g6 n/ Q0 I
  3. {
    % D: A5 }" \9 e. j. r; o& z
  4. }
复制代码

+ ?7 n) o" d6 z9 P2 w
    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. /*
    ' s$ [0 }, M9 X* h  ^% P: @2 T* {
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。
    + ^% l3 w. d, Q2 y5 _% b' e7 C
  3. 这个结构体就是一个对象。* L# |/ b5 s* Z3 S. ]( [
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。1 I; ^7 n5 {. U/ @/ Y9 J
  5. */
    : {% i# k  m% @6 l% o) x
  6. typedef struct{4 _! w: N1 U8 Q; ?# D6 T
  7.     u8 sta;' b) H  A% T# U/ o* \& A
  8.     void (*setsta)(u8 sta);
    0 r8 P. V! r  E
  9. }LedObj;/ C4 M6 m! `, J( ]

  10. 0 w% Z4 r( S# \4 @' R
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/
    # K" q; X% q! O/ j
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta)
    - l$ {  o6 l7 s
  13. {2 A) {9 z2 ?: |8 U0 J
  14. }
    2 r+ C1 ~( {! x, @7 o$ u: F2 a

  15. 7 ]% s0 w/ [( m: D/ V: [8 m/ x, j
  16. LedObj LED1={& _$ C0 W4 L3 U* Y
  17.         .sta = 0,
      }& Y) s  y. \( h6 e
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,
    . S1 ~+ k2 j* n8 y$ ^. A
  19.     };4 [0 N' g/ c- \% v- i
  20. " ]& q+ y  b" ?, d# w1 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*/% Y. @. a0 s% c/ X: M5 T
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta)% |3 |! o+ C2 J3 s3 U# t" y& Y' G
  23. {" M5 j2 E% N1 {* [; w
  24. }' ]; i& A8 n7 t- X) s
  25. 0 E5 q1 B6 b# p5 c: t+ H0 \' p
  26. LedObj LED2={
    * _4 h; x- y- `# Y: |% D6 E% a
  27.         .sta = 0,; r% [) d' L& A
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,% }3 k% C4 |' S! p7 ]8 ?
  29.     };
    # |9 b0 Q+ A% L
  30.     7 P0 Z8 C" A' D+ ]% W9 L
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*// o) p/ n1 ?, d( i+ h  n
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta)
    " D! v) Q: f6 ^( |4 I7 ?) R
  33. {
    3 o  n3 W( a# D/ k' i2 D+ q
  34.     led->setsta(sta);
      K) n1 T- @: J, {3 x, `$ ^: D
  35. }
复制代码

4 D: m! u7 }2 s0 _3 @* R1 a% y, e
    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?
      r8 z3 |3 M& Z' u6 i; r5 m( I
    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。7 [$ P' s5 y& 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. /*, g- q" l% T/ m3 z
  2.     LCD驱动定义2 H4 G; i" h- W8 H, m
  3. */+ R. [( Q7 v! a6 |( t0 Y
  4. typedef struct  
    ) S# A" p; V6 Y3 v5 C# M4 y
  5. {: l4 I. ~7 J+ x
  6.     u16 id;2 A' U/ k8 G) x+ i, C

  7. : g) a3 z! Q2 k. g
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);5 Y/ ^; J. \( S0 H9 F  S1 V9 k) b
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    8 x: o. \( J1 F, c2 |( k. P& ~
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    ) a: z+ B) Q: i7 t
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    " k5 j& w& J7 E# D" @
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);( }' N9 W9 l5 ]
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);2 H8 ~* q( C; j. X3 h5 i/ ~
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);/ n$ |7 D! f' x2 N' \# B. @
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);) a& R9 O& a& [% P; u' o% Y( u* w3 c
  16. }_lcd_drv;
复制代码
5 o2 T2 k( X3 P
    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
    0 `# }2 a' }6 t+ t
    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*/" C; B$ u% c, S, U
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={
    % p- w* D. G8 `# Z, a# O
  3.         .id   = 0x9341,
    6 v7 _. Y9 t+ L
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度" S6 S$ ^2 X' ]' e4 A3 f
  5.         .height = 320,  //LCD 高度
    7 u9 z* X0 P1 u7 t2 m
  6. };
    2 e; g5 w, _, K+ Q, j0 _9 l
  7. ...- n8 ^3 f! C& ?" l5 [9 c* o! B
  8. /*各种LCD列表*/
    ! h- @0 T! R) x2 h- N
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=: U, L. T: |) c" T+ c/ s- d% V& J
  10.             {: |2 w0 L" L. _% b- V* b
  11.                 &LCD_IIL9341,       9 d5 ?5 L, S# H
  12.                 &LCD_IIL9325," x( b  R$ r1 f7 h" D
  13.                 &LCD_R61408,3 _# f3 \2 `& ?/ Y
  14.                 &LCD_Cog12864,
    " J8 |5 ~" e4 |& y  S' j
  15.                 &LCD_Oled12864,0 F' }1 A6 R+ r: `" X/ }
  16.             };
复制代码

$ H" t2 O* B1 C$ ^3 q
    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2 l: s2 ]# p* H! z5 P2 H6 B
  2.     驱动列表*/
    % j: [( ?4 T: ]- D! [" Q
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {
    5 z! G/ n0 N; {" H2 w
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,! m4 P* `, R0 U- @( Q9 j2 H$ N
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,
    # s: u- W& B, O- o4 `0 g
  6.                     &CogLcdST7565Drv,, S$ G3 c6 ?5 n; D
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,
    2 m: _+ T  i+ c9 q7 l; o& |
  8.                     }
复制代码
2 D/ U9 q7 v, U  Y
    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*/- F$ P0 Y9 y& m- k, u7 f
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备
    8 r/ b; @( G% V+ |. U
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=- Z8 T( w( x" q9 @+ C& o* Q" r# Y! N
  4. {
    " n# U- y" M  z, C% [) _9 G. O' K
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    ) d8 y7 i/ ?4 @2 ]/ z% X
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},: l& Q5 ~6 K7 |: {
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    - C: O, E  b) r% g
  8. };
复制代码
5 j8 h1 c8 N( d7 n2 T$ _
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)+ P1 `. s0 [' M' d
  2. s32 dev_lcd_init(void)4 L$ P  j" s$ o4 A* k& K0 p
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
    / g9 f! O  v+ N
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    & f5 \  @3 R/ Z+ _8 c% y2 p
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    , N# s; U1 H$ z+ R
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
    ) G2 N$ Y2 B( k& Y- \$ Z
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)3 V* M" E1 E- B& L6 J/ p7 F
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)) k& L& {+ O3 D% H% i, ]
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)/ t0 ~! P) b/ M8 ]6 I
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码
7 }- Z3 {7 q, x# W0 `
    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

( {0 y# Y$ `) o* w    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 = {
    9 m9 r& i" d6 z2 W
  2.                             .id = 0X7565,  z) N; ~0 o. x! }1 \2 S5 ~/ t+ E$ x% p

  3. , M' k+ w( [9 X3 O. t
  4.                             .init = drv_ST7565_init,
    6 D7 R' O1 G! @
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,
    % V8 B( {1 _9 n. G
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,/ `: O) b5 K$ \
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,+ q- X; [! U. B& d3 O: g- t
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,  n/ a3 r# a. {& `) X+ l
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
    ; E# u. ]7 G6 e) P+ O
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
    * e6 a; N' p8 }( {+ u6 T5 @
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    , E9 T! m* [' r
  12.                             };
复制代码

4 u, T! S; G1 L9 D* I
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);% W' o  U0 C. i1 y: t2 X) n
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
    9 e# `% L) n4 d6 m3 D: A$ J
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
    ! s; M' T- r5 t" ~5 a
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);- L' n& h, w6 a6 M9 S
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码

- ?+ m' S. C1 e( _9 a0 X7 t
    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,- i' Z7 e6 @: y( D
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。
    - W& `: \& g" m
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */% k6 S2 L- o( \: W" a/ ?( K: G
  4. struct _strDevLcd- g* C* A; g" [& a
  5. {
    9 ^) B. d# K9 B% n
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开7 H8 h7 f0 s# y9 N* c2 M

  7. / i) E* H! |: C
  8.     LcdObj   *dev;: j9 V# R2 r" {9 R5 J- K$ Y- \
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/
    2 R0 ?9 j# u- `* L% N
  10.     _lcd_pra *pra;( k2 t; E* I% K3 W

  11. 1 n  {- r8 I/ c
  12.     /* LCD驱动 */
    2 j, Q5 F7 w( d0 O' B
  13.     _lcd_drv *drv;: Q* C/ [  m& U5 k% `* y9 c7 U% P; l
  14. . s7 F7 O$ |5 k0 N3 ]5 {: P; G
  15.     /*驱动需要的变量*/
    % S" s. F! R/ v0 }1 y
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。
    6 K- _* \" X- m1 G0 O- W
  17.     u8  scandir;//扫描方向
    8 W6 v# h; H2 U  X$ f
  18.     u16 width;  //LCD 宽度
    ' l; A9 ]: P0 d$ M
  19.     u16 height; //LCD 高度; A) q# O' ?6 G6 c  }' k3 ?) e/ u
  20. " z* L7 I- I, k
  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1 U' ]- W0 \4 s% D$ s- G3 C
  22. };
复制代码

$ d6 O9 y8 ?" f6 V
    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
    3 l2 ?; M, D" k; [
  2. {
    4 E) b7 [& m" S+ w
  3.     char *name;//设备名字
    * _6 x: A7 \# p1 a. N
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上) _; X" r/ n5 ~
  5.     u16 id;+ L. _' a# U0 B
  6. }LcdObj;
复制代码

* q8 d7 j9 {& z7 j
成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
  1. typedef struct7 U% u$ r. g( d% @9 h  N3 e
  2. {# y; }2 Q( `. [& @  g( h' O
  3.     u16 id;
    2 B$ E  e( q1 z8 G, C& D0 [
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏
    . [# A9 U) S& h; N  V
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏% b& h7 V. r  {3 l, ]  d
  6. }_lcd_pra;
复制代码

9 ]* U7 N" J+ ^; H
成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
  1. typedef struct  0 c. G1 `3 t! h# l9 c6 v, v
  2. {
    : t* ^; B) I/ X' V
  3.     u16 id;
    / W) W4 l, C2 l

  4. ( g7 d' G) r1 k5 ?* e2 O( p
  5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    5 h. g8 {2 T. H

  6. 1 j7 d3 L" t, X9 _
  7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    ! F, N3 W" r9 j, W2 z: D& w4 M
  8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);# f2 H) V4 p2 E2 `1 M; f9 m
  9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    : P3 @9 ^( O. |
  10. : c9 y9 u( n% y( G: J4 n8 ]
  11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);: r7 H9 R& [( z% y+ @4 }. b

  12. 6 M$ P& h% _5 j
  13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    ) c$ u0 P5 Q9 B% _+ O8 I5 P5 U
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);# i1 G  [" N9 \; l1 H
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    % U3 ^+ ]  ~  L5 x$ o
  16. }_lcd_drv;
复制代码

8 p0 Z; A5 b1 [* j+ e7 C
  {$ T' H  a. D# I
  • 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。' f5 p8 ?2 m0 x5 N
    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
    : @7 F( p% g$ R* Q' T3 d
    请看测试程序:
  1. ( W9 x4 Z# W3 k7 a* a3 ]* K
  2. void dev_lcd_test(void)2 e+ w# q2 O- K2 g1 n5 c- D' t( ~
  3. {
    4 n; i  w: C3 X6 Q
  4.     DevLcd *LcdCog;7 }2 D; |* c( \/ v! B/ ^5 D
  5.     DevLcd *LcdOled;; t" ]2 ?- }, D7 c1 N7 Y
  6.     DevLcd *LcdTft;: v- e0 M: X2 E  e

  7. ; r( X* w7 e! C1 B( c, e3 x
  8.     /*  打开三个设备 */3 f7 \/ l0 z* d2 ^
  9.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");& g8 K; X8 _( e8 |% ]
  10.     if(LcdCog==NULL)
    : |3 {6 }5 |: q
  11.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");. W: ^* E1 ~9 W( R  |/ @

  12. ( x( m+ Y0 c' }" [
  13.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");
    8 ]0 ^7 i+ s! X8 a
  14.     if(LcdOled==NULL)
    " b1 ~/ G0 t4 f7 e, f4 ]
  15.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");
    * U: T1 s4 S' ~; c
  16. 7 P  l* G4 h5 j7 E4 }# u" ~
  17.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    8 w% P; n' _: i( ?/ B" S7 r' [
  18.     if(LcdTft==NULL)& |5 f" }! d- n9 P( a- b) q
  19.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");
    7 U- s: v1 R4 a& G" z5 p7 O) \( s
  20. / K) T; D' C+ o9 k
  21.     /*打开背光*/  m: V  T' Q. K5 d& b
  22.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);
    : w! _# O$ _. u8 h' z( `: F; z
  23.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);4 R) L' N- n) }( N) u' N  H! Q& q
  24.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
    ' ]" H* y4 D" U9 ^1 |7 l
  25. $ K' j7 ]: ^- T5 e  \& w% {' Q
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    5 d0 L; P# g9 X7 y1 j- S
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);; b" q1 ^1 i. z% b
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);) b$ W5 |0 O  X9 W
  29.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    , N& ?9 |/ X! z$ T6 p1 n$ S# P

  30. 3 Q) N) Z& Y, \1 P( ]. _$ L
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);! v: N- f) o* v; o6 A+ @3 P3 K4 p
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);
    5 l* t* a' |$ {( b1 ]9 b
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    4 x" [6 m; H( }" K
  34.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    ; J/ @. `/ C# ~% Z6 _9 n5 o
  35. / P0 u  E: \; Y5 _0 A3 l
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);
    + }" C  f1 F5 z! x! B
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);
    9 y+ m% Z) B1 X' M* d$ C! X
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
    : @) H! M8 _5 N0 _+ O; q
  39.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
    , q. K. f- S5 {4 Y

  40.   H, ?9 c) i  f, F& ]
  41.     while(1);
    # a8 g4 w3 a8 f! g3 f
  42. }
复制代码

: C" c) e4 i$ J! t/ ?8 G+ j
    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$JOR.png
  • 好处2
    # `* O$ Z' w. f2 }
    现在的设备树是这样定义的:
  1. 9 f" c- @& S* Y8 Z  p$ U: u* X# w
  2. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    # U- e5 d- Y. n4 d. _2 x
  3. {
    0 W+ p' n2 o% e$ N2 a
  4.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},5 s; E& U# I, R4 ?8 b' F
  5.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    ; E. l4 ?  R! o9 Y4 ~: D6 T: v
  6.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},7 F' E/ W$ O+ U. q% B4 h! G
  7. };
复制代码
/ T( \% D4 p: A3 Q
    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]=$ N3 z* L1 Q& ~
  2. {
    2 V: W( S3 C; ^5 J! {) F
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},3 G+ X+ c6 i* v7 s8 e8 U2 w
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},: V- l; s5 O' {, m; T3 t
  5. };
复制代码

. q0 G5 `8 L% P, O+ f8 t
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。
/ w+ l. b7 h5 e& D2 ^# _: R" {5 M
5 c4 K3 q1 {: O( t
}PDNSD7BECPT})@R~)BK%9K.png
收藏 评论0 发布时间:2021-11-7 17:35

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