【经验分享】STM32F7---＞使用LTDC接口驱动RGBLCD，并使用DMA2D图形加速

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STMCU小助手发布时间：2021-12-13 08:50

技术帖
文章封面:
文章简介:	一般的 RGB 屏有 24 根颜色数据线（RGB 各站 8 根，即RGB888 格式），这样可以表示最多 1600W 色，DE、VS、HS 和 DCLK，用于控制数据传输。

基础知识简介
RGBLCD
1.RGBLCD的信号

一般的 RGB 屏有 24 根颜色数据线（RGB 各站 8 根，即RGB888 格式），这样可以表示最多 1600W 色，DE、VS、HS 和 DCLK，用于控制数据传输。

/ w3 b5 V( T, Q2.RGBLCD驱动模式
其驱动模式主要分为两种

   DE模式
   DE 模式使用 DE 信号来确定有效数据，DE 为高/低时，数据有效
   HV模式
   HV模式需要行同步和列同步，来表示扫描的行和列

LTDC
STM32F767xx 系列芯片都带有 TFT LCD 控制器，即 LTDC，通过这个 LTDC，STM32F767可以直接外接 RGBLCD 屏，实现液晶驱动。

1.信号线
STM32F767 核心板板载的 LCD 接口引出为了，节省 IO，并提高图片显示速度，使用 RGB565 颜色格式，这样只需要 16 个 IO 口，当使用 RGB565 格式的时候，LCD 面板的数据线，必须连接到 LTDC 数据线的 MSB

2.图像处理单元
先从 AHB 接口获取显存中的图像数据，然后经过层 FIFO（有 2 个，对应 2 个层）缓存，每个层 FIFO 具有 64*32 位存储深度，然后经过像素格式转换器（PFC），把从层的所选输入像素格式转换为 ARGB8888 格式，再通过混合单元，把两层数据合并，混合得到单层要显示的数据，最后经过抖动单元处理（可选）后，输出给 LCD 显示。
混合单元首先将第一层与背景层进行混合，随后，第二层与第一层和第二层的混合颜色结果再次混合，完成混合后，送给 LCD显示。

3.AHB 接口
由于 LTDC 驱动 RGBLCD 的时候，需要有很多内存来做显存，比如一个 800480 的屏幕，按一般的 16 位 RGB565 模式，一个像素需要 2 个字节的内存，总共需要：800480*2=768K 字节内存，STM32 内部是没有这么多内存的，所以必须借助外部 SDRAM，而 SDRAM 是挂在AHB 总线上的，LTDC 的 AHB 接口，就是用来将显存数据，从 SDRAM 存储器传输到 FIFO 里面。

p# x: O' _& g, s7 n. x5 z4.LTDC相关寄存器及使用方法
LTDC 的各种配置寄存器以及状态寄存器，用于控制整个 LTDC 的工作参数，
主要有：各信号的有效电平、垂直/水平同步时间参数、像素格式、数据使能等等。
如果 RGBLCD 使用的是 DE 模式，需要设置如下参数，然后 LTDC会根据这些设置，自动控制 DE 信号。

2 S' S! o% V- _# c/ K/ K2 nLTCD全局控制寄存器 LTCD_GCR

LTCD同步大小寄存器 LTDC_SSCR
该寄存器用于设置垂直同步高度（VSH）和水平同步宽度（HSW）

LTDC有效宽度配置寄存器 LTDC_AWCR
这里所说的有效高度和有效宽度，是指 LCD 面板的宽度和高度，构成分辨率

- s" @; ?) F5 ?# \# n# u; k
. h) O; l: h7 S# HLTDC 总宽度配置寄存器 LTDC_TWCR

LTDC 背景色配置寄存器 LTDC_BCCR
该寄存器定义背景层的颜色（RGB888），通过低 24 位配置，我们一般设置为全 0 即可。

LTDC当前位置状态寄存器 LTDC_CPSR

CXPOS[31~16]：返回当前X坐标位置
CYPOS[15~0]：返回当前Y坐标位置

LTDC当前显示状态寄存器 LTDC_CDSR
此寄存器返回由 HSYNC、VSYNC 和水平/垂直 DE 信号控制的当前显示阶段的状态

位 31:24 保留，必须保持复位值
位 3 HSYNCS：水平同步显示状态 (Horizontal Synchronization display Status)
0：低电平有效
1：高电平有效
位 2 VSYNCS：垂直同步显示状态 (Vertical Synchronization display Status)
0：低电平有效
1：高电平有效
位 1 HDES：水平数据使能显示状态 (Horizontal Data Enable display Status)
0：低电平有效
1：高电平有效
位 0 VDES：垂直数据使能显示状态 (Vertical Data Enable display Status)
0：低电平有效
1：高电平有效

LTDC 的层颜色帧缓冲区地址寄存器 LTDC_LxCFBAR（x=1/2）
该寄存器用来定义一层显存的起始地址。STM32F767 的 LTDC 支持 2 个层，所以总共有两个寄存器，分别设置层 1 和层 2 的显存起始地址。

LTDC 的层像素格式配置寄存器 LTDC_LxPFCR（x=1/2）
该寄存器只有最低 3 位有效，用于设置层颜色的像素格式，一般使用 RGB565 格式，即该寄存器设置为：010 即可。

LTDC 的层恒定 Alpha 配置寄存器 LTDC_LxCACR（x=1/2）
该寄存器低 8 位（CONSTA）有效，这些位配置混合时使用的恒定 Alpha。恒定 Alpha 由硬件实现 255 分频。

: |8 p7 |7 p0 K9 i$ G
LTDC 的层默认颜色配置寄存器 LTDC_LxDCCR（x=1/2）
该寄存器定义采用 ARGB8888 格式的层的默认颜色。默认颜色在定义的层窗口外使用或在层禁止时使用。一般情况下，用不到，所以该寄存器一般设置为 0 即可。

LTDC 层混合系数配置寄存器：LTDC_LxBFCR（x=1/2）
该寄存器用于定义混合系数：BF1 和 BF2。BF1=100 的时候，使用恒定的 Alpha 混合系数（由LTDC_LxCACR寄存器设置恒定Alpha值），BF1=110的时候，使用像素Alpha恒定Alpha。像素 Alpha 即 ARGB 格式像素的 A 值（Alpha 值），仅限 ARGB 颜色格式时使用。在 RGB565格式下，我们设置 BF1=100 即可。BF2 同 BF1 类似，BF2=101 的时候，使用恒定的 Alpha 混合系数，BF2=111 的时候，使用像素 Alpha恒定 Alpha。在 RGB565 格式下，我们设置 BF2=101即可。
通用的混合公式为：BC=BF1C+BF2Cs
其中：BC=混合后的颜色；BF1=混合系数 1；C=当前层颜色，即我们写入层显存的颜色值；BF2=混合系数 2；Cs=底层混合后的颜色，对于层 1 来说，Cs=背景层的颜色，对于层 2 来说，Cs=背景层和层 1 混合后的颜色。

. d- A/ O; ?% _% d3 I6 vLTDC 的层窗口水平位置配置寄存器 LTDC_LxWHPCR（x=1/2）
该寄存器定义第 1 层或第 2 层窗口的水平位置，第一个和最后一个像素

WHSTPOS：窗口水平起始位置，定义层窗口的一行的第一个可见像素，
WHSPPOS：窗口水平停止位置，定义层窗口的一行的最后一个可见像素
/ h. V7 {7 t9 b& i1 \8 Q. i+ m. R* b
LTDC 的层窗口垂直位置配置寄存器 LTDC_LxWVPCR（x=1/2）
该寄存器定义第 1 层或第 2 层窗口的垂直位置（第一行或最后一行）

WVSTPOS：窗口垂直起始位置，定义层窗口的第一个可见行。
WVSPPOS：窗口垂直停止位置，定义层窗口的最后一个可见行。

LTDC 的层颜色帧缓冲区长度寄存器 LTDC_LxCFBLR（x=1/2）
该寄存器定义颜色帧缓冲区的行长和行间距。

CFBLL：这些位定义一行像素的长度（以字节为单位）+3。
行长的计算方法为：有效宽度 * 每像素的字节数 + 3。
比如，LCD 面板的分辨率为 800480，有效宽度为 800，采用 RGB565 格式，那么 CFBLL 需要设置为：8002+3=1603。
CFBP：这些位定义从像素某行的起始处到下一行的起始处的增量（以字节为单位）。
这个设置，其实同样是一行像素的长度，对于 800480 的 LCD 面板，RGB565 格式，设置 CFBP 为：8002=1600 即可。

LTDC 的层颜色帧缓冲区行数寄存器 LTDC_LxCFBLNR（x=1/2）
该寄存器定义颜色帧缓冲区中的行数。
比如，LCD 面板的分辨率为 800*480，那么帧缓冲区的行数为 480 行，则设置 CFBLNBR=480 即可

5.时钟域
LTDC 有三个时钟域：AHB 时钟域（HCLK）、APB2 时钟域（PCLK2）和像素时钟域（LCD_CLK），
AHB 时钟域用于驱动 AHB 接口，读取存储器的数据到 FIFO 里面；
APB2 时钟域用于配置寄存器；
LCD_CLK像素时钟域则用于生成 LCD 接口信号，LCD_CLK 的输出应按照 LCD 面板要求进行配置。

DMA2D
为了提高STM32F767的图像处理能力，ST公司设计了一个专用于图像处理的专业 DMA，通过 DMA2D 对图像进行填充和搬运，可以完全不用CPU 干预，从而提高效率，减轻 CPU 负担。

它可以执行下列操作：
用特定颜色填充目标图像的一部分或全部（可用于快速单色填充）
将源图像的一部分（或全部）复制到目标图像的一部分（或全部）中（可用于快速图像填充）
通过像素格式转换将源图像的一部分（或全部）复制到目标图像的一部分（或全部）中
将像素格式不同的两个源图像部分和/ 或全部混合，再将结果复制到颜色格式不同的部分或整个目标图像中

DMA2D 有四种工作模式，通过 DMA2D_CR 寄存器的 MODE[1:0]位选择工作模式：
1，寄存器到存储器
2，存储器到存储器
3，存储器到存储器并执行 PFC
4，存储器到存储器并执行 PFC 和混合

寄存器到储存器
寄存器到存储器模式用于以预定义颜色填充用户自定义区域，也就是可以实现快速的单色
填充显示，比如清屏操作。
在该模式下：颜色格式在 DMA2D_OPFCCR 中设置，DMA2D 不从任何源获取数据，它只
是将 DMA2D_OCOLR 寄存器中定义的颜色写入通过 DMA2D_OMA 寻址以及 DMA2D_NLR 和
DMA2D_OOR 定义的区域

储存器到储存器
该模式下，DMA2D 不执行任何图形数据转换。前景层输入 FIFO 充当缓冲区，数据从
DMA2D_FGMAR 中定义的源存储单元传输到 DMA2D_OMAR 寻址的目标存储单元，可用于快
速图像填充。DMA2D_FGPFCCR 寄存器的 CM[3:0]位中编程的颜色模式决定输入和输出的每像
素位数。对于要传输的区域大小，源区域大小由 DMA2D_NLR 和 DMA2D_FGOR 寄存器定义，
目标区域大小则由 DMA2D_NLR 和 DMA2D_OOR 寄存器定义。

以上两个工作模式，LTDC 在层帧缓存里面的开窗关系都一样的，经过如下三个寄存器的配置，就可以确定窗口的显示位置和大小。
(1). 窗口显示区域的显存首地址由 DMA2D_OMAR 寄存器指定，
(2).窗口宽度和高度由DMA2D_NRL 寄存器的 PL 和 NL 指定
(3).行偏移（确定下一行的起始地址）由 DMA2D_OOR寄存器指定，

在寄存器到存储器模式下，在开窗完成后，DMA2D 可以将 DMA2D_OCOLR 指定的颜色，
自动填充到开窗区域，完成单色填充。

在存储器到存储器模式下，需要完成两个开窗：前景层和显示层，完成配置后，图像数据从前景层拷贝到显示层（仅限窗口范围内），从而显示到 LCD 上面。显示层的开窗如上图所示，前景层也和上图类似，只是 DMA2D_OMAR 寄存器变成了DMA2D_FGMAR，DMA2D_OOR寄存器变成了DMA2D_FGOR，DMA2D_NRL则两个层共用，然后就可以完成对前景层的开窗，确定好两个窗口后，DMA2D 就将前景层窗口内的数据，拷贝到显示层窗口，完成快速图像填充。

DMA2D相关寄存器
DMA2D控制寄存器 DMA2D_CR
该寄存器，主要是MODE 和 START 这两个设置

MODE：表示 DMA2D 的工作模式，
00：存储器到存储器模式；01：存储器到存储器模式并执行 PFC；
10：存储器到存储器并执行混合；11，寄存器到存储器模式；
START：该位控制 DMA2D 的启动，在配置完成后，设置该位为 1，启动 DMA2D 传输。

DMA2D输出 PFC 控制寄存器 DMA2D_OPFCCR
该寄存器用于设置寄存器到存储器模式下的颜色格式

只有最低 3 位有效（CM[2:0]），表示的颜色格式有：
000，ARGB8888；001：RGB888；010：RGB565；
011：ARGB1555；100：ARGB1444。
我们一般使用的是 RGB565 格式，所以设置 CM[2:0]=010 即可。

DMA2D前景层 PFC 控制寄存器：DMA2D_FGPFCCR

该寄存器，低 4 位：CM[3:0]，用于设置存储器到存储器模式下的颜色格式，这四个位表示的颜色格式为：
0000：ARGB8888；0001：RGB888；0010：RGB565；
0011：ARGB1555；0100：ARGB4444；0101：L8；
0110：AL44；0111：AL88；1000：L4；1001：A8；1010：A4；
我们一般使用 RGB565 格式，所以设置 CM[3:0]=0010 即可。

DMA2D输出偏移寄存器 DMA2D_OOR

该寄存器仅最低 14 位有效（LO[13:0]），用于设置输出行偏移，作用于显示层，以像素为
单位表示。此值用于生成地址。行偏移将添加到各行末尾，用于确定下一行的起始地址。
同样的，还有前景层偏移寄存器：DMA2D_FGOR，该寄存器同 DMA2D_OOR 一样，也是
低 14 位有效，用于控制前景层的行偏移，也是用于生成地址，添加到各行末尾，从而确定下一
行的起始地址。

DMA2D输出存储器地址寄存器 DMA2D_OMAR

该寄存器设置由 MA[31:0]设置输出存储器地址，也就是输出 FIFO 所存储的数据地址，该地址需要根据开窗的起始坐标来进行设置。以 800480 的 LCD 屏为例，行长度为 800 像素，假定帧缓存数组为：ltdc_framebuf，我们设置窗口的起始地址为：sx（<800），sy（<480），颜色格式为 RGB565，每个像素 2 个字节，那么 MA 的设置值应该为：
*MA[31:0]= framebuf+2(800sy+sx)**
同样的，还有前景层偏移寄存器：DMA2D_ FGMAR，该寄存器同 DMA2D_OMAR 一样，
不过是用于控制前景层的存储器地址，计算方法同 DMA2D_OMAR。

DMA2D行数寄存器 DMA2D_NLR

该寄存器用于控制每行的像素和行数，该寄存器的设置对前景层和显示层均有效，通过该寄存器的配置，就可以设置开窗的大小。其中：
NL[15: 0]：设置待传输区域的行数，用于确定窗口的高度。
PL[13: 0]：设置待传输区域的每行像素数，用于确定窗口的宽度

DMA2D输出颜色寄存器 DMA2D_OCOLR

该寄存器用于配置在寄存器到存储器模式下，填充时所用的颜色值，该寄存器是一个 32位寄存器，可以支持 ARGB8888 格式，也可以支持 RGB565 格式。我们一般使用 RGB565 格式，比如要填充红色，那么直接设置 DMA2D_OCOLR=0XF800 就可以了。

DMA2D中断状态寄存器 DMA2D_ISR

该寄存器表示了 DMA2D 的各种状态标识
TCIF 位，表示 DMA2D 的传输完成中断标志。当 DMA2D 传输操作完成（仅限数据传输）时此位置 1，表示可以开始下一次 DMA2D 传输了
DMA2D 中断标志清零寄存器：DMA2D_IFCR，用于清除 DMA2D_ISR 寄存器对应位的标志。通过向该寄存器的第 1 位（CTCIF）写 1，可以用于清除 DMA2D_ISR 寄存器的 TCIF 位标志。

LTDC具体使用步骤
1.使能 LTDC 时钟，并配置 LTDC 相关的 IO 及其时钟使能。
使用 LTDC，当然首先得开启其时钟。
然后需要把 LCD_R/G/B 数据线、LCD_HSYNC和 LCD_VSYNC 等相关 IO 口，全部配置为复用输出，并使能各 IO 组的时钟。

//LTDC底层IO初始化和时钟使能& V2 Q7 {$ r6 ?) H# _
//此函数会被HAL_LTDC_Init()调用' @. ?% J+ ?( L
//hltdc:LTDC句柄2 C& C+ z4 P6 F, \
void HAL_LTDC_MspInit(LTDC_HandleTypeDef* hltdc)9 c( y; {7 v. n8 Q
{7 }* P) K. Z+ f4 V( T% |# @8 p9 C
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;; M9 A% G: o" M8 \2 u9 b
& ~+ @% u4 ?7 @
__HAL_RCC_LTDC_CLK_ENABLE(); //使能LTDC时钟
5 H' G; e! p& z7 W
__HAL_RCC_DMA2D_CLK_ENABLE(); //使能DMA2D时钟7 ?* E& I% N4 w' w, p
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //使能GPIOB时钟
8 q% ?& t4 j4 I! C/ ]6 l, S/ Z
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); //使能GPIOF时钟
. s. o. a7 J# I" U3 s/ Q, A" K; |
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE(); //使能GPIOG时钟( @: H3 p! h/ C% j
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); //使能GPIOH时钟5 B- h! y9 m0 h1 a6 j+ E4 U
__HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE(); //使能GPIOI时钟/ S C# j# k! H
6 B w3 F& a6 N* u' V- |. E
//初始化PB5，背光引脚
- z" o, J0 y% S
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_5; //PB5推挽输出，控制背光
1 w5 `# m4 O& H5 B
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出
$ }7 Q0 i: ]- \/ t" G
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
. k* J1 J0 ]: c7 a2 ]
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
, F+ ~: O; o1 @( W2 t
HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
! D. f* o# }2 R! p* Y
0 f7 Q5 }( E. {3 l0 z+ \
//初始化PF10, B9 o- M* h3 x, j
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10; 8 T# Q1 B/ X6 I+ ~" ?
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用. K% t" e I2 @) j6 j
GPIO_Initure.Pull=GPIO_NOPULL;
9 j# ?- e! k4 [
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
- }( \ S3 {. C L6 H" B% x
GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF14_LTDC; //复用为LTDC3 Q5 z1 u! x$ F' A0 e" |. q
HAL_GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_Initure);2 ~7 j2 T8 K3 V7 o& D; U9 A
$ n D2 m7 \( h" ~+ \8 |: e
//初始化PG6,7,11" Z7 v @$ e& B( o+ U$ l
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_11;2 \6 V' N% Z% P; w3 R; @1 N6 e" _' f. M
HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);
) m1 j6 j* b" K$ r! K
2 M* O0 m$ H, y: K: L9 _
//初始化PH9,10,11,12,13,14,15: W9 Q6 G( ^& c3 ]) C2 B
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|\. Y2 R' Z" V. L& T5 b7 c/ {
GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
k* z$ F; u5 y: g
HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);- X& d+ _- J: v6 j6 l5 h* \9 n1 R0 x
& }8 D" U% Z0 U# X
//初始化PI0,1,2,4,5,6,7,9,102 r% h1 T7 i7 Q! W/ Q& v& S( c* U
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|\
% o4 |0 A; H0 e6 C) |
GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;5 q9 p# A7 Y( k3 v
HAL_GPIO_Init(GPIOI,&GPIO_Initure);
3 m# G4 r; M% J) M! A! m
}

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2.设置LCD_CLK时钟
配置 LCD 的像素时钟，根据 LCD 的面板参数进行设置，LCD_CLK 由 PLLSAI进行配置，配置使用到的 HAL 库函数为：

//pllsain:SAI时钟倍频系数N,取值范围:50~432.
8 T, i% j3 i1 y3 D
//pllsair:SAI时钟的分频系数R,取值范围:2~79 i$ V! V, N! d6 g
//pllsaidivr:LCD时钟分频系数,取值范围:0~3,对应分频2~16
' R) U' n V: p& E
//假设:外部晶振为25M,pllm=25的时候,Fin=1Mhz.
4 u X5 _* |- `. K# d [% [
//例如:要得到20M的LTDC时钟,则可以设置:pllsain=400,pllsair=5,pllsaidivr=13 d& ~8 A, v/ B$ u' X; v
//Fdclk=1*396/3/2*2^1=396/12=33Mhz
9 |+ _8 C7 M+ |* V6 a
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkIniture;
# ~; P. z. Z' ]' W
9 e& B; I/ F$ a/ z
//LTDC输出像素时钟，需要根据自己所使用的LCD数据手册来配置！
. Q2 G/ a" h- ?: s
PeriphClkIniture.PeriphClockSelection=RCC_PERIPHCLK_LTDC; //LTDC时钟
: q1 j/ n( M3 b. w) [1 {
PeriphClkIniture.PLLSAI.PLLSAIN=pllsain;
+ I4 [$ ?' q2 ?* N, l
PeriphClkIniture.PLLSAI.PLLSAIR=pllsair;" G+ n: v" _7 c3 \: D
PeriphClkIniture.PLLSAIDivR=pllsaidivr;
; N" K5 G/ Y' ^" u, ]
HAL_StatusTypeDef HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(RCC_PeriphCLKInitTypeDef *PeriphClkInit)

复制代码

3.设置RGBLCD相关参数，并使能LTDC

typedef struct
4 g( q, {5 Z4 T4 ] i
{
; r1 `8 a/ Y3 F' [& Z
uint32_t HSPolarity; //水平同步极性' \0 u6 |! s! Y
uint32_t VSPolarity; //垂直同步极性
2 G2 Y; i! t* i
uint32_t DEPolarity; //数据使能极性1 j! }9 |1 k; I( Q! f; t
uint32_t PCPolarity; //像素时钟极性& a6 \. @0 F' E4 x2 `" P, @
uint32_t HorizontalSync; //水平同步宽度 8 X' g- t; s+ K8 N! |
uint32_t VerticalSync; //垂直同步高度
( E+ q D4 P1 _* o! n& f
uint32_t AccumulatedHBP; //水平同步后沿宽度; H) s) u0 ]+ h. m
uint32_t AccumulatedVBP; //垂直同步后沿高度
}; e9 `+ t9 X8 d8 ]3 ]
uint32_t AccumulatedActiveW; //累加有效宽度 0 q3 Q8 M! R/ H; F; n
uint32_t AccumulatedActiveH; //累加有效高度7 I9 w* d3 W* v
uint32_t TotalWidth; //总宽度
2 r2 N6 D8 h6 O* R1 H
uint32_t TotalHeigh; //总高度; f7 X: ^/ }2 n* C
LTDC_ColorTypeDef Backcolor; //屏幕背景层颜色
1 g$ }/ u( q3 Y7 y; q) ?
} LTDC_InitTypeDef;. L. h* M! l0 f2 {6 l" C! r
N3 ~) h% p& H
typedef struct
" J* E+ T, I. [5 e& }2 ]
{$ O9 A( x5 N; t, l4 n I9 C
LTDC_TypeDef *Instance; /*Instance变量是LTDC_TypeDef结构体指针类型*/
) s& r4 l7 A4 t/ _
LTDC_InitTypeDef Init; /*用来初始化LTDC的结构体变量*/
. p7 O/ P, k1 K5 J T: c2 x
LTDC_LayerCfgTypeDef LayerCfg[MAX_LAYER]; /*保存LTDC层配置参数*/2 K5 h6 }# H# E. ^' X, ?. q6 ~' n
HAL_LockTypeDef Lock; /*锁状态*/
! |+ z7 b! f2 Z0 n# V0 A
__IO HAL_LTDC_StateTypeDef State; /*LTDC的状态*/
3 C; p. A; k0 `3 S
__IO uint32_t ErrorCode; /*错误处理*// T" E4 q. [# y1 O P9 `
} LTDC_HandleTypeDef;, T, f- i0 B$ v' P$ o( p
5 _) u; v9 }) J* Z7 Q7 \( w. j
LTDC_HandleTypeDef LTDC_Handler; //LTDC句柄5 u. o- ~3 a ?0 I
/ p3 X4 Q: W/ {# F
LTDC_Handler.Instance=LTDC;
+ [- R( w1 _+ H4 v% d
LTDC_Handler.Init.HSPolarity=LTDC_HSPOLARITY_AL; //水平同步极性
# m2 h/ X* ]! i b* {
LTDC_Handler.Init.VSPolarity=LTDC_VSPOLARITY_AL; //垂直同步极性# e( h" y2 m: a' K
LTDC_Handler.Init.DEPolarity=LTDC_DEPOLARITY_AL; //数据使能极性- m" p) h2 k& i$ P( Y% D5 R
LTDC_Handler.Init.PCPolarity=LTDC_PCPOLARITY_IPC; //像素时钟极性. }1 u5 Y0 Z( n, ^5 H. c
LTDC_Handler.Init.HorizontalSync=10-1; //水平同步宽度, |4 u2 q g& X! P$ B7 I8 e
LTDC_Handler.Init.VerticalSync=2-1; //垂直同步宽度
; D# E9 j6 x/ ^7 J! c
LTDC_Handler.Init.AccumulatedHBP=10+20-1; //水平同步后沿宽度
7 D3 R/ E9 @/ m" Q4 u1 U
LTDC_Handler.Init.AccumulatedVBP=2+2-1; //垂直同步后沿高度% B9 _3 x1 V% H4 q# `7 _* B
LTDC_Handler.Init.AccumulatedActiveW=10+20+480-1; //有效宽度
3 N2 ~: g. V0 Q( `3 l( N) Z
LTDC_Handler.Init.AccumulatedActiveH=2+2+272-1; //有效高度/ O2 r( m! A* x" n8 T6 V6 M# h
LTDC_Handler.Init.TotalWidth=10+20+480+10-1; //总宽度
. f0 w: [ s5 V: N2 \3 ~0 S
LTDC_Handler.Init.TotalHeigh=2+2+272+4-1; //总高度
4 }. u, k% u6 n$ ?6 s [/ o
LTDC_Handler.Init.Backcolor.Red=0; //屏幕背景层红色部分
! H- g# `8 d0 u) @1 y6 E
LTDC_Handler.Init.Backcolor.Green=0; //屏幕背景层绿色部分- ^' N! l# }+ H( O+ o5 j
LTDC_Handler.Init.Backcolor.Blue=0; //屏幕背景色蓝色部分
$ C5 T- E; n$ Y: B3 f
HAL_LTDC_Init(<DC_Handler); //设置 RGBLCD 的相关参数，并使能 LTDC，会调用HAL_LTDC_MspInit

复制代码

4.设置 LTDC层参数

//layerx:层值,0/1.
3 @+ l6 j& u* @. t7 w9 C& f+ A2 ?
//bufaddr:层颜色帧缓存起始地址
: X6 p/ q* j* }1 i i+ s p1 k
//pixformat:颜色格式.0,ARGB8888;1,RGB888;2,RGB565;3,ARGB1555;4,ARGB4444;5,L8;6;AL44;7;AL88. D+ W& A% {* x
//alpha:层颜色Alpha值,0,全透明;255,不透明* \1 p$ b6 f9 R k# J& p0 c K
//alpha0:默认颜色Alpha值,0,全透明;255,不透明5 ^) I* L7 n6 ~" Q' P8 u
//bfac1:混合系数1,4(100),恒定的Alpha;6(101),像素Alpha*恒定Alpha
$ i, |" x3 E- [- l2 H" O
//bfac2:混合系数2,5(101),恒定的Alpha;7(111),像素Alpha*恒定Alpha) S+ e2 O& S. ?( ~
//bkcolor:层默认颜色,32位,低24位有效,RGB888格式
) D* P+ ]: | c, d% M; m, w
void LTDC_Layer_Parameter_Config(u8 layerx,u32 bufaddr,u8 pixformat,u8 alpha,u8 alpha0,u8 bfac1,u8 bfac2,u32 bkcolor)
9 ]; L5 P( V7 |8 h6 u
{" m% w2 V& j: e- s
LTDC_LayerCfgTypeDef pLayerCfg;. v! i' a m* @
, }6 A- I2 Q( C; ~/ W1 H
pLayerCfg.WindowX0=0; //窗口起始X坐标8 O9 v3 u' H$ A! W9 s8 ^1 G/ f
pLayerCfg.WindowY0=0; //窗口起始Y坐标# N3 C6 `! A$ T) ?% O9 V
pLayerCfg.WindowX1=lcdltdc.pwidth; //窗口终止X坐标: \+ _5 q2 [ Y, F$ ?( P) N$ [
pLayerCfg.WindowY1=lcdltdc.pheight; //窗口终止Y坐标) N/ r9 p p' @7 o3 h' Z( w
pLayerCfg.PixelFormat=pixformat; //像素格式/ E5 d. {' R' t' D4 V
pLayerCfg.Alpha=alpha; //Alpha值设置，0~255,255为完全不透明
/ a8 `* I6 r/ Q( x2 y4 z2 m' R' A
pLayerCfg.Alpha0=alpha0; //默认Alpha值
& H w3 d3 W4 n: ` [
pLayerCfg.BlendingFactor1=(u32)bfac1<<8; //设置层混合系数: B, g9 c+ y* y! f2 V8 N1 i2 d
pLayerCfg.BlendingFactor2=(u32)bfac2<<8; //设置层混合系数
' D2 l$ R/ R1 \* }
pLayerCfg.FBStartAdress=bufaddr; //设置层颜色帧缓存起始地址# k7 v: {4 B! F1 G7 d) S' g- Z
pLayerCfg.ImageWidth=lcdltdc.pwidth; //设置颜色帧缓冲区的宽度 , e, H7 v- A( ` Q! t% ^8 Q
pLayerCfg.ImageHeight=lcdltdc.pheight; //设置颜色帧缓冲区的高度
. X4 | V' g, n3 g$ G0 L: |
pLayerCfg.Backcolor.Red=(u8)(bkcolor&0X00FF0000)>>16; //背景颜色红色部分
- Y3 W9 o" f2 J7 c; p4 r, J! Q# S; {
pLayerCfg.Backcolor.Green=(u8)(bkcolor&0X0000FF00)>>8; //背景颜色绿色部分, C* l: n& g# r7 {
pLayerCfg.Backcolor.Blue=(u8)bkcolor&0X000000FF; //背景颜色蓝色部分- ]- v/ R* R9 @2 v% Z
HAL_LTDC_ConfigLayer(<DC_Handler,&pLayerCfg,layerx); //设置所选中的层
" a4 \) S2 A$ K8 B5 l; T
}
# Q: `( ^# e0 r: M
1 ~" g7 Q) ~. I0 @ t; A
//在init时调用- Z4 g( X. ]) F, K j' k) K+ [7 q
LTDC_Layer_Parameter_Config(0(u32)ltdc_framebuf[0],LCD_PIXFORMAT,255,0,6,7,0X000000); //层参数配置

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5.设置LTDC层窗口

//layerx:层值,0/1.
& x7 X) F: K1 I0 d
//sx,sy:起始坐标 E' G* r* p" \( _
//width,height:宽度和高度. [4 d' R" Y' _
void LTDC_Layer_Window_Config(u8 layerx,u16 sx,u16 sy,u16 width,u16 height)5 q4 D* p: H# }& Q4 k8 L2 }6 q4 E7 [9 P
{
3 e, D/ d! J$ Y5 m4 @% w
HAL_LTDC_SetWindowPosition(<DC_Handler,sx,sy,layerx); //设置窗口的位置7 ~; |- T% o* D. R7 `* r# Z& e
HAL_LTDC_SetWindowSize(<DC_Handler,width,height,layerx); //设置窗口大小 $ T, M; y. D7 h7 S
}$ d* |7 }# y$ n* F3 M6 o
! V H; s! c3 p: D, \& M7 W
//在init时调用
l+ I+ \: T `/ ^' O
LTDC_Layer_Window_Config(0,0,0,lcdltdc.pwidth,lcdltdc.pheight); //层窗口配置,以LCD面板坐标系为基准

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完成了 LTDC 的配置，可以控制 RGBLCD 显示了。

使用DMA2D完成颜色填充
使用官方提供的 HAL 库 DMA2D 相关库函数进行颜色填充效率极为低下，大量时间浪费在函数的入栈出栈以及过程处理，所以在项目开发中一般都不会使用 DMA2D 库函数进行颜色填充

1）使能 DMA2D 时钟，并先停止 DMA2D。
要使用 DMA2D，先得开启其时钟。然后 DMA2D 在配置其相关参数的时候，需要先停止DMA2D 传输。使能 DMA2D 时钟和停止 DMA2D 方法为：

__HAL_RCC_DMA2D_CLK_ENABLE(); //使能 DM2D 时钟
) R: C) z* x" |# y9 y: B
DMA2D->CR&=~DMA2D_CR_START; //停止 DMA2D

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2）设置 DMA2D 工作模式。
通过 DMA2D_CR 寄存器，配置 DMA2D 的工作模式。我们用了寄存器到存储器模式和存储器到存储器这两个模式。
寄存器到存储器模式设置：

DMA2D->CR=DMA2D_R2M; //寄存器到存储器模式

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存储器到存储器模式设置：

DMA2D->CR= DMA2D_M2M; //存储器到存储器模式

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3）设置 DMA2D 的相关参数。
这一步，我们需要设置：颜色格式、输出窗口、输出存储器地址、前景层地址（仅存储器到存储器模式需要设置）、颜色寄存器（仅寄存器到存储器模式需要设置）等，由：DMA2D_OPFCCR、DMA2D_FGPFCCR、DMA2D_OOR、DMA2D_FGOR 、DMA2D_OMAR、DMA2D_FGMAR 和 DMA2D_NLR 等寄存器进行配置。具体配置过程请参考实验源码。

4）启动 DMA2D 传输。
通过 DMA2D_CR 寄存器配置开启 DMA2D 传输，实现图像数据的拷贝填充，方法为：

DMA2D->CR|=DMA2D_CR_START; //启动 DMA2D
1
5）等待 DMA2D 传输完成，清除相关标识。
最后，在传输过程中，不要再次设置 DMA2D，否则会打乱显示，所以一般在启动 DMA2D后，需要等待 DMA2D 传输完成（判断 DMA2D_ISR），在传输完成后，清除传输完成标识（设置 DMA2D_IFCR），以便启动下一次 DMA2D 传输。

while((DMA2D->ISR&DMA2D_FLAG_TC)==0) ; //等待传输完成' \- L e" R* {+ }! R# Z
DMA2D->IFCR|=DMA2D_FLAG_TC; //清除传输完成标志

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通过以上几个步骤，我们就完成了 DMA2D 填充

使用示例

//LCD LTDC重要参数集/ P" Y- F9 Y7 }
typedef struct
" I+ _" M3 A3 @5 U4 D
{; p0 S* g8 ^/ W
u32 pwidth; //LCD面板的宽度,固定参数,不随显示方向改变,如果为0,说明没有任何RGB屏接入6 E+ B: g4 N; z# g8 B. ]& Y0 R
u32 pheight; //LCD面板的高度,固定参数,不随显示方向改变2 h4 \) e4 Y7 O4 Z1 ^
u16 hsw; //水平同步宽度 Horizontal synchronization width8 d6 q: P* M, u `
u16 vsw; //垂直同步宽度 Vertical synchronization width
, U9 d" Z* D) x, j2 X
u16 hbp; //水平后廊6 x& o6 Y( N m4 ?% K- q
u16 vbp; //垂直后廊' r! O, S) W2 h ?0 t
u16 hfp; //水平前廊
6 [/ n& T( W7 X
u16 vfp; //垂直前廊- Y" h8 c) l; P6 z, @9 l
u8 activelayer; //当前层编号:0/1
; s% V0 L+ [6 z+ G# `; k6 Q
u8 dir; //0,竖屏;1,横屏;, N) u6 S- D8 c# ^8 z# n
u16 width; //LCD宽度
* S o; r# ?& A+ F1 K! q1 ]
u16 height; //LCD高度
& ~) _# d4 @2 l3 F+ G) G
u32 pixsize; //每个像素所占字节数
! s% b! D# L4 Q P- e2 r7 W$ Z6 h
}_ltdc_dev;
! N2 f# O9 T) P4 N
2 @# x' B* N T
_ltdc_dev lcdltdc; //管理LCD LTDC的重要参数0 Y; q8 j+ T$ N/ O' ?7 f1 r
- i2 S# T. ]6 D3 H* P
//LTDC填充矩形,DMA2D填充
/ s X' b$ P* p
//(sx,sy),(ex,ey):填充矩形对角坐标,区域大小为:(ex-sx+1)*(ey-sy+1) # b t; D3 L Z, {) M; Z/ S
//注意:sx,ex,不能大于lcddev.width-1;sy,ey,不能大于lcddev.height-1!!!- t, N7 p' R) l; x5 P
//color:要填充的颜色" z4 s" [6 O+ H
void LTDC_Fill(u16 sx,u16 sy,u16 ex,u16 ey,u32 color). N; x/ L, _. [5 P& p
{
8 \9 U4 H. d2 f
u32 psx,psy,pex,pey; //以LCD面板为基准的坐标系,不随横竖屏变化而变化2 P% @- Q# L6 n# w' R
u32 timeout=0; . @7 u& g6 B/ R# ^
u16 offline;- z j- n+ _2 A! P
u32 addr;
( O% h# V, u7 O4 O: [' y H8 |- X7 J
//坐标系转换! q# T: T c3 n) s7 ?
if(lcdltdc.dir) //横屏; ~0 Z" e: F& d) x* l* A2 p- v
{
8 Y0 F5 t3 u# u. a6 i( |- Q
psx=sx;psy=sy;
. A1 V2 R$ I2 Z, {
pex=ex;pey=ey;
. e V7 E: v' v N* ?! H3 C
}else //竖屏
, J& R' [1 j- ?1 [5 ~
{( t* Y- @# ~1 f6 W& z
psx=sy;psy=lcdltdc.pheight-ex-1;# `9 U" A$ J+ e' T3 G' f
pex=ey;pey=lcdltdc.pheight-sx-1;
3 y) {: f9 z% }! l# K2 W
}
\7 E8 l u9 a" V% F$ X
offline=lcdltdc.pwidth-(pex-psx+1);
8 y2 U9 i0 X% |6 U- k9 c4 [. Y
addr=((u32)ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer]+lcdltdc.pixsize*(lcdltdc.pwidth*psy+psx));
, {; I9 ]. m* P3 ^ ~' s! M
RCC->AHB1ENR|=1<<23; //使能DM2D时钟& z4 M1 y f; V" o* T9 G5 |
DMA2D->CR=3<<16; //寄存器到存储器模式2 i4 W! T, F5 Q3 H2 h8 T
DMA2D->OPFCCR=LCD_PIXFORMAT; //设置颜色格式
" d5 |% @& r3 E6 m/ J5 u: u
DMA2D->OOR=offline; //设置行偏移
; y7 l. S% [3 t9 Z! t. S& Z4 v7 d
DMA2D->CR&=~(1<<0); //先停止DMA2D
0 } r3 j; K5 K+ k9 k& N
DMA2D->OMAR=addr; //输出存储器地址
# | d% ?" y4 P7 P7 z# n- c
DMA2D->NLR=(pey-psy+1)|((pex-psx+1)<<16); //设定行数寄存器
z$ ]- E$ i4 `
DMA2D->OCOLR=color; //设定输出颜色寄存器
8 i; i% z, N( p3 r
DMA2D->CR|=1<<0; //启动DMA2D& r/ y# y# B8 @& I0 r; q
while((DMA2D->ISR&(1<<1))==0) //等待传输完成
& i* z( o& _5 U* Z# R
{
+ _& m' q' \' [ s5 E
timeout++;
, y) m& C8 f: O7 A; w
if(timeout>0X1FFFFF)break; //超时退出0 O# S- `& ^. M: V' a
}
3 n2 j+ @# E4 K! A" Y
DMA2D->IFCR|=1<<1; //清除传输完成标志* g& M' Y" ] H# p. u/ Z/ U9 o% m
}& G0 R; t. ?8 E) A5 d* n4 K6 g! y
) l& B. C7 x! u+ W
//LCD清屏
. N$ h6 x9 t& q
//color:颜色值 r" \9 x/ i1 z4 }# s
void LTDC_Clear(u32 color)
8 `$ ~, i$ R5 {3 r
{2 n- t" f1 w5 w0 j, o* G/ c2 K6 s: b
LTDC_Fill(0,0,lcdltdc.width-1,lcdltdc.height-1,color);, V( ~3 |/ `( H6 K5 \4 u
}
; r: K. ~6 K' \- m- P
4 T# x0 t% @( e- P ^
5 P3 N4 U4 X( _/ S* U4 p( {4 ~! u