【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

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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。
* G+ y' X% w0 R( i& h: Y+ P* M' r1 |2 \
2.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。
1 `& J: q6 O, n1 L& y) p% i
4.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。
4 x& f8 k/ x: Y0 L& @5 M
LTCD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

" Y s3 ^( n8 W& E' _8 X9 h
8 B0 `( ]$ }9 B6 G8 P1 OLTDC 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。

! \& h9 r& U( t* H# ]) h q8 E
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。

$ T/ {1 A$ |, N* ^3 J
LTDC 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
7 @4 m+ u0 V# K1 N; q0 o+ f
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
- F& T1 D+ l3 d, J9 f
//此函数会被HAL_LTDC_Init()调用
: I7 m* `7 @' q% |" d
//hltdc:LTDC句柄& |0 o) P7 e) q
void HAL_LTDC_MspInit(LTDC_HandleTypeDef* hltdc)
2 g9 x" n. G5 I- i, i/ {. U
{/ H. y% C9 e' Q
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
3 B& m0 p3 r8 S: g9 k" s4 j* P
% `& v: X6 c" f7 ~( H
__HAL_RCC_LTDC_CLK_ENABLE(); //使能LTDC时钟1 O% N: c5 R# q
__HAL_RCC_DMA2D_CLK_ENABLE(); //使能DMA2D时钟
$ n' @# X2 F3 B6 h
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //使能GPIOB时钟, f$ w; m, R x/ d. k
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); //使能GPIOF时钟
* o; y$ z0 @4 u, l1 P
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE(); //使能GPIOG时钟
7 I7 J$ _4 z1 d6 x' ^ J
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); //使能GPIOH时钟- t' A- q1 [6 S' H
__HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE(); //使能GPIOI时钟 w+ L2 L7 k; Q
$ T! v, M5 H; T( }4 b
//初始化PB5，背光引脚, [! @; f3 ^; Y/ e' }
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_5; //PB5推挽输出，控制背光( K1 i0 D2 @+ H1 k5 m
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出4 ^& p* W! z9 [4 o' u
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
5 [8 B# s" R- u: a6 M) s+ B( S
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
" X& J, S, ]4 ^" H
HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
0 ]. o7 @0 L9 L; I
" g) H. |% v+ ^$ N) ?
//初始化PF10" l }2 W1 Q* U$ p9 ]5 b1 c7 K4 G
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10; 7 n4 j. {& s1 V1 x
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用* d& P3 L3 J0 v# D, B, C1 u5 F& E
GPIO_Initure.Pull=GPIO_NOPULL;
( v3 P( ^, `! h; E1 ]1 B" g
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
- g% p. x: d' C0 j
GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF14_LTDC; //复用为LTDC
) l+ x. H" u' L9 x- M7 U3 E
HAL_GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_Initure);
# a2 q$ ^! ~6 \" e d8 j, ?
3 m' m8 U7 k: W/ H, I5 ?# c% H
//初始化PG6,7,11
( l2 D6 ?" }- R; k% e$ c4 B
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_11;
" h; Y# A. U3 A5 P. d% e
HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);6 R" x6 U: B4 U+ X( L7 \
+ B% ]& f5 H2 l
//初始化PH9,10,11,12,13,14,15
$ S2 o* g- D" q1 ?
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|\' d" L8 O3 P" O) Z! Y# } Y
GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
7 J2 X3 `: \5 l6 i w6 U5 Q
HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);0 W' p5 E/ E3 O0 U: h: i# Z
1 k9 N- L( h Z3 _* j
//初始化PI0,1,2,4,5,6,7,9,10" m) m! d& p# R- j7 u: h
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|\: [$ O/ J! @# Q' e" r: Y8 z
GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;' \ \; G, I9 Y2 g5 C
HAL_GPIO_Init(GPIOI,&GPIO_Initure); # U% V3 @' B4 a1 P9 [+ B
}

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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. / R, m3 P r0 C7 g
//pllsair:SAI时钟的分频系数R,取值范围:2~7, L' A& Z: N' `9 i" _- y
//pllsaidivr:LCD时钟分频系数,取值范围:0~3,对应分频2~16
+ K: V) T5 e- Q
//假设:外部晶振为25M,pllm=25的时候,Fin=1Mhz.* {5 Y3 z- V2 {
//例如:要得到20M的LTDC时钟,则可以设置:pllsain=400,pllsair=5,pllsaidivr=1
" Y% L. {7 ]: W5 I: T
//Fdclk=1*396/3/2*2^1=396/12=33Mhz
{- w( V- C# J% ?9 h
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkIniture;
* G! I6 ~! u: a" y4 ^ X
: `7 C/ W* |$ K* w' e9 ?1 }
//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！9 S8 p/ u/ x! U
PeriphClkIniture.PeriphClockSelection=RCC_PERIPHCLK_LTDC; //LTDC时钟4 U- R+ p* o/ A' C, ^ N3 _7 J) O1 w
PeriphClkIniture.PLLSAI.PLLSAIN=pllsain;/ x h/ f. s; U8 @
PeriphClkIniture.PLLSAI.PLLSAIR=pllsair;
, h% k* }5 B% V9 e" o7 Q
PeriphClkIniture.PLLSAIDivR=pllsaidivr;# F. R' Y$ h, i& e7 s
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 struct4 f$ S: n3 ~. }
{' I3 }) X ^' \$ J
uint32_t HSPolarity; //水平同步极性
5 h: P: W' D8 l/ v+ Y+ f: a
uint32_t VSPolarity; //垂直同步极性
3 }: R5 }5 o0 V9 p
uint32_t DEPolarity; //数据使能极性' S8 j: n: v! d
uint32_t PCPolarity; //像素时钟极性
1 Y- ?+ @/ ?( q. G* ]) k
uint32_t HorizontalSync; //水平同步宽度 4 U* P$ u5 f6 q* E% u
uint32_t VerticalSync; //垂直同步高度7 {% z- e$ K ^
uint32_t AccumulatedHBP; //水平同步后沿宽度: x6 D/ {7 S! N' \; v/ u% }" L
uint32_t AccumulatedVBP; //垂直同步后沿高度
( S0 r9 i0 W. e' i$ O+ M# a
uint32_t AccumulatedActiveW; //累加有效宽度 M4 J" h2 \4 N: u! [2 M
uint32_t AccumulatedActiveH; //累加有效高度3 I/ }% g0 |: j- E2 v
uint32_t TotalWidth; //总宽度
. C5 @% v1 b$ j9 E) p* k
uint32_t TotalHeigh; //总高度) ]7 C4 |! E' K# z
LTDC_ColorTypeDef Backcolor; //屏幕背景层颜色 , x1 g9 Q0 @5 p- e: j% r
} LTDC_InitTypeDef;0 F6 q4 G; c6 u9 z6 e( Q
% ^ D! [; S3 r/ Q$ Z
typedef struct
5 T s) b y1 q: Y
{$ N4 ~# ], y5 K& d1 `' Z& I
LTDC_TypeDef *Instance; /*Instance变量是LTDC_TypeDef结构体指针类型*/
8 K4 Z& h0 n! O/ P! f+ X
LTDC_InitTypeDef Init; /*用来初始化LTDC的结构体变量*/
9 k1 C5 w' [2 f, I9 H7 ^; m
LTDC_LayerCfgTypeDef LayerCfg[MAX_LAYER]; /*保存LTDC层配置参数*/
1 @0 H, y. v' [3 Q5 O
HAL_LockTypeDef Lock; /*锁状态*/1 I# A( H l6 e; Y7 E$ q
__IO HAL_LTDC_StateTypeDef State; /*LTDC的状态*/
' {7 d4 _, g, |# }, l4 H
__IO uint32_t ErrorCode; /*错误处理*/' J1 `% `. Z3 F" [
} LTDC_HandleTypeDef;
6 d5 g$ ]9 ]2 U0 N8 d) k
6 [( m8 J6 s6 R$ s
LTDC_HandleTypeDef LTDC_Handler; //LTDC句柄
6 m5 y6 U% J' G; `+ n9 `
2 y5 R F- J7 p- \
LTDC_Handler.Instance=LTDC;: C. [0 a% g$ F7 i) Q v
LTDC_Handler.Init.HSPolarity=LTDC_HSPOLARITY_AL; //水平同步极性" T6 \! t/ I K1 ~+ z
LTDC_Handler.Init.VSPolarity=LTDC_VSPOLARITY_AL; //垂直同步极性
( B: I, E9 w7 \6 i/ r
LTDC_Handler.Init.DEPolarity=LTDC_DEPOLARITY_AL; //数据使能极性
% X F$ {- r: Z% [, p" b
LTDC_Handler.Init.PCPolarity=LTDC_PCPOLARITY_IPC; //像素时钟极性# C0 N! l% C+ H. V: D
LTDC_Handler.Init.HorizontalSync=10-1; //水平同步宽度3 \+ e: _4 G- y
LTDC_Handler.Init.VerticalSync=2-1; //垂直同步宽度9 L( q% l0 T' Q: u- [! R: z
LTDC_Handler.Init.AccumulatedHBP=10+20-1; //水平同步后沿宽度
3 N& `& }! ^3 Y7 P2 u* { Q1 j o
LTDC_Handler.Init.AccumulatedVBP=2+2-1; //垂直同步后沿高度7 e7 Z, C0 @0 g! z1 A: J
LTDC_Handler.Init.AccumulatedActiveW=10+20+480-1; //有效宽度
+ K2 w3 G' n6 U4 k( R7 X, u" J
LTDC_Handler.Init.AccumulatedActiveH=2+2+272-1; //有效高度( r/ ]! P8 i/ K
LTDC_Handler.Init.TotalWidth=10+20+480+10-1; //总宽度" E8 P2 y3 G9 u$ Q) V
LTDC_Handler.Init.TotalHeigh=2+2+272+4-1; //总高度
& Q7 B4 V, m$ R3 v/ {- P
LTDC_Handler.Init.Backcolor.Red=0; //屏幕背景层红色部分
3 D; y6 z) g4 K* m# H
LTDC_Handler.Init.Backcolor.Green=0; //屏幕背景层绿色部分0 Y7 h( I; \3 B/ h
LTDC_Handler.Init.Backcolor.Blue=0; //屏幕背景色蓝色部分
! Q5 ]0 A" q# T0 p; v
HAL_LTDC_Init(<DC_Handler); //设置 RGBLCD 的相关参数，并使能 LTDC，会调用HAL_LTDC_MspInit

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4.设置 LTDC层参数

//layerx:层值,0/1.& L/ n$ e* V2 x! h# K
//bufaddr:层颜色帧缓存起始地址/ j- Z" `5 u, o
//pixformat:颜色格式.0,ARGB8888;1,RGB888;2,RGB565;3,ARGB1555;4,ARGB4444;5,L8;6;AL44;7;AL88
, O' b' I# Q2 U; {) x
//alpha:层颜色Alpha值,0,全透明;255,不透明
i9 ^' ^1 ~; T
//alpha0:默认颜色Alpha值,0,全透明;255,不透明. [! R1 _. ]* d' x. v
//bfac1:混合系数1,4(100),恒定的Alpha;6(101),像素Alpha*恒定Alpha
/ X# ~9 `$ m, d# E3 D F
//bfac2:混合系数2,5(101),恒定的Alpha;7(111),像素Alpha*恒定Alpha
) H8 o# M; I9 C, T: p
//bkcolor:层默认颜色,32位,低24位有效,RGB888格式3 t: u$ {+ e m+ d* S. o
void LTDC_Layer_Parameter_Config(u8 layerx,u32 bufaddr,u8 pixformat,u8 alpha,u8 alpha0,u8 bfac1,u8 bfac2,u32 bkcolor)
$ V Z. Y+ g9 X# ?4 R
{
) R& n0 Y$ F5 B+ ~
LTDC_LayerCfgTypeDef pLayerCfg;
2 H- D7 @/ a) t% r
: [/ }. e* m1 P2 F
pLayerCfg.WindowX0=0; //窗口起始X坐标 ]* h7 L2 v) W
pLayerCfg.WindowY0=0; //窗口起始Y坐标
1 _$ u: w$ V% u3 K6 Q9 W% d
pLayerCfg.WindowX1=lcdltdc.pwidth; //窗口终止X坐标
, M: A4 p! z/ M
pLayerCfg.WindowY1=lcdltdc.pheight; //窗口终止Y坐标
! `3 h! z4 }" N# x( h& n
pLayerCfg.PixelFormat=pixformat; //像素格式7 {8 W* ~' K. V8 v+ N
pLayerCfg.Alpha=alpha; //Alpha值设置，0~255,255为完全不透明8 b w3 }1 ]2 ^! q m X4 F3 X3 f, e
pLayerCfg.Alpha0=alpha0; //默认Alpha值
. o1 X+ _% E; x
pLayerCfg.BlendingFactor1=(u32)bfac1<<8; //设置层混合系数5 Z* D" ^0 R* E& A* q
pLayerCfg.BlendingFactor2=(u32)bfac2<<8; //设置层混合系数
: ^" S" N: j9 P$ b$ O+ n
pLayerCfg.FBStartAdress=bufaddr; //设置层颜色帧缓存起始地址+ V- t( ]+ A0 R- ?
pLayerCfg.ImageWidth=lcdltdc.pwidth; //设置颜色帧缓冲区的宽度
6 ^4 A9 v, J9 w; H
pLayerCfg.ImageHeight=lcdltdc.pheight; //设置颜色帧缓冲区的高度
. E0 [) Y9 b% s. L# E( v1 E. ^
pLayerCfg.Backcolor.Red=(u8)(bkcolor&0X00FF0000)>>16; //背景颜色红色部分7 d2 ^/ Y% ?5 R, u: ~! b
pLayerCfg.Backcolor.Green=(u8)(bkcolor&0X0000FF00)>>8; //背景颜色绿色部分; b* M0 B8 A& e1 O5 ]8 e3 S
pLayerCfg.Backcolor.Blue=(u8)bkcolor&0X000000FF; //背景颜色蓝色部分
8 ]/ ]7 z+ N& R$ c* \) p
HAL_LTDC_ConfigLayer(<DC_Handler,&pLayerCfg,layerx); //设置所选中的层
7 n$ i6 b2 \9 l, V7 {
}
* i1 W$ C1 r5 b1 |; Q: @/ L
) R+ X" ?. \+ O4 K. Q
//在init时调用% t1 `2 n/ B$ B+ T, K! q% b# L
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.
, \' I6 g" n2 }8 M+ e
//sx,sy:起始坐标9 u7 U/ _/ n, Q5 Q
//width,height:宽度和高度6 h% [1 ]/ B9 A$ \' F- Q
void LTDC_Layer_Window_Config(u8 layerx,u16 sx,u16 sy,u16 width,u16 height)
! L' Q& g- M/ ~; z+ ]
{
+ L* G) q d9 S. L, a, j
HAL_LTDC_SetWindowPosition(<DC_Handler,sx,sy,layerx); //设置窗口的位置! x3 I2 V' H0 C( I! w r
HAL_LTDC_SetWindowSize(<DC_Handler,width,height,layerx); //设置窗口大小
+ K6 @+ c2 {/ N M
}9 B0 u) E. _! P+ X6 G
" h. ^5 U! j7 c* c5 e* F( k
//在init时调用
* ?& O- X( r* ]6 E. h
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5 g j3 b: ^! `- J+ t
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) o& o; [- a6 R# _/ x
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
0 n/ t: |. ]5 n+ B
typedef struct
1 ^9 G1 {( H7 h. I( }6 j+ ?* T5 ]7 R
{
& x2 K, n7 W6 P7 F; e" E2 ?
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- q, b7 @9 C- b( E, U T! {
u32 pheight; //LCD面板的高度,固定参数,不随显示方向改变2 | }: ^8 d) l3 R6 K; {
u16 hsw; //水平同步宽度 Horizontal synchronization width& u0 |7 r3 T1 C! ]* |" w1 c
u16 vsw; //垂直同步宽度 Vertical synchronization width* J! S# K; ?! B
u16 hbp; //水平后廊" m- C# D# `. z9 Q3 \- Q
u16 vbp; //垂直后廊4 z1 M6 T! `" `8 H
u16 hfp; //水平前廊! h* Z7 k7 R6 W
u16 vfp; //垂直前廊, G6 a7 D) P2 J
u8 activelayer; //当前层编号:0/1% _) q& |2 H" P* ^
u8 dir; //0,竖屏;1,横屏;$ K- ~" ]* ?8 G6 g% i @# @
u16 width; //LCD宽度
7 l: u: `1 D0 ?2 w' J- ?
u16 height; //LCD高度
$ H" C$ Q6 o4 Y' I1 v, Q
u32 pixsize; //每个像素所占字节数
! L$ B4 p' H) q4 I7 t' Y. b. g( [
}_ltdc_dev;
; G6 w4 u6 R3 K
; ~+ Y. c+ U& }- V, n; F+ M6 X
_ltdc_dev lcdltdc; //管理LCD LTDC的重要参数
: \8 N, o) g' C
/ J1 k/ k2 z1 U# f
//LTDC填充矩形,DMA2D填充, O- J$ n1 [+ p1 W1 J$ T8 M
//(sx,sy),(ex,ey):填充矩形对角坐标,区域大小为:(ex-sx+1)*(ey-sy+1)
9 N8 k5 R, i% H7 h+ E
//注意:sx,ex,不能大于lcddev.width-1;sy,ey,不能大于lcddev.height-1!!!
- o: L. C: r7 X) v
//color:要填充的颜色
1 }+ z' N. ^* T1 C3 g- m
void LTDC_Fill(u16 sx,u16 sy,u16 ex,u16 ey,u32 color)
) V* h$ J5 U Z! N1 w
{ " ~% i/ y6 H& G: o
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
5 a( x1 O) m8 i5 m& f1 l0 F
u32 timeout=0; 5 R7 N# X/ T3 D9 M! J. O q( Y
u16 offline;$ t# u5 O! w6 f
u32 addr; 6 \6 N8 }8 q/ i. A9 @9 n
//坐标系转换) \4 p) p( ^7 x4 W2 J; A/ t
if(lcdltdc.dir) //横屏4 d& _. n4 x C- N8 b4 M/ j
{7 }1 t7 M: e0 [, p
psx=sx;psy=sy;
2 {& O4 J. ~9 r. b
pex=ex;pey=ey;8 @' f5 I' r9 X. U' q
}else //竖屏1 X5 o& r0 _* \5 Z7 t9 E( I
{( p" N- g; V; ^3 f2 w# L
psx=sy;psy=lcdltdc.pheight-ex-1;4 E/ @6 x2 e/ r7 ?$ C3 G* v
pex=ey;pey=lcdltdc.pheight-sx-1;
n4 }1 ~& y. |8 K: ?+ L
} 5 W |+ m& z+ F0 v4 w8 N3 m
offline=lcdltdc.pwidth-(pex-psx+1); i: C$ }; s( s9 V0 c
addr=((u32)ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer]+lcdltdc.pixsize*(lcdltdc.pwidth*psy+psx));
5 B. h& L# v& @ `
RCC->AHB1ENR|=1<<23; //使能DM2D时钟) e9 D: s, x/ Y( O
DMA2D->CR=3<<16; //寄存器到存储器模式% V6 d# V+ z; L# H+ { I5 f$ {
DMA2D->OPFCCR=LCD_PIXFORMAT; //设置颜色格式
* f0 c. ^1 m/ M) e. |
DMA2D->OOR=offline; //设置行偏移
4 L& x: U, ~ z
DMA2D->CR&=~(1<<0); //先停止DMA2D
$ H3 l( w; X5 U" u5 q1 h
DMA2D->OMAR=addr; //输出存储器地址6 V9 M- ]! |; P
DMA2D->NLR=(pey-psy+1)|((pex-psx+1)<<16); //设定行数寄存器
* s8 c5 y! Z0 ?. K) \6 k. z
DMA2D->OCOLR=color; //设定输出颜色寄存器
0 C5 |7 r2 W' V2 i9 s$ b5 l, ^
DMA2D->CR|=1<<0; //启动DMA2D( U% d9 T" n, X4 M' Q
while((DMA2D->ISR&(1<<1))==0) //等待传输完成8 g: H& c+ V1 ^& o
{& Q* s! d$ \8 F0 W0 t
timeout++;- ]* i( B1 K9 v7 k, ~. y8 S5 c
if(timeout>0X1FFFFF)break; //超时退出; l0 M7 q4 l; Y3 n: x$ n
}
, b8 b& p( P5 ]& v5 G
DMA2D->IFCR|=1<<1; //清除传输完成标志6 o$ d2 M" X/ o; n
}! M8 j* q ~- m$ |
/ `% u0 m% L& l l: J# ]
//LCD清屏
% a! r5 b; X+ G2 O( \' g
//color:颜色值8 B, H" C+ P% |( Z6 g7 j) _' ?9 `
void LTDC_Clear(u32 color)
+ ]) p; z p; c4 ^& ?7 g
{+ ^ |) r4 W, I( x
LTDC_Fill(0,0,lcdltdc.width-1,lcdltdc.height-1,color);
( G# i; h2 C5 a5 m6 G* U1 v
}
" B; B" k" p9 p- _4 ^ r' y# Z
, B( P7 [/ I- d+ N$ d# o: A8 Y: v/ u
0 _+ ? P9 C! b! _3 I! [