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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:2022-9-7 19:28
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。
640.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。9 }8 s( i" A9 u: |
微信图片_20220907193036.gif
    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

    : C' D, _* t# F. [* j: M4 I" S
    3 R- k! |) i3 Y9 ?
    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?
    7 l$ K5 a7 s# V) w. [) B

    $ P. \- b3 l3 H7 w* c3 g) _# ?5 P
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。
) }; e, _' }1 }2 G8 t8 {/ G/ e
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:
微信图片_20220907192427.png
IPS:
微信图片_20220907192425.jpg
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:
微信图片_20220907192418.jpg
    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。
$ e8 |) S+ a* h! b" m
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:
微信图片_20220907192415.png
    常见的是SPI跟I2C接口。常见驱动IC:SSD1615。
' k2 z1 d: J& b9 U: @
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。
微信图片_20220907192413.jpg

& \6 w+ l* L/ _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;
    ; p( ]/ i% C% X' o- V
  2. void ledset(u8 sta)& e. Z$ Q8 r4 j/ |0 v6 X0 Y' l
  3. {: u0 }1 N% f, c( m" F
  4. }
复制代码
, k; N8 j) S' _5 F  `4 @- X

' j% o  l3 v& [2 x) k; f5 |
    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. /*& L, T# y9 f* i" _
  2. 定义一个结构体,将LED这个对象的属性跟方法封装。4 j1 X1 n  S# A5 Z# u5 H) g
  3. 这个结构体就是一个对象。( B) P* r# F6 w+ q1 ?6 Q1 q2 s2 c% t
  4. 但是这个不是一个真实的存在,而是一个对象的抽象。! a$ B/ h5 d2 e. g% ^
  5. */
    * r/ a& f0 o, p" d/ \. E
  6. typedef struct{
    2 A/ c4 }$ B" M$ m# h) P+ B
  7.     u8 sta;
    - Q/ Z) Z/ p7 U1 w8 Q/ }
  8.     void (*setsta)(u8 sta);+ F3 ^6 `+ B0 d4 M8 v
  9. }LedObj;) X$ B& j, x7 T
  10. , }! I& I% F2 B1 C$ L4 {
  11. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED1,并且实现它的方法drv_led1_setsta*/
    6 t' ^& z* ]/ p9 N! D5 X9 c1 c
  12. void drv_led1_setsta(u8 sta)0 u. u. j2 T; f* {) ?, ~( q
  13. {. T0 E" c% y) x. b& G$ y" Y* S, D/ _
  14. }
    + V% N8 T2 F/ m1 y. b0 }

  15. 6 Y( N# f" G7 S9 f7 C
  16. LedObj LED1={
    . t. x, B, G. G4 h
  17.         .sta = 0,0 A: Z& O: L  F  h8 W; J% @
  18.         .setsta = drv_led1_setsta,
    ) q) I/ Y9 ]1 ?
  19.     };
    : v4 B9 e& l3 d! D

  20. 2 a# {' g2 g+ K" |- G; t) t
  21. /*  声明一个LED对象,名称叫做LED2,并且实现它的方法drv_led2_setsta*/
    ) x8 R$ ~9 C  a& Y+ N, ~* @
  22. void drv_led2_setsta(u8 sta)
    & ~0 d% L9 T9 A' S  W
  23. {% N. q) G  y6 W) ]
  24. }
    , s2 n: c% ~* H& m8 G5 R5 p
  25. % A4 r1 P& Z0 I1 W5 F
  26. LedObj LED2={
    8 q* m* A8 L' J6 ?6 \& Y
  27.         .sta = 0,1 y3 ?7 _0 R8 [) y
  28.         .setsta = drv_led2_setsta,
    0 D5 {$ i- |2 |! @) F
  29.     };
    # b; `% R9 I. X+ p
  30.     . J; P% Y) N7 I$ p1 T3 w
  31. /*  操作LED的函数,参数指定哪个led*/' W: n  ]% v; T2 {, a
  32. void ledset(LedObj *led, u8 sta)! J' G. E" [9 y% ^  W1 y
  33. {
    : g+ ?8 C3 `  U/ c
  34.     led->setsta(sta);
    1 v+ S' B% C8 d' R' i0 C
  35. }
复制代码

$ t( ]; }5 L) P- e

, O  N0 t* s. e8 ]  k
    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?
& s. ?* y6 f% ?) T" d
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。
: ?# P1 c, A7 |0 r: x! ?$ N
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」。

$ T  s) K! ~8 V
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?
    1 h1 V" c$ g) i1 I0 \+ A2 S
    ) d1 f; u! J9 \: e. G
    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。1 ~' q) A9 c+ U9 @! |# h

    * U0 i* J! \, Z( D
    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. /*2 J0 F* _  Z% L8 J  F
  2.     LCD驱动定义, f! I' {+ ^$ i$ l2 O3 V# F$ T
  3. */
    ; i" D4 z6 l  ?' {
  4. typedef struct  # E9 n% s3 P$ l2 B
  5. {
    ( F" X) F* Q" P
  6.     u16 id;+ e. `; q+ K) c
  7. ( {$ e; q! R" M! i4 v/ v3 F" |
  8.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    & d4 R, D" G( V& J# P; P
  9.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    6 F  M# ?) R! O# s+ W8 j
  10.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);1 _2 S$ `# i  _
  11.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);1 {9 ^- K9 H1 x/ f7 N3 Q
  12.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);" ~1 Y" N% _4 L5 o" b8 S8 ?0 ]4 d
  13.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    ) S+ T& k- g# m6 w; a2 ]& w  Y
  14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    : H( F& L- h, I) x( s0 n" Z& v: t
  15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    . Y4 f  B( }- z0 N# [6 e+ W4 {
  16. }_lcd_drv;
复制代码
' S( o8 Y% e* [- L5 X4 \

( D/ ~3 ^7 Q6 }
    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+ A) `# e; k8 l) \! Q# Q5 M& l

    ( g5 S' }: I( I4 d+ m+ @1 J- e
    显示字符,划线等功能,不属于LCD驱动。应该归类到GUI层。
4 Q2 e4 @0 U. V- [) j
LCD驱动框架
    我们设计了如下的驱动框架:
微信图片_20220907192408.jpg
    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。
4 M- c9 z/ S7 K
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

$ B( Y8 C8 n1 o' O- l
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*/8 A3 o6 V9 L# ?/ Y) T
  2. _lcd_pra LCD_IIL9341 ={
    : w9 N1 i3 q% y, a6 u& a
  3.         .id   = 0x9341,. |! q3 y2 r% }) K$ y
  4.         .width = 240,   //LCD 宽度
    - k1 r  E& T- N+ K. S
  5.         .height = 320,  //LCD 高度
    , N# s" D1 Q  o; q: V
  6. };
    9 w# W& ^: S0 V/ h7 y
  7. ...
    * L4 S+ [- P$ T9 a0 ~
  8. /*各种LCD列表*/; I  i) K  F  {' z! l: f* S3 R. }
  9. _lcd_pra *LcdPraList[5]=) L; ~* B2 V7 a- P/ d6 {
  10.             {' ^4 F3 K4 s( h9 h6 y
  11.                 &LCD_IIL9341,      
    / T# r7 c. y2 ~/ g
  12.                 &LCD_IIL9325,- w6 ^  U2 x( G0 ^/ L8 ?
  13.                 &LCD_R61408,! Z) `! V5 S  N; a7 j5 g) U& j, w
  14.                 &LCD_Cog12864,9 K5 f, x' K' U7 `' }3 h
  15.                 &LCD_Oled12864,4 R& n4 Y3 E& d1 z( t* R
  16.             };
复制代码
    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4 _: O6 s: ^  O) |" B: s* C
  2.     驱动列表*/
      Q5 Y, W& }9 d
  3. _lcd_drv *LcdDrvList[] = {3 E  O  g2 z( V7 N* {+ v- W* Q
  4.                     &TftLcdILI9341Drv,' v% u/ k- K- N8 g/ g/ d
  5.                     &TftLcdILI9325Drv,
    - _- G0 e8 Y% S, M' n# H
  6.                     &CogLcdST7565Drv,+ q3 u: k4 z6 i% r
  7.                     &OledLcdSSD1615rv,) Q1 \6 z7 l5 o" X2 n8 p
  8.                     }
复制代码
* E* S; t4 n5 \
    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*/
    0 I. {7 @% S( q, ]
  2. #define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备
    5 u0 k1 h% Y* J* j  `
  3. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    : A( z' V% P+ G' W# T; M
  4. {
    # p4 j7 }0 n' b8 B5 t
  5.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    / P. t$ B9 M, g! t, h& T- [2 `4 h% n
  6.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    9 i% q" j. {' z& |& P. r
  7.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},* ?; L- ^3 `; p" g! @# H$ `' w, e6 W
  8. };
复制代码

' e) ]- e6 _5 H6 A7 P9 q3 q
! v* i2 ]; C5 q6 @3 R
「2 、接口封装」
  1. void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)$ X% S, N! T2 v- {
  2. s32 dev_lcd_init(void)
    7 s7 l# @7 V! f" [5 J5 M- ^, j3 j
  3. DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
      x; ]% y( q& h3 g
  4. s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev), R& `. Q& e" ^2 g( C& d: [: Y
  5. s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    . G& O2 V' ?3 n6 N% ^5 b* r8 D
  6. s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)& O0 \2 J' S3 ~( s% z+ P* p2 [( W
  7. s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    ' V  E( I2 q9 J5 Y
  8. s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
    + y3 t4 l- l( e# X$ ^
  9. s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)6 @( G; u" z( q) J3 `& V
  10. s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
复制代码
1 J% O# t3 z& ]3 a1 @
    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。
1 [8 d% g0 C9 u  S7 s4 [7 k% o% d9 o! a
「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
% q; L/ U; }5 X
    其他划线画圆的函数目前只是测试,后续会完善。
* n7 `3 L* ^8 f" n4 Z5 Y
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 y9 P$ d3 H; g  N& t6 w. W
「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 = {
    - u/ h7 s( N# ]$ [
  2.                             .id = 0X7565,
    + a7 h7 v8 @8 _, X

  3. $ L( ~& a: c, P  h
  4.                             .init = drv_ST7565_init,
    ( R' }. y! T- H2 g
  5.                             .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,0 g" R6 [- a" m2 I5 Y
  6.                             .color_fill = drv_ST7565_color_fill,) Q8 X  s, w* q. m
  7.                             .fill = drv_ST7565_fill,
    $ X8 }( Y, F  E: f
  8.                             .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
    0 J! V, H5 r, \+ ^9 M8 B, ~
  9.                             .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
    / Y' n6 R+ y0 B/ o
  10.                             .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
    5 ~# _$ ?4 k& `2 @
  11.                             .backlight = drv_ST7565_lcd_bl  E7 f' }+ F) w  x# s
  12.                             };
复制代码

; H& l1 t. D8 G- H$ M

  Z6 y% C) Y) r3 v! z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);
    $ v3 R0 u' _% z# S* i  F' G
  2. extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);9 E* i- _5 r5 w1 S3 A
  3. extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
    # ^8 N3 R9 u' M; T4 G& z1 w  ]
  4. extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);7 `2 ~  Q8 W/ y" y, V
  5. extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
复制代码
& I, w1 J0 J$ J) D' l$ J% P& D
    至于SPI为什么这样写,会有一个单独文件说明。

+ V+ Y4 `" Y2 V# s( d; w
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,: ]1 _- j3 R0 g# ^
  2.     并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。' V! [: ^6 F& f
  3.     打开的时候只是获取了一个指针 */
    9 j# s( h3 _7 A) d/ o3 e3 j7 ?
  4. struct _strDevLcd# I5 j! P8 l5 V" L$ x5 l! R
  5. {
    8 Q6 `) v6 Z6 Z3 }. C9 [  d' I
  6.     s32 gd;//句柄,控制是否可以打开/ a  u/ q5 L7 t
  7. 5 Y6 `0 I; c& o+ a
  8.     LcdObj   *dev;8 l1 p5 v0 |  d- X$ c5 a
  9.     /* LCD参数,固定,不可变*/
    3 ]; i' v" C! k. }
  10.     _lcd_pra *pra;$ h  H; r; r2 C/ Z% J5 Z6 W" ]

  11. * W& c- ^, A) B' \9 P
  12.     /* LCD驱动 */
    5 ~; c/ ]# D2 `  ~7 f4 z4 \
  13.     _lcd_drv *drv;' L; ]" P7 [) D' B8 Z# x1 {

  14. 1 s9 L% ~, S. G! Z
  15.     /*驱动需要的变量*/
    & A; S7 o3 x3 x2 S1 n; {1 y' j
  16.     u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。
    6 o# Z/ L1 e* \* T) G3 M6 z/ o
  17.     u8  scandir;//扫描方向4 ^% n# c4 @( |- n
  18.     u16 width;  //LCD 宽度
    : w( g- ]; f0 ?9 ^: @+ B+ f
  19.     u16 height; //LCD 高度# {6 r4 f6 j9 u+ ]8 M. }
  20. + F# p( D! l1 G( t$ V5 N: s9 Y) _
  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' e' [* x: k2 _- {* s
  22. };
复制代码

, F* f0 E3 N- e( b, v# d
    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 J7 v: a' A" C3 V' X( ^; @; d
    0 K0 _0 m! g- }) e0 j; k0 ~! i+ y; u
  1. typedef struct
    ) {+ t3 b8 m  ?9 h$ q$ R3 ?
  2. {& C- t& }9 |( H# b7 a
  3.     char *name;//设备名字. o. K; X( n0 S" v
  4.     LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上
    ( q) R' f5 Q1 N8 P1 Q: g
  5.     u16 id;
    - y+ R2 S& c* R! H4 I
  6. }LcdObj;
复制代码

! b9 `* J* L0 q! h; |
  • 成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。+ d& u' n/ j2 y& w
  1. typedef struct
    6 T3 P( k( w9 [& ?* }
  2. {
    ; ?$ e# ?+ B! \& f# }5 B
  3.     u16 id;
    7 n. n( C$ F# |( o, e8 K
  4.     u16 width;  //LCD 宽度  竖屏  A; v1 @$ [* }2 ^1 ^. y& i9 N
  5.     u16 height; //LCD 高度    竖屏
    % c1 m3 m8 v% ~; I6 E
  6. }_lcd_pra;
复制代码
+ I; O2 t4 B& N

; e/ V$ ~% m  }0 v
  • 成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。# P9 B1 |3 ]$ r" D
    1. typedef struct  3 M% _4 e, j) K* |) b4 G5 d
    2. {
      9 x# z5 ^% c3 K1 E* `
    3.     u16 id;& |7 Y2 v8 p: p

    4. " e; C9 P7 _* C
    5.     s32 (*init)(DevLcd *lcd);6 G$ k" ]# z. p3 N! x' J

    6. 8 |. M; u' q0 h9 C% |0 r
    7.     s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
      ( W2 w' O' `! Z  }  W% q1 _
    8.     s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);6 e3 I0 X* o4 W" u$ A
    9.     s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
      + d! G- R8 b* g4 @

    10. . d( D: ~+ N% f, J$ ?
    11.     s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);  b5 i8 `1 @; N) P& g) u

    12. 6 {( l5 v( L9 h* |8 f9 X- D' ~
    13.     s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);" J- @) ^: Z. O3 Y( w  @
    14.     void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
      " }6 p6 d+ b+ ~
    15.     void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);; Y2 `" x- v! T* P! n# p
    16. }_lcd_drv;
    复制代码

    : G, Y3 z9 x! S9 F' _
  • 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& v. n3 `7 r. J
    % d) Z3 o' d/ S# u& O6 i+ J
    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。
; ?! ~$ Q- R' P  u" H" o2 p
用法和好处
  • 好处1
    # Z- c' ?7 b& I& T4 }
    7 u0 K/ c" @) N  {
    请看测试程序:
  1. void dev_lcd_test(void)
    : X# M. L$ @/ [" p
  2. {
    ) g8 H3 X  H, e" B
  3.     DevLcd *LcdCog;
    $ A1 {* y7 \) A- ~' c" e
  4.     DevLcd *LcdOled;! E) Y, ], e6 d* p* l' C. V" X
  5.     DevLcd *LcdTft;4 K  T1 s. c- [9 N& k& z" j& e

  6. 8 }5 t: D, j6 c% t3 ^- n, T! q
  7.     /*  打开三个设备 */
    * [. n& w5 G5 X
  8.     LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
    % B$ k& H/ s$ D4 s
  9.     if(LcdCog==NULL)
    . N6 E! _8 E& m
  10.         uart_printf("open cog lcd err\r\n");
    ; p! Z0 Z" W& h4 M$ @0 e

  11. % \! s1 `0 I& G- J/ }! Y
  12.     LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");6 x% h6 O( Y5 t; F
  13.     if(LcdOled==NULL). u& a% k4 {  \" I) q' R
  14.         uart_printf("open oled lcd err\r\n");
    ( J( Q) @9 D/ X) o3 @+ I& X: D
  15. 8 \5 N1 {! B7 i& x4 w9 y
  16.     LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    / V) n" E! G& f6 N7 ]- T. W* J
  17.     if(LcdTft==NULL)
    ' }: I1 e1 c' f
  18.         uart_printf("open tft lcd err\r\n");9 v8 h: X( T7 P% Z

  19. : z% P) \( g& L1 c  O3 q/ c
  20.     /*打开背光*/
    & Z- Q, S. q  w6 W  s/ \$ g8 Q, H
  21.     dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);8 W' X2 w' A/ h3 k2 V" p8 X
  22.     dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);4 o/ U7 K0 Y+ _$ m0 ^: R
  23.     dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);& x% W) e9 t: \2 m% G* \# [& U; W3 E

  24. 7 l2 u# l, X6 Q, W
  25.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);* r4 p! [7 U' V" Y  F
  26.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是oled lcd", BLACK);
    + Z: A7 u( n5 M! Z* f; Q
  27.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    + _$ j5 f* o4 Y: h4 Z& B  P. t7 T# L. R
  28.     dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    ! c6 y! G9 m9 h! t

  29. # |  H, |0 H% t" f0 P& I
  30.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);& E( P( K- F3 b$ w
  31.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "这是cog lcd", BLACK);# W: y+ I6 Y9 v; G3 E: g4 K( ~2 F
  32.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);& H$ \  T0 }2 w! [" F
  33.     dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);. c+ [3 I/ F+ |5 n* i# N9 T
  34. 4 L# w2 c- l/ V4 V% H/ p9 e8 G% Z
  35.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);1 O0 _/ `! ^  f, u9 U$ \
  36.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "这是tft lcd", RED);" P9 F% a! _/ _% c( Z
  37.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);( [* I6 }/ o, c
  38.     dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);; b* v1 b- T& D
  39. . C4 @3 @! \, ^2 H- l# W, q$ j
  40.     while(1);
    ' D1 w$ y7 u6 ^& K& b3 O
  41. }
复制代码
    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:
微信图片_20220907192354.jpg
  • 好处20 @4 p% B  @/ q+ e1 E* }* c7 [6 M9 \
    ; E) ^# \1 n. @5 `
    现在的设备树是这样定义的:
  1. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    ) i: n7 m+ k" c, G3 _& ^
  2. {
    $ _( L& g* }, W0 q7 v! w0 X
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    0 Z/ z. H4 D& ~
  4.     {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},& o% m( v1 v& E- X: e
  5.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},+ ?6 E5 X" O1 H% H7 I# {; r
  6. };
复制代码

* y6 M5 G& M; w' `0 g( H8 h  t
    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。
, t! Q+ H/ y% U" g& Y4 {0 b
  1. LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=$ W; c& e" j. e* r6 E
  2. {6 w+ B' k" H2 b: I3 n
  3.     {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},
    + t  b- H3 C# t/ l/ c
  4.     {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},. {5 ~9 ]3 t0 Y) |
  5. };
复制代码
+ W( t  H6 e/ E. E/ h3 y
6 M0 ]$ o2 {. ~1 ?
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。

  z, ?0 o7 [% @9 s3 r) j3 g) D( O( @: [
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  r# x) W* k1 x
来源:屋脊雀

% z" U0 r, y( H0 D4 ]/ }* B. Y; ~. E4 C" a3 L, R
收藏 评论0 发布时间:2022-9-7 19:28

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