嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)8顯示器

1、LCD控制器緩存?zhèn)魉偷絃CD驅(qū)動器將圖像數(shù)據(jù)從位于系統(tǒng)內(nèi)存的集成在44B0 x中LCD驅(qū)動器和LCD屏在這里 是一個整體，被封裝在一起。20112LCD控制器系統(tǒng)內(nèi)存LCD驅(qū)動器液晶顯示屏(LCD)S3C44B0X的LCD控制器特點(diǎn)支持彩色/灰度/單色液晶屏支持3種LCD驅(qū)動類型： 4位單掃描、4支持多種虛擬顯示掃描、8位單掃描將系統(tǒng)內(nèi)存用作顯存DMA：直取系統(tǒng)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)支持多種屏幕規(guī)格：640 x480,320 x240,160 x160支持單色/4級灰度/16級灰度級支持256色彩色STN液晶屏支持省電模式20113液晶顯示屏的像素只有亮/滅兩種狀態(tài)1像素1一個液晶就是一個象素。原理同數(shù)

2、碼管。一個像素有三個像點(diǎn)，每個像點(diǎn)只有亮/滅兩種狀態(tài)1像素2每個象素由紅、綠、藍(lán)三個液晶共同。為了區(qū)別，稱它為“像點(diǎn)”這里，不考慮液晶顯示屏的發(fā)光原理，權(quán)把每個像點(diǎn)看成是具有開關(guān)的小燈即可201141像點(diǎn)彩色液晶不過這樣一來，似乎只能顯示8種顏色了。 Puzzled!單色液晶液晶屏像素（點(diǎn)）的顯示按行顯示，從左到右，從上到下，逐個像素顯示（行掃描）1 2 3 4 5 6 7 8 9 20115彩色液晶12345678單色液晶掃描方式為每個象素都配備一個物理的寄存器是不現(xiàn)實(shí)的,實(shí)際上只配備一行的寄存器VD7:0,這些寄存器輪流連接到每一行象素并裝入該行內(nèi)容,將所有象素行都驅(qū)動一遍就顯示一個完整的

3、畫面(Frame).4位單掃描(VD3:0)4掃描(VD3:0,VD7:4)8位單掃描(VD7:0)并行數(shù)據(jù)線包括LCD像素輸出端口：VD7:020116掃描方式：4位單掃描利用4位并行數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)送到顯示屏1個像點(diǎn)VD3:01像素行20117VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD3:0VD3:0VD3:0掃描方式：4掃描利用8位并行數(shù)據(jù)線將半屏的VD3:0數(shù)據(jù)送到顯示屏，但這8位是分上半屏和下VD20118VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD07:4VD7VD6VD5VD4VD7VD6VD5VD4VD7VD6VD5VD4

4、掃描方式：8位單掃描利用8位并行數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)送到顯示屏VD7:020119VD7VD6VD5VD4VD3VD2VD1VD0VD7VD6VD5VD4VD7:0LCD控制器邏輯結(jié)構(gòu)圖18個可編程寄存器，用于配置 LCD控制器： LCDCON1,LCDCON2,LCDCON3,LCD SADDR1,LCDSADDR2,LCDSADDR3,R EDLUT,GREENLUT,BLUELUT,DP1_2, DP4_7,DP3_5,DP2_3,DP5_7,DP3_4,D P4_5,DP6_7,DITHMODE產(chǎn)生 VFRAME、 VLINE、 VCLK、VM等信號從DMA接收數(shù)據(jù)，并作相應(yīng)轉(zhuǎn)化后輸出給 LC

5、D驅(qū)動。DMA，可以自動將顯示數(shù)據(jù)從幀內(nèi)存 中傳送到LCD驅(qū)動器 中?？蓪?shí)現(xiàn)不需CPU介入情況下顯示數(shù)據(jù)。201110外部接口信號VFRAME: 幀同步信號。VLINE: 水平同步脈沖信號。VCLK:像素時鐘信號。VM: 交流信號。VD: 像素?cái)?shù)據(jù)輸出端口。201111VFRAME時序圖該信號告知LCD屏開始顯示新一幀，LCD控制器在一個完整幀顯示后發(fā)出VFRAME信號，開始新一幀的顯示。VFRAME在每一幀開始的第1行掃描周期內(nèi)，處于；其余周期處于低電平。 一個幀周期包括多個行掃描周期，數(shù)量還跟掃描方式有關(guān)（單掃描/雙掃描）VMSTN液晶屏需要在電極翻轉(zhuǎn)過程中才能顯示201112VFRAME

6、時序圖STN液晶屏需要在電極翻轉(zhuǎn)過程中才能顯示 因此需要設(shè)置VM翻轉(zhuǎn)頻率MMODE用于確定VM的改變速度and MVAL=2201113MMODE=1時，VM翻轉(zhuǎn)頻率為VLINE Rate/(2*MVAL)MMODE=0時，VM翻轉(zhuǎn)頻率同VFRAMEVLINE、VCLK和VD時序圖1個行掃描周期包括： WLH：行起始時的 WDLY：WLH后的低電平VCLK周期：VD端口1次輸出周期（4位單掃描時為4個像點(diǎn)）LINEBL：寫完1行像素點(diǎn)后的調(diào)節(jié)時間201114內(nèi)存中顏色的設(shè)置（終端用戶使用的顏色）單色液晶1位 1/0表示亮/滅4級灰度2位 00/01/10/11分別表示4個不同灰度級16級灰度4

7、位.分別表示不同灰度級256彩色8位其中：3位紅度，3位綠度，2位藍(lán)度201115查找表實(shí)際系統(tǒng)中： 灰度可支持16級 彩色可支持16r*16g*16b=4096色對于4級灰度：從16個灰度級中選取4個對于16級灰度： 對應(yīng)16個灰度級對于彩色：從16個紅度中選取8個從16個綠度中選取8個從16個藍(lán)度中選取4個共256種201116查找表 - 舉例實(shí)際系統(tǒng)中： 灰度可支持16級對于4級灰度：從個灰度級中選取個級灰度的話，從16級中挑選4個液晶屏實(shí)際顯示能力為級灰度201117這4級灰度是通過查找表來自定義的，甚至可以將它們設(shè)置成相同的顏色。例如，查找表可以把00、01、10和11級灰度都設(shè)置成

8、0級灰度級級級級09ABCDEF抖動實(shí)際系統(tǒng)中：燈只有亮/滅兩種狀態(tài)灰度可支持16級如何來的呢？通過不同策略的閃爍液晶屏實(shí)際顯示能力為16級灰度2011180123456789ABCDEF內(nèi)存數(shù)據(jù)如何顯示到屏幕（單色）4位單掃描0000HA31 VD3A30 VD2A29 VD1A28 VD0A27 VD34掃描0000HA31 VD3A30 VD2A29 VD1A28 VD0A27 VD31000HB31 VD7B30 VD6B29 VD5B28 VD4B27 VD7201119VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD7VD6VD5VD4VD7VD6VD5

9、VD4VD7VD6VD5VD4VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0內(nèi)存數(shù)據(jù)如何顯示到屏幕（256彩色）4位單掃描0000HA31:29 VD3rA28:26 VD2gA25:24 VD1bA23:21 VD0rA20:18 VD3g4掃描0000HA31:29 VD3rA28:26 VD2gA25:24 VD1bA23:21 VD0rA20:18 VD3g1000HA31:29 VD7rA28:26 VD6gA25:24 VD5bA23:21 VD4rA20:18 VD7gVD只有一位，RGB三元色都有多個級別，如何反映紅/綠/藍(lán)程度？例如：A31:29有1

10、6個級別，對應(yīng)到VD3r后只剩1位了?201120VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD7VD6VD5VD4VD7VD6VD5VD4VD7VD6VD5VD4VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0VD3VD2VD1VD0多況下，內(nèi)存數(shù)據(jù)如何到屏幕A31:29 VD3rA28:26 VD2gA25:24 VD1b201121控制VD3的顯示：VD3只能取0或1,但某一時刻其值是不確定的通過閃爍（亮/滅）來模擬亮的程度抖動策略可以獲得紅色的實(shí)際級別查找表可以獲得紅色的用戶級別A31:29內(nèi)存數(shù)據(jù)顯示到屏幕的過程終端用戶寫屏幕時，實(shí)際上將顏色寫到了區(qū)域，

11、并不直接對VD操作內(nèi)存中LCD控制器會將用戶數(shù)據(jù),根據(jù)查找表和抖動策略來模擬不同的顏色亮度級別LCD驅(qū)動器內(nèi)存內(nèi)存中區(qū)域201122VD7:0圖像數(shù)據(jù)第1幀圖像數(shù)據(jù)第2幀圖像數(shù)據(jù)第N幀圖像數(shù)據(jù)虛擬屏幕舉例：規(guī)格1600*1200數(shù)碼顯示器分辨率800*600在ACDSee中按實(shí)際大小全屏顯示（不放大也不縮?。┤埃荒茱@示一部分(1/4)的其他部分此時屏幕上不能顯示可以通過鼠標(biāo)拖動，查看800*600的顯示器屏幕為實(shí)際屏幕1600*1200是虛擬屏幕201123虛擬屏幕中的幾個參數(shù)LCDBASEL=LCDBASEU+(PAGEWIDTH+OFFSIZE)*(LINEVAL+1)OFFSIZE=

12、OFFSIZE1+OFFSIZE2OFFSIZE1OFFSIZE2?如何拖動屏幕？201124LCDBASELLCDBASEUPAGEWIDTHAL+1LINEVLCD控制器的寄存器LCDCON1 LCDCON2 LCDCON3 LCDSADDR1 LCDSADDR2 LCDSADDR3 REDLUT GREENLUT BLUELUT DP1_2 DP4_7 DP3_5 DP2_3 DP5_7 DP3_4 DP4_5 DP6_7DITHMODE控制：3個地址：3個查找表：3個抖動：9個201125LCD控制器的寄存器LCDCON1T(readonly)行掃描時當(dāng)前掃描行序號CLKVAL WLH

13、 WDLY MMODE DISMODE INVCLK INVLINE INVFRAME INVVDENVID用于確定VCLK。VCLK=MCLK/(CLKVAL*2)行信號行信號低電平VM頻率模式選擇掃描方式（x位單/雙掃描）201126LCD控制器的寄存器LCDCON2LINEBL1個行掃描周期中數(shù)據(jù)顯示完后空閑時間HOZVAL行規(guī)格（1行像素需要LINEVALVD的次數(shù)）決定行數(shù)201127LCD控制器的寄存器LCDSADDR1MODESEL選擇色彩模式：單色/4級灰度/16級灰度/彩色LCDB顯示緩存的27:22位，所有顯示緩存必須在些范圍內(nèi)，該空間包含4M空間LCDBASEU幀起始地址

14、（高）的21:1位201128LCD控制器的寄存器LCDSADDR2BSWPMVAL決定VM頻率LCDBASEL幀起始地址（低）的21:1位LCDBASEL=LCDBASEU+(PAGEWIDTH+OFFSIZE)*(LINEVAL+1)201129LCD控制器的寄存器LCDSADDR3OFFSIZE數(shù)值上虛擬屏寬實(shí)際屏寬用半字表示（offsize=4，表示有4個半字）PAGEWIDTH實(shí)際屏寬 用半字表示201130LCD控制器的寄存器REDLUTREDVAL31:0紅度0紅度1紅度2，直到紅度7000=REDVAL3:0001=REDVAL7:4010=REDVAL11:8例：REDVAL

15、31:0=0 x0表示：紅度0(000)采用16個灰度級中的0000（最淡的一種）紅度1(001)采用16個灰度級中的0000（最淡的一種）因此，8個紅度全部采用0000最淡的一種，實(shí)際上是沒有顯示201131LCD控制器的寄存器DP1_2（亮占總數(shù)比例為1/2，同理，DP4_7表示亮占總數(shù)的比例為 4/7）DP1_215:0參考值：1010 0101 1010 0101這里：亮的次數(shù)為8，總數(shù)為16201132虛擬屏幕的例子：用于設(shè)置相應(yīng)控制寄存器IFLCD panel = 320*240, 16級灰度, 單掃描幀起始地址：frame start address = 0 xc500000 o

16、ffset dot number = 2048 dotsTHEN行數(shù)LCDCON2LINEVAL = 240-1 = 0 xefLCD寬LCDSADDR3PAGEWIDTH = 320點(diǎn)*(4位/點(diǎn))/(16位/半字) = 0 x50LCDSADDR3OFFSIZE = 2048點(diǎn)*(4位/點(diǎn))/(16位/半字)=512半字= 0 x200LCDSADDR1LCDB = 0 xc500000 22 = 0 x31LCDSADDR1LCDBASEU = 0 xc50000021:11 = 0 x100000 1 = 0 x80000LCDSADDR2LCDBASEL= 0 x80000 + (

17、0 x50 + 0 x200 ) * ( 0 xef + 1 ) = 0 xa2b00201133屏幕上點(diǎn)的改寫：#define LCD_PutPixel(x, y, c)/ 將屏幕坐標(biāo)(x,y)像素改為c顏色g_unLcdActiveBuffer(y)(x)/4= (1(2 g_unLcdActiveBufferyx/4 &(3(40 xff000000(5x%4)5*8)4)3 )2| (6 c和的優(yōu)先級低于乘號*5：坐標(biāo)x處在字對齊元素的第某個字節(jié)(03)4：將5對應(yīng)的字節(jié)各位全取1，其余各位全取03：將5對應(yīng)的字節(jié)各位全取0，其余各位全取12：將坐標(biāo)x對應(yīng)的字中，x對應(yīng)的字節(jié)清06：將

18、色彩值c（1字節(jié)）放入字對齊元素的相應(yīng)位置（字節(jié)）1：將x處的色彩值放入字對齊元素的對應(yīng)字節(jié)，而不影響其他字節(jié)201134英文字符、漢字和圖像的顯示原理同數(shù)碼管，預(yù)先設(shè)置了點(diǎn)陣請參考C:EmbestIDEExlescommonfont_lib目錄下的幾個文件：ascii6x8.c ascii8x16.chzk16.c201135附錄：LCD初始化說明void lcd_init(void)rDITHMODE = 0 x12210; / 抖動模式，只能取0或0 x12210rDP1_2 = 0 xa5a5;/ 抖動設(shè)定/ disable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=16clk,WLH=16clk,rLCDCON1 = (0 x0)|(25)/ 8位單掃描|(MVAL_USED7) / 計(jì)時頻率為MVAL_USED，如果該值為0，則每幀|(0 x38)|(0 x310)/ VCLK：刷新時鐘；VLINE：水平同步脈沖；這里兩位表示VLINE和VCLK之間延時的系統(tǒng)時鐘數(shù),0 x3表示16個系統(tǒng)時鐘/ VLINE保持的系統(tǒng)時鐘數(shù)，0 x3表示16個系統(tǒng)時鐘/|(CLKVAL_COLOR12);/ LINEBL=10 (without any c