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用模塊化和面向?qū)ο蟮姆绞剑帉憜纹瑱C(jī)LCD驅(qū)動(dòng)程序

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發(fā)表于 2024-9-19 17:50:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
! j% z$ {/ f. T* n. ?4 C關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!
+ x7 n/ R9 ^0 Z% U; D  p) _; q5 f- e
/ U! n  d% E7 _  u& A3 t來源 | 屋脊雀) W# u# ^5 j; o: Q( |- r
網(wǎng)絡(luò)上配套STM32開發(fā)板有很多LCD例程,主要是TFT LCD跟OLED的。從這些例程,大家都能學(xué)會(huì)如何點(diǎn)亮一個(gè)LCD。但這代碼都有下面這些問題:
7 z3 L2 o( u" y$ m
  • 分層不清晰,通俗講就是模塊化太差。
  • 接口亂。只要接口不亂,分層就會(huì)好很多了。
  • 可移植性差。
  • 通用性差。為什么這樣說呢?如果你已經(jīng)了解了LCD的操作,請(qǐng)思考如下情景:7 |" \, @. R0 E7 b/ y$ C1 }
    1、代碼空間不夠,只能保留9341的驅(qū)動(dòng),其他LCD驅(qū)動(dòng)全部刪除。能一鍵(一個(gè)宏定義)刪除嗎?刪除后要改多少地方才能編譯通過?
    $ g' F, {1 b4 Y7 }4 @& Q  i2、有一個(gè)新產(chǎn)品,收銀設(shè)備。系統(tǒng)有兩個(gè)LCD,都是OLED,驅(qū)動(dòng)IC相同,但是一個(gè)是128x64,另一個(gè)是128x32像素,一個(gè)叫做主顯示,收銀員用;一個(gè)叫顧顯,顧客看金額。怎么辦?這些例程代碼要怎么改才能支持兩個(gè)屏幕?全部代碼復(fù)制粘貼然后改函數(shù)名稱?這樣確實(shí)能完成任務(wù),只不過程序從此就進(jìn)入惡性循環(huán)了。# j; J( o2 D7 r; p
    3、一個(gè)OLED,原來接在這些IO,后來改到別的IO,容易改嗎?
      s- k( t9 h' u6 d2 d4 E4、原來只是支持中文,現(xiàn)在要賣到南美,要支持多米尼加語言,好改嗎?0 ^  P6 j* \, u7 V
    LCD種類概述在討論怎么寫LCD驅(qū)動(dòng)之前,我們先大概了解一下嵌入式常用LCD。概述一些跟驅(qū)動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的概念,在此不對(duì)原理和細(xì)節(jié)做深入討論,會(huì)有專門文章介紹,或者參考網(wǎng)絡(luò)文檔。; _6 o2 @) ?& \; D+ b0 A5 \  Y2 E
    TFT lcdTFT LCD,也就是我們常說的彩屏。通常像素較高,例如常見的2.8寸,320X240像素。4.0寸的,像素800X400。這些屏通常使用并口,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。其他例如手機(jī)上使用的有MIPI接口。
    * w5 c8 t5 e7 f8 r4 T總之,接口種類很多。也有一些支持SPI接口的。除非是比較小的屏幕,否則不建議使用SPI接口,速度慢,刷屏閃屏。玩STM32常用的TFT lcd屏幕驅(qū)動(dòng)IC通常有:ILI9341/ILI9325等。2 Z2 i0 k  e: w; D1 w* ^4 [; k# r
    tft lcd:
    ( B2 U" g. \, C5 C% N
    ; P& n, G6 c/ Y- a( wIPS:
    & @" s. K  O% H5 y* n. A" y 1 \; G2 Q, _8 G0 M" ]& H+ ?
    COG lcd很多人可能不知道COG LCD是什么,我覺得跟現(xiàn)在開發(fā)板銷售方向有關(guān)系,大家都出大屏,玩酷炫界面,對(duì)于更深的技術(shù),例如軟件架構(gòu)設(shè)計(jì),都不涉及。使用單片機(jī)的產(chǎn)品,COG LCD其實(shí)占比非常大。COG是Chip On Glass的縮寫,就是驅(qū)動(dòng)芯片直接綁定在玻璃上,透明的。實(shí)物像下圖:2 D. e% k5 V; q# J4 b

    ) F$ ~  c4 g  A1 v1 C這種LCD通常像素不高,常用的有128X64,128X32。一般只支持黑白顯示,也有灰度屏。9 Z) x. r, `4 q" P
    接口通常是SPI,I2C。也有號(hào)稱支持8位并口的,不過基本不會(huì)用,3根IO能解決的問題,沒必要用8根吧?常用的驅(qū)動(dòng)IC:STR7565。
    9 U  G% N& \8 A  K- o8 r/ {* ~OLED lcd買過開發(fā)板的應(yīng)該基本用過。新技術(shù),大家都感覺高檔,在手環(huán)等產(chǎn)品常用。OLED目前屏幕較小,大一點(diǎn)的都很貴。在控制上跟COG LCD類似,區(qū)別是兩者的顯示方式不一樣。從我們程序角度來看,最大的差別就是,OLED LCD,不用控制背光。。。。。實(shí)物如下圖:
    6 \7 q, T! O2 m! A0 N- V4 Y4 ]) f' g1 C% M, u  R% C' ^3 n
    常見的是SPI跟I2C接口。常見驅(qū)動(dòng)IC:SSD1615。
    0 K2 i# j  z. A6 K# j% p. _硬件場(chǎng)景接下來的討論,都基于以下硬件信息:  n: z0 y& Q. @  V+ k- F( G( n9 `
    1、有一個(gè)TFT屏幕,接在硬件的FSMC接口,什么型號(hào)屏幕?不知道。
    " b: l3 [/ A" ^% [2、有一個(gè)COG lcd,接在幾根普通IO口上,驅(qū)動(dòng)IC是STR7565,128X32像素。
    ' m7 |. h; `  c5 l5 h$ N5 O3、有一個(gè)COG LCD,接在硬件SPI3跟幾根IO口上,驅(qū)動(dòng)IC是STR7565,128x64像素。1 y: J* a/ c/ y
    4、有一個(gè)OLED LCD,接在SPI3上,使用CS2控制片選,驅(qū)動(dòng)IC是SSD1315。
    . @% g6 h8 v3 R: P) W0 I& M
    9 ?& Q' |2 e/ u  L3 `: ^$ a' W- k預(yù)備知識(shí)在進(jìn)入討論之前,我們先大概說一下下面幾個(gè)概念,對(duì)于這些概念,如果你想深入了解,請(qǐng)GOOGLE。  _2 w, P$ X% m3 g" J7 f. y
    面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο螅蔷幊探绲囊粋(gè)概念。什么叫面向?qū)ο竽?編程有兩種要素:程序(方法),數(shù)據(jù)(屬性)。例如:一個(gè)LED,我們可以點(diǎn)亮或者熄滅它,這叫方法。LED什么狀態(tài)?亮還是滅?這就是屬性。我們通常這樣編程:
    $ [( K8 |( J4 F% I$ U. g2 mu8 ledsta = 0;& `  d" u: l' z, [; T, L8 O7 t
    void ledset(u8 sta)
    : Y& P* {1 Z: W  Q( u% U4 D{
    1 J. D1 p0 S% @9 i1 J" S, I}
    / F% k+ g7 Z7 `( a. O8 ~  L7 d( U2 O這樣的編程有一個(gè)問題,假如我們有10個(gè)這樣的LED,怎么寫?這時(shí)我們可以引入面向?qū)ο缶幊蹋瑢⒚恳粋(gè)LED封裝為一個(gè)對(duì)象?梢赃@樣做:: {3 f, z/ I, r
    /*1 g' s* {' Y5 ^2 J  U6 T
    定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體,將LED這個(gè)對(duì)象的屬性跟方法封裝。
    , [7 \+ c" a$ W- {3 F這個(gè)結(jié)構(gòu)體就是一個(gè)對(duì)象。
    ! D- |& ?; ?" q: L5 t; x, v但是這個(gè)不是一個(gè)真實(shí)的存在,而是一個(gè)對(duì)象的抽象。0 r/ `6 m7 O- ~( I) \
    */
      L* t% c9 [4 L; E' i" S2 vtypedef struct{
    + s- ?: U8 q8 J2 S5 k1 ]    u8 sta;' m1 U" S( S# P1 Q  Y
        void (*setsta)(u8 sta);" ~1 `0 o6 Z* @7 Q) W3 f& |
    }LedObj;
    , F  N- N9 L7 @2 \/*  聲明一個(gè)LED對(duì)象,名稱叫做LED1,并且實(shí)現(xiàn)它的方法drv_led1_setsta*/
    * Q& _; ~7 b$ ~( w$ A7 Ovoid drv_led1_setsta(u8 sta)8 o7 L2 T8 E  r% M9 `& N
    {0 D  v) M& Y9 Q0 m/ Y  S1 d
    }4 T; r9 J; n, W* K5 f, m4 i
    LedObj LED1={8 r( g" [8 p" a  q: e& J
            .sta = 0,
    # i: Q7 m7 b! A; V        .setsta = drv_led1_setsta,
    6 h  R# [( t$ ~    };2 k9 p3 g8 R4 Y
    /*  聲明一個(gè)LED對(duì)象,名稱叫做LED2,并且實(shí)現(xiàn)它的方法drv_led2_setsta*/
      ]3 Q7 w3 K: r6 Dvoid drv_led2_setsta(u8 sta)
    0 q, y' C% ]0 y8 @0 N! M4 O{
    1 Z$ V  u3 q9 Z6 ~: C}. e' |7 ]' T! T
    LedObj LED2={* }' x% ]) B! G1 K( s
            .sta = 0,3 P, D5 h! }, x. ?, D! I
            .setsta = drv_led2_setsta,4 ^/ M2 @! z; `5 M- H# c' r2 B1 E
        };$ [# O. A9 x8 l2 n7 Z  J
        ; _' }3 |2 F5 i2 ?' d$ ]
    /*  操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個(gè)led*/9 u- T8 F4 s% v7 z% w/ F/ y5 N
    void ledset(LedObj *led, u8 sta)
      H8 q( n& o0 ~{
    0 |! Q) j! A0 V9 H3 y! S    led->setsta(sta);' Y9 z. u$ N# p! J( R  o% ?4 n
    }
    : `' e/ }! @( h" i是的,在C語言中,實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮氖侄尉褪墙Y(jié)構(gòu)體的使用。上面的代碼,對(duì)于API來說,就很友好了。操作所有LED,使用同一個(gè)接口,只需告訴接口哪個(gè)LED。大家想想,前面說的LCD硬件場(chǎng)景。4個(gè)LCD,如果不面向?qū)ο螅?strong>「顯示漢字的接口是不是要實(shí)現(xiàn)4個(gè)」?每個(gè)屏幕一個(gè)?
    . w  ], {( F! r$ [% ?6 d6 R驅(qū)動(dòng)與設(shè)備分離如果要深入了解驅(qū)動(dòng)與設(shè)備分離,請(qǐng)看LINUX驅(qū)動(dòng)的書籍。, M& _# D, c" @
    什么是設(shè)備?我認(rèn)為的設(shè)備就是「屬性」,就是「參數(shù)」,就是「驅(qū)動(dòng)程序要用到的數(shù)據(jù)和硬件接口信息」。那么驅(qū)動(dòng)就是「控制這些數(shù)據(jù)和接口的代碼過程」。& K6 |, u: ]' V: Q0 ?; a1 F; i
    通常來說,如果LCD的驅(qū)動(dòng)IC相同,就用相同的驅(qū)動(dòng)。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驅(qū)動(dòng)。例如一個(gè)COG lcd:
      m2 Z5 Q  v9 L- w0 h# o+ K: y?驅(qū)動(dòng)IC是STR7565 128 * 64 像素用SPI3背光用PF5 ,命令線用PF4 ,復(fù)位腳用PF3
    5 C' C/ j- R* ]+ w8 `+ k4 |" i?
    上面所有的信息綜合,就是一個(gè)設(shè)備。驅(qū)動(dòng)就是STR7565的驅(qū)動(dòng)代碼。: T$ z$ R8 |/ O/ k
    為什么要驅(qū)動(dòng)跟設(shè)備分離,因?yàn)橐鉀Q下面問題:
    ( K) ^+ p, y6 U, M1 w?有一個(gè)新產(chǎn)品,收銀設(shè)備。系統(tǒng)有兩個(gè)LCD,都是OLED,驅(qū)動(dòng)IC相同,但是一個(gè)是128x64,另一個(gè)是128x32像素,一個(gè)叫做主顯示,收銀員用;一個(gè)叫顧顯,顧客看金額。0 q0 D/ `! `# n5 o  I
    ?
    這個(gè)問題,「兩個(gè)設(shè)備用同一套程序控制」才是最好的解決辦法。驅(qū)動(dòng)與設(shè)備分離的手段:
    7 A6 `, ?$ _  y# T4 _+ B! M* a6 s' f?在驅(qū)動(dòng)程序接口函數(shù)的參數(shù)中增加設(shè)備參數(shù),驅(qū)動(dòng)用到的所有資源從設(shè)備參數(shù)傳入。" l7 H* S) S% @3 E- o, L4 p5 c
    ?
    驅(qū)動(dòng)如何跟設(shè)備綁定呢?通過設(shè)備的驅(qū)動(dòng)IC型號(hào)。
    ; ^4 j1 C. W! }# I模塊化我認(rèn)為模塊化就是將一段程序封裝,提供穩(wěn)定的接口給不同的驅(qū)動(dòng)使用。不模塊化就是,在不同的驅(qū)動(dòng)中都實(shí)現(xiàn)這段程序。例如字庫處理,在顯示漢字的時(shí)候,我們要找點(diǎn)陣,在打印機(jī)打印漢字的時(shí)候,我們也要找點(diǎn)陣,你覺得程序要怎么寫?把點(diǎn)陣處理做成一個(gè)模塊,就是模塊化。非模塊化的典型特征就是「一根線串到底,沒有任何層次感」
    ) i; e% B' }5 ~+ _LCD到底是什么前面我們說了面向?qū)ο螅F(xiàn)在要對(duì)LCD進(jìn)行抽象,得出一個(gè)對(duì)象,就需要知道LCD到底是什么。問自己下面幾個(gè)問題:
    & b" r' b4 D, }/ ~- t* i
  • LCD能做什么?
  • 要LCD做什么?
  • 誰想要LCD做什么?剛剛接觸嵌入式的朋友可能不是很了解,可能會(huì)想不通。我們模擬一下LCD的功能操作數(shù)據(jù)流。APP想要在LCD上顯示 一個(gè)漢字。
    . G8 a4 S( j9 ^( i1 M1、首先,需要一個(gè)顯示漢字的接口,APP調(diào)用這個(gè)接口就可以顯示漢字,假設(shè)接口叫做lcd_display_hz。
    5 l6 D, l! D. q& Y8 b2、漢字從哪來?從點(diǎn)陣字庫來,所以在lcd_display_hz函數(shù)內(nèi)就要調(diào)用一個(gè)叫做find_font的函數(shù)獲取點(diǎn)陣。
    5 B) u+ f9 d4 g1 H1 B) ]3、獲取點(diǎn)陣后要將點(diǎn)陣顯示到LCD上,那么我們調(diào)用一個(gè)ILL9341_dis的接口,將點(diǎn)陣刷新到驅(qū)動(dòng)IC型號(hào)為ILI9341的LCD上。
    3 K, d$ Y! t7 |. i6 i& R+ B4、ILI9341_dis怎么將點(diǎn)陣顯示上去?調(diào)用一個(gè)8080_WRITE的接口。
    8 @1 F: f! D7 @5 W2 P* Y好的,這個(gè)就是大概過程,我們從這個(gè)過程去抽象LCD功能接口。漢字跟LCD對(duì)象有關(guān)嗎?無關(guān)。在LCD眼里,無論漢字還是圖片,都是一個(gè)個(gè)點(diǎn)。那么前面問題的答案就是:
    " t; O( l8 m2 P
  • LCD可以一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)顯示內(nèi)容。
  • 要LCD顯示漢字或圖片-----就是顯示一堆點(diǎn)
  • APP想要LCD顯示圖片或文字。結(jié)論就是:所有LCD對(duì)象的功能就是顯示點(diǎn)。「那么驅(qū)動(dòng)只要提供顯示點(diǎn)的接口就可以了,顯示一個(gè)點(diǎn),顯示一片點(diǎn)! 抽象接口如下:, }! z# D* a" q. `1 E* v3 A0 c) Q
    /*' ^3 ?& `# n; p& @8 Y4 b+ [8 w! q# z
        LCD驅(qū)動(dòng)定義4 V; E1 t% q/ t
    */# ^5 H* _! @' X; M
    typedef struct  
    ( f4 U) e0 `& b6 ?{
    8 a5 q  ~8 n  F* d' a2 |4 I% i    u16 id;
    ! v; f% w$ t. G+ y+ g    s32 (*init)(DevLcd *lcd);' B& g* F2 F" C# g* Y/ M/ M5 X
        s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    ; r- ?) N! s3 T4 O, e! Z9 k    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    # e1 F+ w  ~, G  ^2 G+ v    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);0 m6 f) x0 I* @" W1 v, G& X
        s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);3 ?: {( F% [# F/ V9 I, j- Q
        s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);6 l2 o0 ]0 z; j9 D' G8 y0 e; t
        void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);$ O2 [4 g. ~/ L4 u
        void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    . v8 S% S9 g8 ~: t& h3 ~}_lcd_drv;7 T( Y5 f; z# ~+ J: k
    上面的接口,也就是對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng),包含了一個(gè)驅(qū)動(dòng)id號(hào)。- F; R* a$ [: j
  • id,驅(qū)動(dòng)型號(hào)
  • 初始化
  • 畫點(diǎn)
  • 將一片區(qū)域的點(diǎn)顯示某種顏色
  • 將一片區(qū)域的點(diǎn)顯示某些顏色
  • 顯示開關(guān)
  • 準(zhǔn)備刷新區(qū)域(主要彩屏直接DMA刷屏使用)
  • 設(shè)置掃描方向
  • 背光控制顯示字符,劃線等功能,不屬于LCD驅(qū)動(dòng)。應(yīng)該歸類到GUI層。
    7 {) X' |; \; Z" z, N& T: u0 ^LCD驅(qū)動(dòng)框架我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的驅(qū)動(dòng)框架:
    : z; V) ~& d6 i3 I5 q; w5 p" t; y
    設(shè)計(jì)思路:/ X0 v/ G' `. p
    1、中間顯示驅(qū)動(dòng)IC驅(qū)動(dòng)程序提供統(tǒng)一接口,接口形式如前面說的_lcd_drv結(jié)構(gòu)體。
    $ R6 O5 O" s) G& L! B4 A5 }$ p2、各顯示IC驅(qū)動(dòng)根據(jù)設(shè)備參數(shù),調(diào)用不同的接口驅(qū)動(dòng)。例如TFT就用8080驅(qū)動(dòng),其他的都用SPI驅(qū)動(dòng)。SPI驅(qū)動(dòng)只有一份,用IO口控制的我們也做成模擬SPI。: Y0 ^! L9 a" g0 O& A/ o7 G4 T
    3、LCD驅(qū)動(dòng)層做LCD管理,例如完成TFT LCD的識(shí)別。并且將所有LCD接口封裝為一套接口。
    : z( g, N6 y6 I* B. b- ]' L4、簡(jiǎn)易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。
    7 x0 G* V  l- q4 e$ I: D  F5、字體點(diǎn)陣模塊提供點(diǎn)陣獲取與處理接口。3 ?$ @. C6 f$ j) e& A) m
    由于實(shí)際沒那么復(fù)雜,在例程中我們將GUI跟LCD驅(qū)動(dòng)層放到一起。TFT LCD的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)也放到一個(gè)文件,但是邏輯是分開的。OLED除初始化,其他接口跟COG LCD基本一樣,因此這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)也放在一個(gè)文件。
    ; l' d9 a9 a- f代碼分析代碼分三層:# l. ?3 p+ H6 l5 x# L4 T
    1、GUI和LCD驅(qū)動(dòng)層 dev_lcd.c dev_lcd.h
    # q; J& A$ `  f7 G2、顯示驅(qū)動(dòng)IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h; ~4 w/ G8 h* u2 V4 \! @$ J1 e; j
    3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h! z' H. j/ w" q
    GUI和LCD層這層主要有3個(gè)功能 :% d# r3 j' V: A! y& E; i
    「1、設(shè)備管理」5 o+ p- O+ j( B
    首先定義了一堆LCD參數(shù)結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體包含ID,像素。并且把這些結(jié)構(gòu)體組合到一個(gè)list數(shù)組內(nèi)。: z/ I" L6 j& ~. V6 D2 A: ~" e3 N
    /*  各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/+ \& a& k" I- Z! f) Y% e& }) ]
    _lcd_pra LCD_IIL9341 ={! R6 ~5 U+ J5 ]2 }. Q8 Y
            .id   = 0x9341,1 K- t/ X5 n4 y# @1 V9 B
            .width = 240,   //LCD 寬度+ p: Y: }* z" u) |( \* w. k
            .height = 320,  //LCD 高度" }7 W; S& q' c) ^3 x
    };* Y* j# i0 ~0 u+ o$ h
    ...' Z: S6 n( y& x2 C
    /*各種LCD列表*/  w, A9 W8 N6 f6 e- e& S$ o1 c
    _lcd_pra *LcdPraList[5]=
    : w: |1 z0 W5 T1 ]! V" ~* Y            {
    4 u5 s! N! f* O7 r                &LCD_IIL9341,      
    8 v* F# Y7 |4 ^( H0 l' b6 ~' d                &LCD_IIL9325,
    ' g' K, n* c. T+ P                &LCD_R61408,
    : Q* b4 t0 s0 L4 l                &LCD_Cog12864,
    + ?! V2 r3 W  x7 M" V                &LCD_Oled12864,
    % i; T' O5 Q' S" A( w; s2 T            };* r# l& Y+ I5 d0 Y; {5 R& |2 _0 t) u. ^
    然后定義了所有驅(qū)動(dòng)list數(shù)組,數(shù)組內(nèi)容就是驅(qū)動(dòng),在對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)文件內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
    6 X; s2 p, q$ M9 ]5 I& Z& q/*  所有驅(qū)動(dòng)列表* b$ U; @: P: t
        驅(qū)動(dòng)列表*/
    2 X! m1 u- j3 ?* f. K_lcd_drv *LcdDrvList[] = {
    1 W2 ^( i- }6 _5 j* ]7 k                    &TftLcdILI9341Drv,- I4 A( B% c; V) M
                        &TftLcdILI9325Drv,4 \9 V3 h/ l" ?
                        &CogLcdST7565Drv,6 [6 N# V- u8 i. {7 m$ Z6 D- P
                        &OledLcdSSD1615rv,2 H' S  j) Y/ L5 S) p
    定義了設(shè)備樹,即是定義了系統(tǒng)有多少個(gè)LCD,接在哪個(gè)接口,什么驅(qū)動(dòng)IC。如果是一個(gè)完整系統(tǒng),可以做成一個(gè)類似LINUX的設(shè)備樹。5 c# n: Q6 A; A+ i- K
    /*設(shè)備樹定義*/
    & k0 M  ^8 }( ]0 t' [#define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個(gè)LCD設(shè)備
    * k! B5 ]" F9 b; N- f* G. s% CLcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=1 d+ ~5 T" \- W/ K9 n; o
    {7 p# S' ~+ j1 z, {
        {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    3 Y/ L& L$ W9 R' {7 t    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    2 p7 w4 P2 F! C$ K3 @    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    ! [1 ?" ?6 [, U* B" P# e$ m};
    / ^  K2 W, I0 ]2 r  N% h- ^「2 、接口封裝」
    0 q9 {* i5 J% y* F) h; _6 w5 D. mvoid dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
    7 j- S" g+ O. M% ^5 y0 fs32 dev_lcd_init(void)$ m4 ^! M4 B8 |% F& ^8 E
    DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
    - J+ X7 m/ W" D0 p3 I% vs32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    ! F) C# A) \- o) A8 h" Ys32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)9 X4 }& F' m" F* m4 C. c: g! ]4 C8 I
    s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey); Z- \* K% ^" ]& G; b( a; N
    s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    7 l0 Q% ~, C+ Y3 v; A. ]+ _6 A' ss32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)1 s. v9 T0 q1 _, s9 G5 k3 H$ _
    s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)5 E& E) u: R, N) W( ^! T
    s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)8 G( y1 K* n( y3 s$ Q
    大部分接口都是對(duì)驅(qū)動(dòng)IC接口的二次封裝。有區(qū)別的是初始化和打開接口。初始化,就是根據(jù)前面定義的設(shè)備樹,尋找對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng),找到對(duì)應(yīng)設(shè)備參數(shù),并完成設(shè)備初始化。打開函數(shù),根據(jù)傳入的設(shè)備名稱,查找設(shè)備,找到后返回設(shè)備句柄,后續(xù)的操作全部需要這個(gè)設(shè)備句柄。3 ^" k7 D3 q. n0 l
    「3 、簡(jiǎn)易GUI層」7 z# p1 [* L1 }* E5 n' a$ Z
    目前最重要就是顯示字符函數(shù)。1 K. z+ l1 D- N- B" D
    s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)
    / P3 H8 E4 X9 D9 j4 P2 t2 x- `其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測(cè)試,后續(xù)會(huì)完善。
    ; F4 Z4 t) q1 \* h驅(qū)動(dòng)IC層驅(qū)動(dòng)IC層分兩部分:4 @# @9 m$ P+ a$ N
    「1 、封裝LCD接口」
    . M  X8 k/ i+ U# q( z6 KLCD有使用8080總線的,有使用SPI總線的,有使用VSPI總線的。這些總線的函數(shù)由單獨(dú)文件實(shí)現(xiàn)。但是,除了這些通信信號(hào)外,LCD還會(huì)有復(fù)位信號(hào),命令數(shù)據(jù)線信號(hào),背光信號(hào)等。我們通過函數(shù)封裝,將這些信號(hào)跟通信接口一起封裝為「LCD通信總線」, 也就是buslcd。BUS_8080在dev_ILI9341.c文件中封裝。BUS_LCD1和BUS_lcd2在dev_str7565.c 中封裝。
    6 y4 ^" k0 l, q3 Y7 c) S& U「2 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)」
    ' F( I+ i, {/ O% U+ }實(shí)現(xiàn)_lcd_drv驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體。每個(gè)驅(qū)動(dòng)都實(shí)現(xiàn)一個(gè),某些驅(qū)動(dòng)可以共用函數(shù)。& F+ p/ N# u0 T: O) P
    _lcd_drv CogLcdST7565Drv = {
    1 x+ K% O8 r1 j( h                            .id = 0X7565,
    $ c8 d8 q* ~2 L; M3 W                            .init = drv_ST7565_init,
    , [# N4 b; J, G& n( _                            .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,, `* h2 x4 y# s% B
                                .color_fill = drv_ST7565_color_fill,3 d( t$ N. V8 G  ]% e1 P
                                .fill = drv_ST7565_fill,
    + F0 U9 k7 j" Z3 F, b: S6 j                            .onoff = drv_ST7565_display_onoff,& [% s3 D$ A$ x7 b$ i* y/ }
                                .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,/ A6 w7 `: R' \3 f: M9 k
                                .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,0 a7 B5 b+ i! ^- w: L7 |2 A
                                .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
      ^" T$ k$ p6 W% ]# Y  ?                            };
    4 x9 _2 F8 w+ a& ?0 I8 Y8 f接口層8080層比較簡(jiǎn)單,用的是官方接口。SPI接口提供下面操作函數(shù),可以操作SPI,也可以操作VSPI。: y7 Q' _# I  P
    extern s32 mcu_spi_init(void);3 i/ L/ J! U$ c! ]
    extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
    $ y7 b- ?0 U  o& Fextern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
    ) \9 z/ \4 g& k* h  H+ z3 Iextern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
    ' a* L6 a1 D4 e/ @: x3 V' q8 @extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);* e) v& _4 F, y2 [) q$ t
    至于SPI為什么這樣寫,會(huì)有一個(gè)單獨(dú)文件說明。* i" b! ]1 N9 j4 B( E- [
    總體流程前面說的幾個(gè)模塊時(shí)如何聯(lián)系在一起的呢?請(qǐng)看下面結(jié)構(gòu)體:
    ; B& o4 j- i9 s# \! f( f8 Y/*  初始化的時(shí)候會(huì)根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,- c  b7 G' r0 t
        并且匹配驅(qū)動(dòng)跟參數(shù),并初始化變量。
    ! o- N" b1 Q+ j! f& [$ d, Z0 K    打開的時(shí)候只是獲取了一個(gè)指針 */- K, P& U# @- ~  z3 W4 S
    struct _strDevLcd
    9 x. c2 a/ {( P6 E& M+ U: B{1 W+ F4 l+ U" b% |& c; w* x/ q2 N
        s32 gd;//句柄,控制是否可以打開
    7 g, c( v. ~1 d$ p& [    LcdObj   *dev;* {& t/ ?9 t; x& [6 I  {
        /* LCD參數(shù),固定,不可變*/5 F3 w! d. u' c" W; s2 A
        _lcd_pra *pra;
    . ?- c6 g) U  R" N7 w# ?    /* LCD驅(qū)動(dòng) */
    # |4 b0 `+ W" R% i    _lcd_drv *drv;
    . m( |2 q. {$ t# ~9 T, A    /*驅(qū)動(dòng)需要的變量*/
    4 F0 u; A7 C& G0 G, P& N& X0 Y0 m    u8  dir;    //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。
    4 ~" c' x+ `- Z  Q$ Q# E    u8  scandir;//掃描方向) @* Q8 ]9 |# f' V
        u16 width;  //LCD 寬度' d+ E5 z8 x1 G
        u16 height; //LCD 高度
    7 p) ]- A9 Z# R2 \2 w# D) R    void *pri;//私有數(shù)據(jù),黑白屏跟OLED屏在初始化的時(shí)候會(huì)開辟顯存
    : P; [3 |* }% v+ }* G};( t8 r5 A' G" o1 g$ o4 R+ x
    每一個(gè)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)體,這個(gè)結(jié)構(gòu)體在初始化LCD時(shí)初始化。
    ! G; i8 M7 ^% D; J( T  n. A$ `# h
  • 成員dev指向設(shè)備樹,從這個(gè)成員可以知道設(shè)備名稱,掛在哪個(gè)LCD總線,設(shè)備ID。typedef struct" T& k* T/ O  n! R, Q  p$ R
    {
    # X& q- t  ^$ w9 y    char *name;//設(shè)備名字/ K7 J) n3 n6 K2 r: ?
        LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上
    $ _( c" B! n# A  T. y5 C. A/ z7 _    u16 id;" @4 X  ]+ D+ B8 h& t4 _  o8 e! F
    }LcdObj;
    2 h1 C" G. x4 y& b+ O9 y4 W: W
  • 成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct
    - _1 n) O2 X) ~/ |! J0 p{
    % P3 y, N# E( h    u16 id;
    : Q0 K& w: N  G    u16 width;  //LCD 寬度  豎屏  h8 x: O" W$ o, h7 F
        u16 height; //LCD 高度    豎屏4 @1 L$ ?( ~7 d# V. a
    }_lcd_pra;
    . y; }- ~& [4 p% F
  • 成員drv指向驅(qū)動(dòng),所有操作通過drv實(shí)現(xiàn)。typedef struct  
    . A( C% F" x' K' {9 T4 Q1 q{
    6 f3 O% _: n6 s    u16 id;; G% ?, x4 d$ Z) k
        s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    1 K6 Q% q, S& M0 }, P! J' U    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    1 r, h& c# e1 @0 E; r, @0 W& S- m, Z    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);# H! f- `" ]: [
        s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    : z3 R2 N9 c9 t" \5 z) Z    s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    4 E/ n+ q7 W; c2 S8 y' ^    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);( \7 P0 q  S5 |# W; e3 Z4 h
        void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    % e' K) k* |3 t4 u    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    + S  L% G$ C6 }" v4 m9 h" u2 j' k}_lcd_drv;  v8 o- y. P, }9 y
  • 成員dir、scandir、 width、 height是驅(qū)動(dòng)要使用的通用變量。因?yàn)槊總(gè)LCD都有一個(gè)結(jié)構(gòu)體,一套驅(qū)動(dòng)程序就能控制多個(gè)設(shè)備而互不干擾。
  • 成員pri是一個(gè)私有指針,某些驅(qū)動(dòng)可能需要有些比較特殊的變量,就全部用這個(gè)指針記錄,通常這個(gè)指針指向一個(gè)結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體由驅(qū)動(dòng)定義,并且在設(shè)備初始化時(shí)申請(qǐng)變量空間。目前主要用于COG LCD跟OLED LCD顯示緩存。整個(gè)LCD驅(qū)動(dòng),就通過這個(gè)結(jié)構(gòu)體組合在一起。
    : K! Y5 T% r! j3 w8 W" m1、初始化,根據(jù)設(shè)備樹,找到驅(qū)動(dòng)跟參數(shù),然后初始化上面說的結(jié)構(gòu)體。# \# H2 K6 _; v+ U
    2、要使用LCD前,調(diào)用dev_lcd_open函數(shù)。打開成功就返回一個(gè)上面的結(jié)構(gòu)體指針。) ?; j7 C" I. T: H' p+ p
    3、顯示字符,接口找到點(diǎn)陣后,通過上面結(jié)構(gòu)體的drv,調(diào)用對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。" d6 a- N4 q* D1 y8 H8 ^
    4、驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)體,決定操作哪個(gè)LCD總線,并且使用這個(gè)結(jié)構(gòu)體的變量。
    # c3 |% t% T/ b( R' L0 G% L( V用法和好處
  • 好處1請(qǐng)看測(cè)試程序
    + ^+ l# X9 M0 X8 l4 t, Qvoid dev_lcd_test(void)
    1 q# ?, N6 r" M+ n( a  p{( M  |# r) _% w, z8 h0 K6 u
        DevLcd *LcdCog;
    ! E! }% S" R+ Y: w, b. P    DevLcd *LcdOled;' J/ Q, x* [# L- i/ Z- F
        DevLcd *LcdTft;
    5 ~2 e2 K, Y6 `8 r    /*  打開三個(gè)設(shè)備 */
    " S  r% w8 g% M( ?3 x0 R$ y    LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
    # f% d& l  ]6 s( I    if(LcdCog==NULL)7 ^" n  ]/ D1 V$ _, T0 ]
            uart_printf("open cog lcd err\r' W% b( l1 l$ l: g4 s! p3 m  y
    ");* r4 H0 R: j7 j; v0 J* s
        LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");
    + }: k3 ~  a# T# Q/ K( B+ {8 l! e    if(LcdOled==NULL)3 B/ L/ S: L% K$ ]3 h7 |: Y% @
            uart_printf("open oled lcd err\r: g; s9 O' ?1 i5 y
    ");
    # @2 b4 V- S, j0 E% p    LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");# E7 k; }" |* L- c1 Y: p' q  Q
        if(LcdTft==NULL)
    1 o4 y  a. q/ ]( g  F3 m( A5 s( O0 j1 d        uart_printf("open tft lcd err\r
    " J& R' I. C9 d! I+ k");
    9 [3 A/ v5 q. n% A: c    /*打開背光*/' b% y+ ~* n' C: k$ p
        dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);" B2 r4 n& Q6 u  {" B  K) `6 z
        dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);* i8 w( ~4 X5 k' Q, ?
        dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
      {; t& ~! L1 j. j    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    9 o! x( _, d: _4 L9 g    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);
      p" {# P5 r" x; x    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    2 t) _3 x5 g0 h$ ?    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);1 S; F  f; D  H% J
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    # R) ^' f' J  t- m' t4 n# j% ?& h. G    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);6 \8 l$ l/ B  I# p: c0 w% e
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);5 n6 J, I- g6 @9 j( F: [+ ^% I9 X
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    & s- l' m& j# w! V9 ?5 f0 c    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);
    6 m! o. I# S2 |  ~  {8 M: ^1 i) d    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED);
    - l# N$ |# t6 @0 Q    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
    9 N/ L5 d) V* l6 V/ I/ x  ^    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);, [1 N7 Q' I& ?6 [/ N' Z" d) y
        while(1);
    ) r& H7 x7 M* |- c3 R/ s4 p' v}
    1 {  _$ }; Z2 z8 U使用一個(gè)函數(shù)dev_lcd_open,可以打開3個(gè)LCD,獲取LCD設(shè)備。然后調(diào)用dev_lcd_put_string就可以在不同的LCD上顯示。其他所有的gui操作接口都只有一個(gè)。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)于APP層來說,就很友好。顯示效果:* e2 k; b( d, Z  ~' E* D

    ' n% _9 [* J- l; e6 Z
  • 好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹是這樣定義的
    : H1 D: o% m* HLcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    * W+ h) r* \4 K$ B* N7 l& @{
    - k2 z) }# y. _. J: ]( v    {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    3 A7 X5 t6 b: V/ F0 c$ {    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    / q* F! Q$ D! e& f    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},, C' a3 h2 {3 T
    };
      S" I3 Y0 W" P某天,oled lcd要接到SPI上,只需要將設(shè)備樹數(shù)組里面的參數(shù)改一下,就可以了,當(dāng)然,在一個(gè)接口上不能接兩個(gè)設(shè)備。5 s, J1 H9 w2 ]% v& c3 L$ J- b
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    $ ~- |/ p+ _* c{
    + N7 J! I  g6 j. U$ c  Q    {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},* h7 m2 v8 V5 \- c/ w* j6 V
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    / X2 z+ m3 v" P' ^};$ z; u1 Q9 M  F% m
    字庫暫時(shí)不做細(xì)說,例程的字庫放在SD卡中,各位移植的時(shí)候根據(jù)需要修改。具體參考font.c。
    9 ^( }% ]9 s8 _" J& A( q7 A1 x, i聲明代碼請(qǐng)按照版權(quán)協(xié)議使用。當(dāng)前源碼只是一個(gè)能用的設(shè)計(jì),完整性與健壯性尚未測(cè)試。后續(xù)會(huì)放到github,并且持續(xù)更新優(yōu)化。最新消息請(qǐng)關(guān)注www.wujique.com。
    " L6 |" |6 o+ P  v9 w-END-' L+ L% K$ K; s* H) w$ `$ I. m
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                                                            0 L- L- C  W, q0 a
                                                                    & E  ^1 @# l# I: h) V2 Z
                                                                           
    4 p# B" l! \* M& g" p" R                                                                               
    " j- ^3 S& Z1 ?- Z8 `5 H6 S3 e8 z6 S- S! h3 H" ~
                                                                                   
    + f3 a9 q4 i) h0 o+ w+ e! P                                                                                        淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開發(fā)6 _# M2 |: i# e' J6 Z1 W
                                                                                   
    6 |! U" f" N, g( d+ a/ v) |3 G                                                                        9 i* s0 p& Z) H. R' j
                                                                   
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    # V  ]: d8 o3 e( V6 R                                                                                        在深圳搞嵌入式,從來沒讓人失望過!
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                                                                                            蘋果iPhone16發(fā)布了,嵌入式鴻蒙,國(guó)產(chǎn)化程度有多高?5 e& i: w6 e9 \: `
                                                                                   
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    + Q; g9 {& f* A: S7 v                                                        0 f" I. M( ?+ H8 X5 Z* ]! N4 s
                                                    我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
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