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我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
7 c; o2 G) n- L% O$ Z關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!
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# U% S1 W3 L' }來源 | 屋脊雀
- {- Y' P5 e4 I8 D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)會如何點亮一個LCD。但這代碼都有下面這些問題:5 k3 l# X$ {3 `3 f( T5 \, c8 {3 x' ^
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,請思考如下情景:- B( h, ` r+ M' {4 c2 _
1、代碼空間不夠,只能保留9341的驅(qū)動,其他LCD驅(qū)動全部刪除。能一鍵(一個宏定義)刪除嗎?刪除后要改多少地方才能編譯通過?
% z; x1 |5 {3 i# z! `2、有一個新產(chǎn)品,收銀設(shè)備。系統(tǒng)有兩個LCD,都是OLED,驅(qū)動IC相同,但是一個是128x64,另一個是128x32像素,一個叫做主顯示,收銀員用;一個叫顧顯,顧客看金額。怎么辦?這些例程代碼要怎么改才能支持兩個屏幕?全部代碼復(fù)制粘貼然后改函數(shù)名稱?這樣確實能完成任務(wù),只不過程序從此就進(jìn)入惡性循環(huán)了。# ]* H4 h0 j) [% z3 `3 i
3、一個OLED,原來接在這些IO,后來改到別的IO,容易改嗎?
0 H: \ x1 M2 R1 Q8 r0 d4、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?
) v6 ?9 h9 _5 ^/ ]. Y' WLCD種類概述在討論怎么寫LCD驅(qū)動之前,我們先大概了解一下嵌入式常用LCD。概述一些跟驅(qū)動架構(gòu)設(shè)計有關(guān)的概念,在此不對原理和細(xì)節(jié)做深入討論,會有專門文章介紹,或者參考網(wǎng)絡(luò)文檔。
' [& s0 e/ z; G- h5 z* b5 ZTFT 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。其他例如手機上使用的有MIPI接口。# V$ z/ F" b4 Y/ `: 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IC通常有:ILI9341/ILI9325等。- v! N7 _% @4 b+ Y- U. m0 G- {
tft lcd:5 ]7 W& g! n+ T+ b m5 t
" `2 M, k+ H( @% k
IPS:
$ e. q$ Y% H# x& x
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; r+ z4 B3 ?0 C4 V2 u2 P) `
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,對于更深的技術(shù),例如軟件架構(gòu)設(shè)計,都不涉及。使用單片機的產(chǎn)品,COG LCD其實占比非常大。COG是Chip On Glass的縮寫,就是驅(qū)動芯片直接綁定在玻璃上,透明的。實物像下圖:
: h: I( ~8 L6 [! @- F
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) c! [5 S1 }. o% _) a" p
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。% g4 \1 e# G( F
接口通常是SPI,I2C。也有號稱支持8位并口的,不過基本不會用,3根IO能解決的問題,沒必要用8根吧?常用的驅(qū)動IC:STR7565。
& G5 o1 q4 N/ F. Q: ~+ XOLED 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。。。。。實物如下圖:# t3 |, |8 z v6 O: U
5 V: a# Z3 b+ _; I( C0 a# K! f
常見的是SPI跟I2C接口。常見驅(qū)動IC:SSD1615。+ g0 }4 @* d; K9 p6 G" M; v8 C9 J3 y
硬件場景接下來的討論,都基于以下硬件信息:
& B, K& I$ U& X$ F) Q5 A1、有一個TFT屏幕,接在硬件的FSMC接口,什么型號屏幕?不知道。
6 k: e3 ]0 I. J. d: J2、有一個COG lcd,接在幾根普通IO口上,驅(qū)動IC是STR7565,128X32像素。 K6 s- k. k' f: Z9 u* S1 I; k
3、有一個COG LCD,接在硬件SPI3跟幾根IO口上,驅(qū)動IC是STR7565,128x64像素。
: i7 {- Z! V5 ]; H" w1 f$ O4、有一個OLED LCD,接在SPI3上,使用CS2控制片選,驅(qū)動IC是SSD1315。
5 H5 v. y- C' e' u+ _# T- ^
r. s. V' V$ A( [! \預(yù)備知識在進(jìn)入討論之前,我們先大概說一下下面幾個概念,對于這些概念,如果你想深入了解,請GOOGLE。. x7 P3 u. m! O( r( h' w
面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο,是編程界的一個概念。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LED,我們可以點亮或者熄滅它,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:1 ^3 V4 u! `% e8 q- ?
u8 ledsta = 0;
/ a- h* h. w; o Kvoid ledset(u8 sta)8 N$ s4 O K$ A
{
# d* r' H; }* Z8 a$ ?& c}' | O1 r5 [/ ?" R
這樣的編程有一個問題,假如我們有10個這樣的LED,怎么寫?這時我們可以引入面向?qū)ο缶幊蹋瑢⒚恳粋LED封裝為一個對象?梢赃@樣做:
# Z) R5 ^7 }% g7 Y$ r5 e/*& \4 ^# Z% f( e/ q- E
定義一個結(jié)構(gòu)體,將LED這個對象的屬性跟方法封裝。" V" w2 c0 L) I8 e% z- ?$ v
這個結(jié)構(gòu)體就是一個對象。
/ F$ L4 l$ a/ g+ a但是這個不是一個真實的存在,而是一個對象的抽象。
# c+ c5 n3 L* B" r* d% D; `% d+ X*/ W( X1 F0 `. N# B( y# X
typedef struct{. u" ^4 x5 f( {+ V7 D1 Q
u8 sta;& g0 b, s X9 N
void (*setsta)(u8 sta);9 W( i, u5 c( }% C4 w2 q" L; k& p* F$ j
}LedObj;5 H8 Y, g3 _1 {, r; r
/* 聲明一個LED對象,名稱叫做LED1,并且實現(xiàn)它的方法drv_led1_setsta*/7 B, ^+ V/ ^7 w7 k& P2 n
void drv_led1_setsta(u8 sta)
0 K p0 B5 F R5 y7 ?{
+ e% A/ q. R; ]- m2 r; v. F: Q+ g6 u}# H+ T5 e5 L( P! Q
LedObj LED1={" I8 M2 G& X9 n6 [9 g0 X9 Z$ ]
.sta = 0,! c# G, L; o1 d
.setsta = drv_led1_setsta,
# H7 [* v+ ?# _0 z4 d8 F9 o };
- z1 e5 ?' u1 S, X/* 聲明一個LED對象,名稱叫做LED2,并且實現(xiàn)它的方法drv_led2_setsta*/
' {7 m' n! p* E( J2 vvoid drv_led2_setsta(u8 sta)
% O& y. t9 |) a/ k( u; b1 F, }" D& t{9 |$ R3 k3 |+ [" D- _) x* z
}
" y+ N: F( A; ]' f, hLedObj LED2={
4 r$ D5 C/ C0 Z .sta = 0,; F+ Z" ]6 H5 Z4 E
.setsta = drv_led2_setsta,7 u* E o& }3 W+ t, }" J! P; e
};
6 v( Q7 e& o& @. s$ J 2 Z0 B# r7 n: K2 S
/* 操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個led*/
5 N+ i6 X! x. A" R1 S; r2 Yvoid ledset(LedObj *led, u8 sta)% [& ^0 I d3 M+ R _ O
{0 G$ k' R! L# S
led->setsta(sta);- S* p' O% \$ }' a+ ^3 U: O) K7 {/ `
}
, Y; i B0 g2 F% b! |% z' C& k是的,在C語言中,實現(xiàn)面向?qū)ο蟮氖侄尉褪墙Y(jié)構(gòu)體的使用。上面的代碼,對于API來說,就很友好了。操作所有LED,使用同一個接口,只需告訴接口哪個LED。大家想想,前面說的LCD硬件場景。4個LCD,如果不面向?qū)ο螅?strong>「顯示漢字的接口是不是要實現(xiàn)4個」?每個屏幕一個?
" {# V7 T' A) c' W: @8 o驅(qū)動與設(shè)備分離如果要深入了解驅(qū)動與設(shè)備分離,請看LINUX驅(qū)動的書籍。2 q1 d* J4 ]/ x. r
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)動程序要用到的數(shù)據(jù)和硬件接口信息」。那么驅(qū)動就是「控制這些數(shù)據(jù)和接口的代碼過程」。; G3 H2 D! ~3 h7 F. ^5 Z) ]& O3 A+ t
通常來說,如果LCD的驅(qū)動IC相同,就用相同的驅(qū)動。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。例如一個COG lcd:
; M; A; ]2 r F6 X" P?驅(qū)動IC是STR7565 128 * 64 像素用SPI3背光用PF5 ,命令線用PF4 ,復(fù)位腳用PF3* A( s3 y( i; \4 \5 w' |
?上面所有的信息綜合,就是一個設(shè)備。驅(qū)動就是STR7565的驅(qū)動代碼。
, ]3 s: h3 e- [& f5 d R為什么要驅(qū)動跟設(shè)備分離,因為要解決下面問題:
: y! m7 R3 n$ ?- t: p! [2 e# r?有一個新產(chǎn)品,收銀設(shè)備。系統(tǒng)有兩個LCD,都是OLED,驅(qū)動IC相同,但是一個是128x64,另一個是128x32像素,一個叫做主顯示,收銀員用;一個叫顧顯,顧客看金額。
4 S7 a; S5 ~: y: ??這個問題,「兩個設(shè)備用同一套程序控制」才是最好的解決辦法。驅(qū)動與設(shè)備分離的手段:
! n; n4 K) p* `0 `, g?在驅(qū)動程序接口函數(shù)的參數(shù)中增加設(shè)備參數(shù),驅(qū)動用到的所有資源從設(shè)備參數(shù)傳入。1 J, I8 ?, z% u- @
?驅(qū)動如何跟設(shè)備綁定呢?通過設(shè)備的驅(qū)動IC型號。
& ]2 C5 C5 \( B2 d: y) b5 G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)動使用。不模塊化就是,在不同的驅(qū)動中都實現(xiàn)這段程序。例如字庫處理,在顯示漢字的時候,我們要找點陣,在打印機打印漢字的時候,我們也要找點陣,你覺得程序要怎么寫?把點陣處理做成一個模塊,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」。
( U: W* b' m8 }0 k( ULCD到底是什么前面我們說了面向?qū)ο,現(xiàn)在要對LCD進(jìn)行抽象,得出一個對象,就需要知道LCD到底是什么。問自己下面幾個問題:- ?. K: s) @) c9 A2 b- ~
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 一個漢字。+ h, `* C6 G! |: G7 p" s
1、首先,需要一個顯示漢字的接口,APP調(diào)用這個接口就可以顯示漢字,假設(shè)接口叫做lcd_display_hz。
7 W$ t2 l/ x* Z& o2、漢字從哪來?從點陣字庫來,所以在lcd_display_hz函數(shù)內(nèi)就要調(diào)用一個叫做find_font的函數(shù)獲取點陣。
3 z+ V) ~ p& g5 y2 e3、獲取點陣后要將點陣顯示到LCD上,那么我們調(diào)用一個ILL9341_dis的接口,將點陣刷新到驅(qū)動IC型號為ILI9341的LCD上。
1 S9 N# s4 ]; u# a; R! w' H! x4、ILI9341_dis怎么將點陣顯示上去?調(diào)用一個8080_WRITE的接口。
3 z, M3 E' k t4 u2 O好的,這個就是大概過程,我們從這個過程去抽象LCD功能接口。漢字跟LCD對象有關(guān)嗎?無關(guān)。在LCD眼里,無論漢字還是圖片,都是一個個點。那么前面問題的答案就是:8 ^. R- Q& o N1 B7 b
LCD可以一個點一個點顯示內(nèi)容。要LCD顯示漢字或圖片-----就是顯示一堆點APP想要LCD顯示圖片或文字。結(jié)論就是:所有LCD對象的功能就是顯示點。「那么驅(qū)動只要提供顯示點的接口就可以了,顯示一個點,顯示一片點。」 抽象接口如下:1 }8 p6 G+ ?& x
/*
1 [5 u# `$ ?2 E: F7 I' P. \ LCD驅(qū)動定義
5 e# F3 U# {3 R( ^+ R*/. [0 A$ H9 {0 G, n/ v9 R* n# j
typedef struct
4 S, `1 u7 X2 k& X4 M5 U: C% [6 X, }{: c7 O/ e( H2 ^4 ?. n3 k, E
u16 id;
! _" H k/ n, C2 Z1 J% c8 w3 S9 U s32 (*init)(DevLcd *lcd);9 U# n @$ `* C, Q/ k
s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);+ f- e1 o4 K4 t: ~! O' _+ p: h
s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
- p! }; l0 X$ E- H s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);4 ^: P$ [* _3 L
s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);) a, K6 m5 ` ]' l& V0 f
s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
/ G( K0 S) \( n/ H W' T void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);) y: G7 p! Z: F1 z% B: s! u
void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);$ B- O& e2 v. N* k- b5 J' ^
}_lcd_drv;
! R% Q2 e- H& S; @上面的接口,也就是對應(yīng)的驅(qū)動,包含了一個驅(qū)動id號。) {" H" Y( a* F# W1 L6 D! }
id,驅(qū)動型號初始化畫點將一片區(qū)域的點顯示某種顏色將一片區(qū)域的點顯示某些顏色顯示開關(guān)準(zhǔn)備刷新區(qū)域(主要彩屏直接DMA刷屏使用)設(shè)置掃描方向背光控制顯示字符,劃線等功能,不屬于LCD驅(qū)動。應(yīng)該歸類到GUI層。0 [7 E* S9 R1 P
LCD驅(qū)動框架我們設(shè)計了如下的驅(qū)動框架:& ~0 \+ w0 j6 c( X' e
2 M& i( m+ ^7 m4 ^; q1 S
設(shè)計思路:& V+ I$ n. I, W* y( I
1、中間顯示驅(qū)動IC驅(qū)動程序提供統(tǒng)一接口,接口形式如前面說的_lcd_drv結(jié)構(gòu)體。
' p. Z0 s" k. p: }2、各顯示IC驅(qū)動根據(jù)設(shè)備參數(shù),調(diào)用不同的接口驅(qū)動。例如TFT就用8080驅(qū)動,其他的都用SPI驅(qū)動。SPI驅(qū)動只有一份,用IO口控制的我們也做成模擬SPI。
9 s$ a7 u. a6 B! H, E3、LCD驅(qū)動層做LCD管理,例如完成TFT LCD的識別。并且將所有LCD接口封裝為一套接口。
- [8 |; b) L _1 a4、簡易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。
3 {4 L- k& |: Z! r- Q7 c' F. c5、字體點陣模塊提供點陣獲取與處理接口。
. r. Z; E% o2 G# Y+ y) X: I) ~由于實際沒那么復(fù)雜,在例程中我們將GUI跟LCD驅(qū)動層放到一起。TFT LCD的兩個驅(qū)動也放到一個文件,但是邏輯是分開的。OLED除初始化,其他接口跟COG LCD基本一樣,因此這兩個驅(qū)動也放在一個文件。8 O! Z. p% g4 o6 L7 W! u! O4 ^4 @
代碼分析代碼分三層:( Z! R, g* Q7 T7 `7 l
1、GUI和LCD驅(qū)動層 dev_lcd.c dev_lcd.h6 }: G* l, W. c5 ]$ \
2、顯示驅(qū)動IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h
4 C: ?$ ?) X6 Z/ }; p- I3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h/ @# P* Y T; o1 y# Q$ i
GUI和LCD層這層主要有3個功能 :" D5 Z2 ^) b( g- |
「1、設(shè)備管理」
' E: e! P. z7 F y2 A# \首先定義了一堆LCD參數(shù)結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體包含ID,像素。并且把這些結(jié)構(gòu)體組合到一個list數(shù)組內(nèi)。; n( p! J- J; ?; T: I t& S
/* 各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/
* b6 x- a, j8 E1 H" z: A, V' D_lcd_pra LCD_IIL9341 ={
5 e; G" _ k3 V! H, W .id = 0x9341,; s6 p- E M* [. T! I3 B7 q
.width = 240, //LCD 寬度7 j7 O! T h/ @( j; w: O
.height = 320, //LCD 高度& u6 K& W1 e1 J/ C% h
};# D; z4 M6 c* L( V
...
, g5 \) y- h8 _6 ]2 \3 ]/*各種LCD列表*/
% g: |$ D( O/ ]% X6 }% m% y_lcd_pra *LcdPraList[5]=
2 X# T8 N" f( h+ y8 w- p {
- D% O% F) R/ p9 N) O ` &LCD_IIL9341, % W6 ~; g1 o+ q* ^8 Q. d, q, R3 }5 l
&LCD_IIL9325,
+ F7 q9 {' J( a7 K+ m7 a( e &LCD_R61408,
( Y$ i$ `9 B/ K) n" s: D &LCD_Cog12864,
3 K8 [/ s( i, `) I. K3 R5 h &LCD_Oled12864,
8 y. i+ Y9 L4 U' x" Z8 j/ k };
" E1 p0 \/ M, p! k2 g2 x然后定義了所有驅(qū)動list數(shù)組,數(shù)組內(nèi)容就是驅(qū)動,在對應(yīng)的驅(qū)動文件內(nèi)實現(xiàn)。& P7 U K4 X" @/ G
/* 所有驅(qū)動列表
; v0 G' Y" P7 g, k n$ u 驅(qū)動列表*/+ n8 a7 _) Q1 f0 l9 z! p
_lcd_drv *LcdDrvList[] = {
% D# B: k% _ V1 Q &TftLcdILI9341Drv,
0 S2 Y& q# q" g; I3 v &TftLcdILI9325Drv,2 ]( s, d5 g* Q; q
&CogLcdST7565Drv,
+ x* h) u" n8 D3 W# z1 I &OledLcdSSD1615rv,
& ?% C) W* W- r9 b$ B8 p定義了設(shè)備樹,即是定義了系統(tǒng)有多少個LCD,接在哪個接口,什么驅(qū)動IC。如果是一個完整系統(tǒng),可以做成一個類似LINUX的設(shè)備樹。5 i0 }* Y2 S5 F5 @; O
/*設(shè)備樹定義*/
( \" l$ r* C3 P#define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個LCD設(shè)備0 x3 K# f2 P% s8 R1 ~
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]= I4 _) j6 O2 L: ~" Q" c
{
@; R. S R, T- l/ G {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},8 t- p1 t% [. k7 T2 i, }
{"coglcd", LCD_BUS_SPI, 0X7565},
' ?) ~* |8 B& M. Z0 ` {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},+ [/ T% E9 b" o( e, D6 W
};( S7 L- V5 I- J1 X, W: Y2 f
「2 、接口封裝」
9 y, p" i' g0 S: w- m" Hvoid dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)* K8 S9 _+ j% W9 L6 x2 g8 r7 o
s32 dev_lcd_init(void)# T$ K. K3 v+ X- |, A
DevLcd *dev_lcd_open(char *name) b0 H4 q# o |" ?- R
s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev): G" j1 m3 x) C9 s' u
s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color), Y& Z0 D* G" N% O" e+ s
s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)7 o4 z+ x, X1 G K& \, a
s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
: V: z" Q# G7 m' i# |s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
/ V' J" Q) {. Qs32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)
+ b3 w: I! j/ K+ _+ as32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta) q! b( o# L% M9 A- t2 E- Z0 C* I( y
大部分接口都是對驅(qū)動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,尋找對應(yīng)驅(qū)動,找到對應(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設(shè)備句柄。
5 A5 t1 m- r8 R$ [9 }1 f「3 、簡易GUI層」8 s( |* \% k& e+ J( R9 R+ Q- I; j$ _3 A
目前最重要就是顯示字符函數(shù)。. ?1 R, j) j. e! a k
s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)
6 C* _# ^5 S0 Y& t5 W8 H4 R# P其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測試,后續(xù)會完善。0 W; i& R/ W! Y" E7 i
驅(qū)動IC層驅(qū)動IC層分兩部分:# m3 m; w! }: d: F* C" n4 z
「1 、封裝LCD接口」
: }/ J; q* j- V4 w7 _5 K0 a8 T5 m9 g1 MLCD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)由單獨文件實現(xiàn)。但是,除了這些通信信號外,LCD還會有復(fù)位信號,命令數(shù)據(jù)線信號,背光信號等。我們通過函數(shù)封裝,將這些信號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。
8 s# a- V$ l( q, A! ~3 Z0 r' z「2 驅(qū)動實現(xiàn)」
" X0 H" K: Z3 [3 M. B) G# r實現(xiàn)_lcd_drv驅(qū)動結(jié)構(gòu)體。每個驅(qū)動都實現(xiàn)一個,某些驅(qū)動可以共用函數(shù)。2 f! x/ Y$ ], p o/ F
_lcd_drv CogLcdST7565Drv = {
1 b: ~9 t9 I: X' U$ w0 N3 X* l: @ .id = 0X7565,
% E+ |( z" W* X. r9 { .init = drv_ST7565_init,+ o5 j% \+ j6 D A7 M0 I* A
.draw_point = drv_ST7565_drawpoint,
9 B9 V( o+ j' O& V' x+ Z6 L1 y8 I .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
& I6 |- T }/ I9 Y$ {3 W .fill = drv_ST7565_fill,
. C* V5 q- Z0 l! R) _8 s; J. m1 D) v0 @ .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
, @5 p& p. O* G& d1 j7 }+ `# w .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
' r& y3 D& e* A2 A .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
. N0 m }% X1 w* E .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
! s* `7 Q6 X4 y( x6 a# J$ Z+ K1 ` };
/ j! N8 F: m2 k" z接口層8080層比較簡單,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。( ?* ]1 Y. ?2 \4 F6 Z$ N" E/ s5 i. H
extern s32 mcu_spi_init(void);
# e( o# z( w. A/ \ N# oextern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);9 B( H5 T5 c9 E% W* _6 I/ a
extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);7 ~; f9 J3 \; G6 Z" ]8 h
extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
. l g4 L# t- Q& ] b3 G1 textern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);( I4 m0 T& T! p2 m5 K
至于SPI為什么這樣寫,會有一個單獨文件說明。: S! W; y A+ K: h
總體流程前面說的幾個模塊時如何聯(lián)系在一起的呢?請看下面結(jié)構(gòu)體: h2 ~) q3 @7 y: a& j. @. A
/* 初始化的時候會根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,
- J; T% w/ V# p/ X- O 并且匹配驅(qū)動跟參數(shù),并初始化變量。
7 I* w5 y; }/ e) i 打開的時候只是獲取了一個指針 */
+ R, x+ D; J5 I7 b/ ystruct _strDevLcd
/ ^0 [; e) t2 `9 [) l; M, G{
0 B6 [9 g0 ]" _" g8 B+ z+ H6 y s32 gd;//句柄,控制是否可以打開3 P. D* m6 P% q/ O' {) z
LcdObj *dev;
2 ^& |" ^( ]9 t7 Y7 D8 v /* LCD參數(shù),固定,不可變*/
& G" W9 j5 z) s2 M- U _lcd_pra *pra;
; ^6 \' L% \ E. Z /* LCD驅(qū)動 */
7 ^/ I: o# Y* O; T _lcd_drv *drv;
( I9 y6 z5 z4 d' n% o /*驅(qū)動需要的變量*// b! }% v5 P# ]$ e5 m7 a; y! y
u8 dir; //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。
- S. k0 I: C! b, h9 V/ U u8 scandir;//掃描方向
5 b$ G3 r; c4 M; ]6 a9 k u16 width; //LCD 寬度
) v% ^+ ^; Y9 K# |. @ u16 height; //LCD 高度
; x/ U5 k1 G) U( M void *pri;//私有數(shù)據(jù),黑白屏跟OLED屏在初始化的時候會開辟顯存
) V' [) @ F1 p, x- L# {) F( F' v};
( V3 X7 i# i7 l- h' }每一個設(shè)備都會有一個這樣的結(jié)構(gòu)體,這個結(jié)構(gòu)體在初始化LCD時初始化。
: R" h, K+ }/ y; l: [成員dev指向設(shè)備樹,從這個成員可以知道設(shè)備名稱,掛在哪個LCD總線,設(shè)備ID。typedef struct
, l. a ~( ]. x _: V6 t{' _) Q& p" n& f6 v3 t& }- f
char *name;//設(shè)備名字+ g+ }* T+ g# m6 y |! `8 [: N
LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上
$ X5 a* A( K5 P- Y: i u16 id;* T+ G& L' S" H+ j
}LcdObj;
( X7 S4 e( {3 y1 Z( Q成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct+ J( a4 w8 J; @4 }
{6 r- ], Q* x5 N$ h5 I$ Q1 j
u16 id;# H! S% R, t6 n$ P6 w& f. J) S" r
u16 width; //LCD 寬度 豎屏5 V! Z+ e: ?/ z8 x
u16 height; //LCD 高度 豎屏3 x0 x3 B ~+ M" J' n" {
}_lcd_pra;5 u& z9 ~2 l- M- G$ C
成員drv指向驅(qū)動,所有操作通過drv實現(xiàn)。typedef struct
" ^- f0 A. Q$ x$ R; r' s) u6 j8 M{; H, k: S% u8 [0 h7 @( }1 q8 _
u16 id;
: s" U6 b# N \2 p K) A s32 (*init)(DevLcd *lcd);' _4 z& p( O8 e: E6 y
s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);$ J. n' _# q7 |6 H
s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);& O( y# l, t; `0 a ?. o, K
s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
0 Z% R$ z N. W( A5 q s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
3 x# U' _- A& r' N2 T s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);5 i o0 V6 _' D, [0 u( y
void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
; s. y( i2 |0 t# W void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);7 R2 [/ z$ F, k) ?6 l6 A
}_lcd_drv;' @. `5 H3 l3 {0 `% o
成員dir、scandir、 width、 height是驅(qū)動要使用的通用變量。因為每個LCD都有一個結(jié)構(gòu)體,一套驅(qū)動程序就能控制多個設(shè)備而互不干擾。成員pri是一個私有指針,某些驅(qū)動可能需要有些比較特殊的變量,就全部用這個指針記錄,通常這個指針指向一個結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體由驅(qū)動定義,并且在設(shè)備初始化時申請變量空間。目前主要用于COG LCD跟OLED LCD顯示緩存。整個LCD驅(qū)動,就通過這個結(jié)構(gòu)體組合在一起。/ P/ F3 F9 y) ~. x4 ?0 [
1、初始化,根據(jù)設(shè)備樹,找到驅(qū)動跟參數(shù),然后初始化上面說的結(jié)構(gòu)體。8 {5 O0 D. p% p: |: K* D
2、要使用LCD前,調(diào)用dev_lcd_open函數(shù)。打開成功就返回一個上面的結(jié)構(gòu)體指針。9 f) G7 c& C% H- g+ Z( p
3、顯示字符,接口找到點陣后,通過上面結(jié)構(gòu)體的drv,調(diào)用對應(yīng)的驅(qū)動程序。% w4 U9 Q+ ]# d! a' i+ q1 M. X) k
4、驅(qū)動程序根據(jù)這個結(jié)構(gòu)體,決定操作哪個LCD總線,并且使用這個結(jié)構(gòu)體的變量。4 T5 f9 k5 Y0 d# K. M( R
用法和好處好處1請看測試程序
: p) Z8 N/ @5 [7 a$ j' ^void dev_lcd_test(void)5 I, s, B. B' ], J E
{4 ~: X/ _, d. r4 i2 h" y' X
DevLcd *LcdCog;5 B( V3 D& o4 g; y9 s" `" O1 u! e
DevLcd *LcdOled;2 P+ v8 p' o8 D4 v; k
DevLcd *LcdTft;
( G; A9 P# A/ N4 l /* 打開三個設(shè)備 */
3 n: J+ G; |* I* J1 P4 v LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");. S7 E, g1 A2 u. }% w
if(LcdCog==NULL). g5 Z/ M- {# ?. T: c& @4 N
uart_printf("open cog lcd err\r
. ~% g& ^" |" d% H0 ?! ]! `");
% C" y! U3 L2 i4 B6 ^ k/ ` LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd"); Z; ]% M& W) a2 X$ N; n
if(LcdOled==NULL)
! }+ E. m* y% J7 ~8 x$ c! O& g9 p uart_printf("open oled lcd err\r" g8 j% _+ ?9 a) j" K
");4 ~/ J, s9 Z# y
LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
; n# `3 G1 D; Z0 o# ]$ E9 c" @; H if(LcdTft==NULL)8 [, l2 ?. O/ W: W: Q; I' N
uart_printf("open tft lcd err\r
7 Y2 B" p$ u3 _& P, H");
) c# j! V2 X- C2 s! o /*打開背光*/
+ S4 n( D' @( @* k: y6 ]5 k# p dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);
4 [; H3 b. q1 x6 C! T4 R dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);) ]3 o( h9 W; S; }# `9 w. a7 i
dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
0 J3 ?4 Y* V) N7 f" R* X# H dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);& y4 ?. A$ o; d6 x
dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);8 F! B7 a) ]' F& m: T
dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
. y/ n. o1 T& D dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK); {1 c& A9 W; t( a8 y
dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);9 u1 H/ t& K. Y2 G& T% x
dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);% E) E* [6 M% |$ y6 U3 c$ I
dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);7 G+ `9 |" m- D% Y { j
dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);$ h7 i4 I0 n, a) {2 P
dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);5 S- t2 b- Y* g% t
dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED); B% W9 n+ W0 i ^$ ~7 u( ?& |& D4 H8 ^
dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);5 {$ x0 D2 ]9 W2 N' z' z% {
dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
; s: |1 [1 Y3 H0 z while(1);& ?/ Y! I0 M Z8 g9 _! Q
}
7 H/ B& h" w, Z0 S& G使用一個函數(shù)dev_lcd_open,可以打開3個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。這樣的設(shè)計對于APP層來說,就很友好。顯示效果:
4 s( e5 k u( ^) |3 u+ J& y) K0 ^1 V' O. _ x4 _2 t6 m
好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹是這樣定義的# e$ r0 f g) v! X! U5 T
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
5 X- W' A9 L$ [ [4 [$ ?{
$ K& g& y7 B7 Z9 y$ r; Y {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},$ `' E! q* [+ S! t% T; `/ Z, o
{"coglcd", LCD_BUS_SPI, 0X7565},. m }. j* J" S9 q; {$ f0 |9 [
{"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
9 O; r) E+ l# E) ?" t% A};
5 F2 I" ^. z9 m/ y- e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,在一個接口上不能接兩個設(shè)備。, a% l* C. S8 ~' l+ e) s( ~1 o
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=' z8 u; b5 ^# @! a3 _( D8 Y
{
0 h* n6 f" a) H2 ^2 E {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315}," r* [4 E4 z) Q6 {3 D/ R1 w/ K1 G
{"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
9 U' D$ h1 t# S6 `' l# E};+ T! }- f2 O0 r
字庫暫時不做細(xì)說,例程的字庫放在SD卡中,各位移植的時候根據(jù)需要修改。具體參考font.c。8 q7 P. B8 @; j" i0 q
聲明代碼請按照版權(quán)協(xié)議使用。當(dāng)前源碼只是一個能用的設(shè)計,完整性與健壯性尚未測試。后續(xù)會放到github,并且持續(xù)更新優(yōu)化。最新消息請關(guān)注www.wujique.com。
9 X7 B8 r/ p+ {# _* }- J-END-
8 a/ j% p, n. b% K7 x/ w- m# l往期推薦:點擊圖片即可跳轉(zhuǎn)閱讀
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4 x. E9 N' ^6 ~% W
( h7 q8 L' u1 _. d$ ` 淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開發(fā)4 A8 X$ ?# `, b- @
/ T* B/ a3 e, v7 F* u4 [+ E( w
8 R$ J; D2 v+ [3 w5 j5 f1 n
4 i) H! j/ R. a5 A- o) S m- H8 _& S/ u$ E
& E0 n9 S2 O+ X; I: U* [
2 i$ k7 r7 Q) o0 ]- A9 I % F" B0 w- t2 W0 p3 @& _
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0 g4 y- N# k5 g 在深圳搞嵌入式,從來沒讓人失望過!5 U- B6 ~# C+ o" Z6 W- o2 R, p
" L. t5 I) f8 p1 o6 e' {
- A( H6 E+ ~2 U$ }+ G; h
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/ a: \: q, b/ B* N
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$ _4 _9 i1 W. r# i4 }# W 0 a& C/ U, r/ t+ m
- Y7 _; ^2 K2 p ' x+ G* p6 b! ?/ Z; h
蘋果iPhone16發(fā)布了,嵌入式鴻蒙,國產(chǎn)化程度有多高?7 }3 l( G2 N) o. ^! k& e' G- b4 s
3 ?5 ?' O+ e2 L7 X3 M2 [. |, ?2 t4 N. E
/ p( k' M8 ~: l" m* b' W* Q
) f+ J1 e! _! t - Y2 q6 d# ?$ x) u2 N7 ?
我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
( d. W/ I# R/ s關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀! |
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