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用模塊化和面向?qū)ο蟮姆绞,編寫單片機(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9 w& u2 p% I1 a% v$ @" _, B
關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!# ]  `% }8 D& A; U3 W7 \' U

  p7 a6 p+ g" W9 O' _來(lái)源 | 屋脊雀  C6 x, M$ ]1 ?# k7 x3 X0 g0 ?
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(wèn)題:9 h  h2 I+ M2 y) l1 r
  • 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(shuō)呢?如果你已經(jīng)了解了LCD的操作,請(qǐng)思考如下情景:7 B( i. ^. a( T
    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(guò)?  N% [4 T, D8 S6 q+ G' r9 D3 I
    2、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(guò)程序從此就進(jìn)入惡性循環(huán)了。9 V* d- `$ v/ C: Z+ Z" b
    3、一個(gè)OLED,原來(lái)接在這些IO,后來(lái)改到別的IO,容易改嗎?- N2 @3 I9 s5 N. v) P0 m2 z
    4、原來(lái)只是支持中文,現(xiàn)在要賣到南美,要支持多米尼加語(yǔ)言,好改嗎?
    - \3 u( h, _5 kLCD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。; u" P; ]7 k. I" l" i' u
    TFT lcdTFT LCD,也就是我們常說(shuō)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。. Z: ?* M& _/ J0 g7 Q" l1 Q- d4 U& j
    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。9 h  X* q0 V7 j6 T8 B" _5 k
    tft lcd:
    8 B8 h" ]3 S" R  u
    ' }& g6 v# t$ S" zIPS:
    5 m6 N: F1 u9 L# g6 r  ?6 s ) _" t2 Q2 Z3 ]2 S* R
    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:
    ! D/ a. Q" u; T* w$ b, \( O9 Q+ e
    ) C& P7 }9 g, `2 ^1 a( {4 Q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。
    , G1 v( N8 B/ C5 P接口通常是SPI,I2C。也有號(hào)稱支持8位并口的,不過(guò)基本不會(huì)用,3根IO能解決的問(wèn)題,沒必要用8根吧?常用的驅(qū)動(dòng)IC:STR7565。, D( c* x  _6 R7 l0 y7 X3 j
    OLED lcd買過(guò)開發(fā)板的應(yīng)該基本用過(guò)。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(lái)看,最大的差別就是,OLED LCD,不用控制背光。。。。。實(shí)物如下圖:
    8 \8 P% i. d3 c, z* C2 h8 c. Z / T* ?7 h8 ^3 ^- r+ [1 ~: m
    常見的是SPI跟I2C接口。常見驅(qū)動(dòng)IC:SSD1615。
    3 s! Y+ |- G' Z- t7 y" a硬件場(chǎng)景接下來(lái)的討論,都基于以下硬件信息:& d9 U; ]# I) ~) ]& G" d
    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。; G) v+ D) c# M; Y! E! b( g8 O9 ^
    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。
    4 F: L6 y/ i$ C9 ~8 @3、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。% z" A1 u! A5 m8 e1 A
    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。
    ) x/ y3 Q% L" y6 I& m7 B- L # H! N$ e! Y8 |) `4 w/ ?
    預(yù)備知識(shí)在進(jìn)入討論之前,我們先大概說(shuō)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 h7 ]/ ~) Q8 }
    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:5 h( ^8 n. ]" s, b8 n
    u8 ledsta = 0;6 C7 s3 S& H) F& u4 X. [4 U
    void ledset(u8 sta)
    5 a6 W! Y1 `* ]$ a{; W6 ?/ n' W5 G. b
    }
    % t4 a3 Q4 k3 j. y, h這樣的編程有一個(gè)問(wèn)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,將每一個(gè)LED封裝為一個(gè)對(duì)象?梢赃@樣做:
    0 k0 s% N! I) v$ g8 L/*
    * ]1 \% c! S/ i& B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。5 p  T% F! z$ h1 k, |
    這個(gè)結(jié)構(gòu)體就是一個(gè)對(duì)象。" M1 j) g) v- t5 I2 W8 W
    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。
    ; X* v$ I2 Z7 S* u*// @7 y. U. u3 T
    typedef struct{- {. U) o0 ~) q+ l' h: v
        u8 sta;, d6 z, [  q, L; m6 k
        void (*setsta)(u8 sta);4 O( ~) L, z5 ~
    }LedObj;
    ' Z: |% b1 f+ _8 S# d" D/*  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*/
    / D6 N0 F" L5 H& s! D- bvoid drv_led1_setsta(u8 sta)% B/ W5 M/ e0 E4 ?  s! M
    {
    % T3 z; N: N) `}
    0 Z& f4 |0 @+ R& bLedObj LED1={2 q# V6 I. y* A
            .sta = 0,
    + ~! S" y5 L/ H5 w5 w( `        .setsta = drv_led1_setsta,
    ( M$ @/ `8 c' u* U: L5 e2 J    };
    1 c: I9 h3 N6 `( ]/ O& W  a/*  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*/
    + ]( n9 i& B+ B; @; kvoid drv_led2_setsta(u8 sta)
    . x" `7 ?, f( k: ?$ o5 B) @6 Q. o{1 t! j5 h. T# q. o5 H* B3 N! h( k; r+ v/ L
    }
    ! o1 C6 F( S9 O5 H5 \' pLedObj LED2={
    3 a' d0 m( _& ]* m5 L* O; b        .sta = 0,
    : ]) ^, A: s  J1 A! `: N        .setsta = drv_led2_setsta,  A- M8 k" h" D4 i" I& k
        };
    * Q- n) U9 Q2 }# M9 a) H7 [! w    : _- z# Z2 E9 E' c' O9 t' \# }, B
    /*  操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個(gè)led*/
    ) v2 w. A8 o0 d; H& evoid ledset(LedObj *led, u8 sta)' O, C" V9 X" I
    {
    + ?  F( a  z5 D. X8 t    led->setsta(sta);6 A' u" u1 Z; S0 R. M+ V
    }3 o5 W& v; H; D2 Z5 g# t9 b
    是的,在C語(yǔ)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(lái)說(shuō),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(shuō)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)?  o- J% Q) f7 M& t" q
    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。
    $ t7 G5 X3 l+ p) T' `5 Y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(guò)程」# n0 e( n# E" i; a; O! R
    通常來(lái)說(shuō),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:' b3 S# Z2 o. Y1 i  U( x
    ?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
    : V: {2 S: Z$ ~( ~( G5 |' ~( _" \?
    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。
    & b2 Y0 l" K" B4 J0 n為什么要驅(qū)動(dòng)跟設(shè)備分離,因?yàn)橐鉀Q下面問(wèn)題:
    / R4 Z  J$ f7 G0 U* Q: A8 I) R/ R; U/ J?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。
    ; @8 `/ E# v( A7 b4 g9 ~?
    這個(gè)問(wèn)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:; X: v! |% g, e1 {
    ?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。
    % h% g" Z! x" w?
    驅(qū)動(dòng)如何跟設(shè)備綁定呢?通過(guò)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)IC型號(hào)。: p9 I6 r3 S% }- j1 v  T6 u; s$ T
    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(kù)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」
    ) y5 p' r- R1 E# B, p0 zLCD到底是什么前面我們說(shuō)了面向?qū)ο,現(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(wèn)自己下面幾個(gè)問(wèn)題:5 x- g. |+ x7 O
  • LCD能做什么?
  • 要LCD做什么?
  • 誰(shuí)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。
    ) t4 _3 d  n' m7 M- ~$ K! e3 o1、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。) b8 L6 J: N5 B+ }% S
    2、漢字從哪來(lái)?從點(diǎn)陣字庫(kù)來(lái),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。
    0 G) Y+ X: 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。
    " v. Z6 O; N2 Z6 \! `! ?# Z1 o4、ILI9341_dis怎么將點(diǎn)陣顯示上去?調(diào)用一個(gè)8080_WRITE的接口。  n0 e# `2 n. D9 G
    好的,這個(gè)就是大概過(guò)程,我們從這個(gè)過(guò)程去抽象LCD功能接口。漢字跟LCD對(duì)象有關(guān)嗎?無(wú)關(guān)。在LCD眼里,無(wú)論漢字還是圖片,都是一個(gè)個(gè)點(diǎn)。那么前面問(wèn)題的答案就是:8 F/ Y; o2 a7 l3 E5 L% u
  • 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:
    & P  P' p6 u1 }( D9 {/*" K/ }! A$ x  C. ~: R* Z+ F
        LCD驅(qū)動(dòng)定義1 y. F7 B+ ~/ x* m) O; _
    */4 j. X4 E2 C9 `5 ], p' x* F( B, w" L: [
    typedef struct  4 s7 W- D+ m$ `% E' H0 L8 @
    {
    ( {. x% y" d4 c8 m    u16 id;& E3 A9 N4 s4 Z3 z
        s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    * D2 z& V- ?! [1 x6 i/ s7 H    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);/ J0 f; ^! d% p8 e, n5 v
        s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);$ G2 l9 E: G$ y
        s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    * f2 [* W: |& k+ O" E. }' F    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    * p& [: D# f) r9 D    s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    ' a8 {5 m; j9 j; Z* I4 e    void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);8 `% P2 k4 R* g3 e  \2 m7 n
        void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    7 w: ^- Q+ o6 b6 V6 y6 u}_lcd_drv;! v5 g! C# t* y  z1 w- X$ ^
    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)。9 Z" d$ d* P& b+ g0 z" H3 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。
    , Y4 C& Q; ], x% V  h4 ]LCD驅(qū)動(dòng)框架我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的驅(qū)動(dòng)框架:) |  T6 t7 H8 ~" `6 ]1 Y
    9 s* L7 a$ p6 N# c) I5 ?
    設(shè)計(jì)思路:7 ^& l3 A3 ^( ?3 f2 L# J
    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(shuō)的_lcd_drv結(jié)構(gòu)體。
    ( Z( v) Q  a$ J  C: s8 I3 v$ _" f2、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。
    , J5 M# Q. C1 y/ h& Z+ s2 N+ D3、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。1 C8 @# b9 f2 g; {" R6 `' J; {
    4、簡(jiǎn)易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。
    8 d$ J- P! O  H5、字體點(diǎn)陣模塊提供點(diǎn)陣獲取與處理接口。
    2 @# ~0 V+ }8 ]0 g5 u% r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。3 a6 i1 g/ C/ O* r
    代碼分析代碼分三層:- `' _$ z! @. r* U
    1、GUI和LCD驅(qū)動(dòng)層 dev_lcd.c dev_lcd.h
    ; x4 a, ]3 s7 q0 H' n2、顯示驅(qū)動(dòng)IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h
    % h/ c, e7 J' E7 W. N3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h2 E5 k. A' ?0 r  J! ]& G) D2 u
    GUI和LCD層這層主要有3個(gè)功能 :
    - Y  {$ r( ~8 c! u/ E5 i3 W) {「1、設(shè)備管理」) p- E, _& _8 s+ f: Q: Q
    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)。9 ^3 u) D& @) @2 b5 S  b, e( V3 Q
    /*  各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/
      n8 o4 p; E7 I; Q& l& C_lcd_pra LCD_IIL9341 ={
      V& D" V2 T) ?* j        .id   = 0x9341,( K5 o7 Q( s" X3 {0 p
            .width = 240,   //LCD 寬度- m% o; v$ ~8 O
            .height = 320,  //LCD 高度
    7 ^$ n% R  O1 M7 ?" J};3 ]1 e# O" ]$ R
    ...
    ' p4 ?0 u6 O& e) ^5 Z% l  ~/ s; H: Q/*各種LCD列表*/+ Q0 V: U) y7 c; A
    _lcd_pra *LcdPraList[5]=# |3 e0 o% Y3 Z% v  K" ^& ^6 d* W9 x& _
                {
    & q' W) P, z3 \' r! V0 ?                &LCD_IIL9341,       " ?, z9 y0 e% J1 O
                    &LCD_IIL9325,6 M( T6 Z! X9 \8 p, l6 @* \2 Q( a
                    &LCD_R61408,
    ; P) I3 a  z) H# \                &LCD_Cog12864,# F% M6 T6 f, r- l
                    &LCD_Oled12864,
    / g$ B, {# x# c& x1 E            };3 R9 e2 V+ R0 U  f
    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)。, h3 n( x* e2 _- f9 I  a
    /*  所有驅(qū)動(dòng)列表( y% c/ O2 ~0 U3 [6 R( k
        驅(qū)動(dòng)列表*/0 d! `7 v8 ~$ u; B& x* i
    _lcd_drv *LcdDrvList[] = {
    ; c8 E& l: _7 |5 v. {- V" b! b6 r. |                    &TftLcdILI9341Drv,( ^9 G  V; d! l/ ^8 s1 P
                        &TftLcdILI9325Drv,) s1 D& P# R2 K! C: X
                        &CogLcdST7565Drv,+ Y+ K9 \# r8 r
                        &OledLcdSSD1615rv,
    : S0 i7 O$ h& }7 Q0 `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。
    . p0 O0 B% x8 ^/*設(shè)備樹定義*/
    # s( H' ~3 \+ M' B6 a" ~& Q#define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個(gè)LCD設(shè)備$ N2 h: j4 W+ F; G; |
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=% C+ n. t% s: a, U2 C1 X
    {
      `  s* r# g2 E( M    {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    ' n2 m; r8 @3 S0 c    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    $ T9 y6 D* p/ _3 b8 K    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    " d' e7 s3 v% |3 _: Y- l7 `( ~: z};
    ( r, M* y7 J6 Q「2 、接口封裝」, I4 F4 N* _0 b2 l, d( M& ^
    void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)4 V1 S5 X7 }; D* D
    s32 dev_lcd_init(void)
    - ]: O& _7 r" @DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
    2 ]5 C" i/ }, E4 c$ i" e5 Ls32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)( n" _$ d% z) G& j+ S
    s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    , d: a* ]2 n; {3 b& [7 gs32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)  e( f, W4 ?6 g+ f
    s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    4 e1 b& E- ^9 C; V) N! O# ns32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)3 [! \" i4 X" {- Y
    s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)
    - G8 Y3 e: b: e" f' i6 B  p1 zs32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
    8 [) h( G1 ?" H- _/ w' ^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。
    8 Y: O( W/ F" @, S, w+ Q「3 、簡(jiǎn)易GUI層」! W2 O, A' y; b8 ?2 q; a; H0 `
    目前最重要就是顯示字符函數(shù)。3 |$ n+ l; j) h' \
    s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)! {, x+ K+ [: c
    其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測(cè)試,后續(xù)會(huì)完善。
    , m: Q) V" p7 g) v驅(qū)動(dòng)IC層驅(qū)動(dòng)IC層分兩部分:
    % k. T$ _3 s+ p' c「1 、封裝LCD接口」
    6 F1 v: O) y8 B7 ], C' I$ |! ~LCD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(guò)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 ^1 R( |0 s/ P( @
    「2 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)」
    % j& F; M+ y( g3 K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)。
    8 C. H" Y4 l7 E3 [_lcd_drv CogLcdST7565Drv = {
    ; z' t9 q) t8 k% F# _' X4 I0 C; l                            .id = 0X7565,0 O, C, a- ?5 i6 w+ K
                                .init = drv_ST7565_init,) }4 S3 X. W  D# w' i. a
                                .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,: h: p, ~2 k1 X* S5 a5 e' b
                                .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    % B$ v" k, O- n) i/ J" L) u# n                            .fill = drv_ST7565_fill,3 f. ?* H! N. l/ Z$ E$ O
                                .onoff = drv_ST7565_display_onoff,6 Z+ G- Q9 ^. K) n4 o! V& Z
                                .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
    ( Y; H2 Z+ }( n: k: P0 |                            .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,' s# l' G6 C' o+ a& k( m. `6 ~
                                .backlight = drv_ST7565_lcd_bl- m8 u9 W9 s3 K5 W4 h* L% c" Y
                                };
    - \0 h2 A, i' [7 S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。& V+ i: N% Y$ C
    extern s32 mcu_spi_init(void);; O. b0 @8 W) S! e2 y# t/ Y: k
    extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);$ d  K9 r  a9 w9 ~
    extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
    6 S1 p/ ?( C. O8 textern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);0 ^& t! t" T7 S, W
    extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
    + z6 H' W0 W5 y5 t( A; z至于SPI為什么這樣寫,會(huì)有一個(gè)單獨(dú)文件說(shuō)明。
    # e' o/ `# `  ~總體流程前面說(shuō)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:
    - L& z5 M- E4 i8 O" w! x; x) k/*  初始化的時(shí)候會(huì)根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,
    - \7 x! _" ]5 i  i- A* U2 Y9 m    并且匹配驅(qū)動(dòng)跟參數(shù),并初始化變量。4 n! l: v) i0 _- w, P
        打開的時(shí)候只是獲取了一個(gè)指針 */9 h( J. a# H6 F& I  k" \
    struct _strDevLcd
    . `: n; D  N# K- e2 u- }" K/ B9 W6 Z{9 `# k! ]! B/ o$ O6 u. n. Q, W5 o/ n
        s32 gd;//句柄,控制是否可以打開5 D! C; t/ w" {& d' Q1 U
        LcdObj   *dev;2 Z1 ?" x3 \# S( X) G
        /* LCD參數(shù),固定,不可變*/4 d) z# D$ Z7 }8 L( W
        _lcd_pra *pra;" T6 c/ L# v2 R3 Y! g
        /* LCD驅(qū)動(dòng) */
    5 T: Q+ r# b; ~. r    _lcd_drv *drv;" h5 _; ^4 T+ o- N; l' g5 F0 b, @# y
        /*驅(qū)動(dòng)需要的變量*/
    * M- c1 z0 z5 u    u8  dir;    //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。
    . |! w3 |1 Y  ^7 @; M' J! b3 w    u8  scandir;//掃描方向7 P- `4 U& w" x% m, E
        u16 width;  //LCD 寬度% a+ E. q8 ]8 Z7 q* _
        u16 height; //LCD 高度
    0 E$ X% H8 M! ^9 A7 F" J* M    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
      ?9 c$ `" N" z2 q* a1 m};
    8 r* g0 k, R  j: _& H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。) Z% ~9 c1 [& S% u8 |8 A8 i
  • 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
    : T7 ?- }6 O" V. r0 W% P9 y{0 I/ {: d# [4 A: V
        char *name;//設(shè)備名字7 b- g" A* {% C, ^/ L
        LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上. T( e4 E" O' o" S& }3 g" t. A
        u16 id;' b6 T* g% @  g$ N" K' |9 w1 w# _
    }LcdObj;
    - P, @  a# c) s
  • 成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct8 |) M% v( `0 n
    {
    0 i6 D/ L$ u7 j$ M8 ^/ l! X7 Y* t    u16 id;) W7 \# p; X4 F% D+ [. [
        u16 width;  //LCD 寬度  豎屏
    ! m6 }* N# N9 [. ?/ g# q. j    u16 height; //LCD 高度    豎屏
    7 Q. _' f$ R! u, O: q, j6 Y# i}_lcd_pra;
    ) t  l: l4 C0 Y& U, Q' y
  • 成員drv指向驅(qū)動(dòng),所有操作通過(guò)drv實(shí)現(xiàn)。typedef struct  7 w& j- v2 R) e, S0 ^) R, U; P
    {' i- m6 O$ ]5 U6 I: q
        u16 id;
    * k$ `! R& I, R6 P    s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    ) p( p- Z. o8 O    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
      n8 Q- ~( C8 I5 M    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    $ ~/ [4 |# u2 B2 K+ R' m    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    4 }( {) i9 W. T5 n3 e! R' M4 l8 b: b    s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    8 C$ K; i$ H/ F7 q4 J; t; J    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);6 y3 j, z* k! M; Z# b& T
        void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    : @$ s: g& L' M$ P) l    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    # |) l6 V. `& V4 X0 S5 A3 v# r}_lcd_drv;* I( a* o* m$ S- L/ v% e% D
  • 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(guò)這個(gè)結(jié)構(gòu)體組合在一起。3 S  X) A4 a7 d% k* t. i0 I2 Y' R
    1、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(shuō)的結(jié)構(gòu)體。  m2 z) i% b8 U  Z( t0 [
    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。1 d4 L( u# k' D/ v& ]3 e& Q
    3、顯示字符,接口找到點(diǎn)陣后,通過(guò)上面結(jié)構(gòu)體的drv,調(diào)用對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。
    ! |' b" J' |4 u  z4、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。8 F# |3 `( u+ B" \8 Z
    用法和好處
  • 好處1請(qǐng)看測(cè)試程序' p3 w( c8 B$ i  s) K
    void dev_lcd_test(void)
    1 c( p% D- Z, ?- J0 ]: ]& {{
    + l/ k; U# w9 N' }4 l4 q7 ~' ]    DevLcd *LcdCog;( h# ]) a, \" m- l( Z% b: _
        DevLcd *LcdOled;/ p7 l& ~/ S$ |4 ]6 }, L- `" Y7 X
        DevLcd *LcdTft;
    9 ^! M0 F: s9 X6 F+ e7 R    /*  打開三個(gè)設(shè)備 */
    - r. s+ r5 ?9 s' F" C8 t0 a7 ]    LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
    ) K- a( ^6 J% [* Q' X% k& f! W+ R    if(LcdCog==NULL), c5 |! ~6 U' i
            uart_printf("open cog lcd err\r
    4 @! ~, I  u& j+ O5 y! B; P");: Q) R% O2 [- l5 z
        LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");6 L) S# H# c* y: c2 R1 y3 |
        if(LcdOled==NULL)
    , d5 F6 N: M4 X$ r! h        uart_printf("open oled lcd err\r
    5 V+ m; u$ i2 }% ~+ J");+ O. [  d6 b0 c# g4 @# U3 O2 v; r
        LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    8 j, E3 }( z8 E- m    if(LcdTft==NULL)
    & G8 m% E7 h0 V        uart_printf("open tft lcd err\r
    # G  u7 F" `# ~");& _' K8 K/ G2 g1 a! A
        /*打開背光*/
    " f, ]! w: X1 R) `3 Z5 ~    dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);
    # S: P" {1 V# J/ U: I    dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);2 }9 N# D+ S  V8 Q
        dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);$ T( D' j0 O! ^9 Z4 c
        dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);3 K2 w+ V: {2 {) X0 a
        dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);
    * n) C/ H  K8 K; |. Z6 L4 h    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    + D# _7 W8 n& l( F& _    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    2 X; r( f8 R! ?5 P+ z  t: L3 B2 A    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);) x/ x, y$ I* @' m2 p6 q
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);: v  x9 ]9 `1 N" N7 M6 L
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);* ^0 [5 K6 y" c  m4 F( F" i
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    * \7 }  R+ H$ J# W; v! s- y8 F  v    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);
    4 A6 B* G9 Q- q! q' ]4 L& l    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED);/ J8 E" E* n$ V0 r
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
    4 v( i/ X, S. [8 e6 O    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
    $ C5 a9 C  \" i& ]( h    while(1);" _% a8 w7 j1 y/ J  J
    }
    4 Q4 z2 l2 e; m( V( A3 F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(lái)說(shuō),就很友好。顯示效果:
    2 j" N: M& D: @9 e# s/ ?; z ! Z; x) v( v9 t; ?( h( F
  • 好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹是這樣定義的
    ' F7 B5 _/ ?- P% y% ]6 ULcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=) U" a6 j1 Z. i& q8 Y
    {
    $ D! o& M9 n' v. F0 V: X1 ^    {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},6 b4 @  g' M4 L* |3 U2 r; ^
        {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},5 r6 a" n9 z* E, y' r& U+ \
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    2 H; W- t. s9 l};. }% f" l: V( U' f; A; u8 O7 W# ~
    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。
      e) W* \/ I7 j  T  ~LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    , E3 Z% l# H2 b0 x& ^# c0 T{; ]2 o7 d  V$ O% |2 E' r/ _
        {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},
    / ^; K: X4 j9 ^/ t% e    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},0 ^! ~, W9 Z, t+ A: T. _
    };. X& a3 Q2 Z1 n! a. G* l
    字庫(kù)暫時(shí)不做細(xì)說(shuō),例程的字庫(kù)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。
      F2 e! V4 L& d7 f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 s1 j/ y3 Y$ Z5 ]! Y
    -END-8 |+ n3 t% [  a3 R
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    5 z' \" Z) J# _+ @! U- }) z- c                                                                9 g$ i! v2 N) j6 Y: r4 w
                                                                            - r0 ?3 L- y' T
                                                                                    ) Q# N1 ?) A6 A$ Q  @9 R

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    9 _6 x; K4 T7 [4 _; P7 d                                                                                        淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開發(fā)& i1 Q4 l7 Z8 f, N3 T9 k% K
                                                                                   
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                                                                                            在深圳搞嵌入式,從來(lái)沒讓人失望過(guò)!
    9 |& {+ j$ U' P, u: |* P% K                                                                                & q# e& P; b" l8 \0 l+ X8 d
                                                                           
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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?
    $ Y8 C- z5 y3 j                                                                                ( S* D+ Q- [7 X8 z0 L
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    + H% m% R/ V' b                                                我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師8 o. X( q* y8 \; \
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