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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(ài)學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
( L( Q- l8 O' X( }/ E4 G關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!
/ e  D) T; t/ _" N* |, \* E0 }' h7 [% z. X+ A: Z: g7 A) E* e
來(lái)源 | 屋脊雀  v) f2 V, {. p/ @
網(wǎng)絡(luò)上配套STM32開(kāi)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:
$ i( s: {% f$ T& _3 S$ H2 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(shuō)呢?如果你已經(jīng)了解了LCD的操作,請(qǐng)思考如下情景:. e7 M1 Y2 x3 L- Z  y+ z* Z) y
    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)?- A5 a) f6 x$ c: v4 n: j* F8 O9 g
    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。
    2 z6 `' B" w, w: Y: M, f3、一個(gè)OLED,原來(lái)接在這些IO,后來(lái)改到別的IO,容易改嗎?
    ! X; n0 U  P; P# v  X/ ]) q9 Y" ^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?
    * O$ a3 d( X( {" @9 s  zLCD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。% a7 E7 @& a2 U. T# s3 o
    TFT lcdTFT LCD,也就是我們常說(shuō)的彩屏。通常像素較高,例如常見(jiàn)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。8 s5 ~+ c0 d5 j: o3 W
    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。
    ) `- ?  ]4 f( B& G& ntft lcd:- W1 m5 @) A% u7 \! s3 |

    ; X7 ^. [# L, vIPS:4 Z8 f8 N  t! F/ {9 P
    / j, f( d( v* I/ L
    COG lcd很多人可能不知道COG LCD是什么,我覺(jué)得跟現(xiàn)在開(kāi)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:
    0 ^4 E3 Q+ h5 _  d1 g$ M - f* {) x4 i# ]1 _$ f% H
    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。+ k7 G+ p1 u+ O( B9 P) g: e" a% J
    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(méi)必要用8根吧?常用的驅(qū)動(dòng)IC:STR7565。
    , K+ z" E1 n# fOLED lcd買過(guò)開(kāi)發(fā)板的應(yīng)該基本用過(guò)。新技術(shù),大家都感覺(jué)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:
    $ o* x9 g& N; V6 y  b6 b5 g $ u& V3 p/ A$ z8 A
    常見(jiàn)的是SPI跟I2C接口。常見(jiàn)驅(qū)動(dòng)IC:SSD1615。
    ( x6 C3 J- o) [  o硬件場(chǎng)景接下來(lái)的討論,都基于以下硬件信息:
    ' L8 P6 {, e. m# f" f1、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。: {% b9 X+ I* W5 A" L
    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。
    . \/ w$ w' J9 G0 v5 B1 J3、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。
    $ `! u- m. Q' p. a: N/ p$ ?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。
    ; D& b1 O8 i! g+ M9 b( c2 ?
    * T: F% j; M1 e7 Z$ k1 U: S7 ]( }3 h8 L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。
      i" l) ], w( ?, R面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο,是編程界的一個(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:
    / |, K! \) f" H: Ou8 ledsta = 0;
    ) C( d7 C5 B- u$ k" U  [void ledset(u8 sta)
    . z( a" F/ q$ W; @& l{# O& h* }& S' ^
    }
    / C7 ^; h/ g" q6 G2 S$ L- s, }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:
    9 G$ [3 b9 M8 l  B: ~# \& V/*3 N% v3 ^2 ]: Q
    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。
    - U+ r6 [$ C# l" A0 V9 `# r這個(gè)結(jié)構(gòu)體就是一個(gè)對(duì)象。
    5 K5 x$ E' f5 v3 u5 q" t$ R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。; q8 \  b7 l! V$ q7 ?/ T6 b
    */
    . m0 K; U% \: X; p! z6 _typedef struct{
    9 J- u% r, q3 g/ H+ b2 d, ]    u8 sta;
    / [! v6 Y- l* C! i, n    void (*setsta)(u8 sta);' _8 s: _; t5 J, N6 {
    }LedObj;
    2 v, C" A5 G9 W$ r6 `/*  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*/7 a3 c. d& t/ h: u) P
    void drv_led1_setsta(u8 sta)! E  M* \% n" t( [& n
    {
    % D0 K8 _2 [" z}
    4 M+ W5 b+ t. K; L) G3 DLedObj LED1={& d% D, @  y& _
            .sta = 0,
    ( v3 @6 E" {& V! Y% k% d        .setsta = drv_led1_setsta,) d! ~5 P2 ]( B& K: j
        };
    & R4 ~7 P5 o$ @/*  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*/# G' m8 ?3 C- Y+ C
    void drv_led2_setsta(u8 sta)
    1 A* V8 X- k1 Y6 h4 O7 n4 y1 n  E{) x4 ~6 _4 X8 ?1 Y5 j: e+ Y4 M' m
    }3 M3 H  \, U  k0 i- l
    LedObj LED2={# x! u" p, b" w$ U
            .sta = 0,9 O( `) z$ B2 _6 M6 `& I  r/ T+ Y
            .setsta = drv_led2_setsta,# i: ^# M) q% V/ U- P0 L  f
        };
    * X# t. [6 p6 f! Q    : p) c3 \. |* V
    /*  操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個(gè)led*/" {: @$ M3 m9 n3 j' u
    void ledset(LedObj *led, u8 sta)* J. E0 l, J4 ^5 X4 C. Q: h% z* x
    {- n/ K2 V9 _$ U% h
        led->setsta(sta);4 ?2 a5 \  _" O' T+ F' F
    }
    ! `0 X6 `8 y6 \* R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)?
    8 H( B* ?' X0 j4 u5 L4 p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。
    7 l" |* V2 a( S  U4 \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」。
    & H* E. u7 J# D4 x( o5 x& s. A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:* R& r$ v! ?$ Y+ g) |: `( ?# W
    ?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/ n0 z8 m& n8 D6 l# r8 Z' q
    ?
    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。
    2 u6 G; z8 B+ f+ a$ e為什么要驅(qū)動(dòng)跟設(shè)備分離,因?yàn)橐鉀Q下面問(wèn)題:: `( K0 y# [, f) f) v) q3 c6 K
    ?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。3 e4 ]: @3 I1 p2 g) K
    ?
    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:
    % N$ r* `/ e4 n?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。
    * K$ J6 ?; d, p) W( r?
    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)。! L  [4 J9 h: U. p0 [! c5 M# }
    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(jué)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(méi)有任何層次感」。, B  o* t& J/ ]( a. J
    LCD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:: P- j8 f9 }3 {2 p3 p
  • 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。
    9 Z- y' I5 G0 w1、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。
    0 Y' p% S/ ?& r2、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。+ M, b8 U! p- l8 N# S8 l+ z
    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 S. }/ I7 w$ b- e' D8 ?
    4、ILI9341_dis怎么將點(diǎn)陣顯示上去?調(diào)用一個(gè)8080_WRITE的接口。8 ^, r+ {" E! m
    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:
    + p" d& ^  U9 @+ f
  • 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:3 s% o- _1 d1 @  }3 S
    /*' t  M) y6 [& U
        LCD驅(qū)動(dòng)定義+ J- h' e* W' O. V8 \
    */* g" g4 L7 t$ f+ ~# C1 _  [
    typedef struct  
    . z/ D1 f  k7 M{* `1 b  w; b# s5 z+ I1 y
        u16 id;
    # r9 a# N+ z- p) h* z) `$ k    s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    & l# w, d1 C% }. v( l5 f    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    ; I* @9 m; A: Z2 M    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);& W: y# _: d1 c! `
        s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);* w- Q1 J& E6 q6 l( |
        s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    5 h. K% z( N$ b5 T1 E+ w    s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);3 B1 x# s' R: i& F/ ?+ [
        void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    & e$ @5 h8 ?6 w+ v# y: w/ t    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    $ d: p' _& w# I! Z6 O. O3 N+ \}_lcd_drv;4 n' k  U6 q3 q; B* x- t% F
    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)。
      O% Z  y3 ^' t& c; |$ e  V
  • 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(kāi)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。. `' O% K1 W2 @: v( A# e* G4 I
    LCD驅(qū)動(dòng)框架我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的驅(qū)動(dòng)框架:2 J& f+ o$ X/ i% n' @' k
    1 p, _( e; I& ]/ [- p- W
    設(shè)計(jì)思路:
    * }  L( |; b+ E" h% u1、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。
    $ N7 R4 ~  \3 J2、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。
    # ?# X1 s) t0 U& Q. D$ ]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。
    " R7 h* L2 ?7 o, i4、簡(jiǎn)易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。
    6 H  U( o- W/ ~6 ]# i% o8 g5、字體點(diǎn)陣模塊提供點(diǎn)陣獲取與處理接口。, C: G' \! j! o" j; K1 `4 x
    由于實(shí)際沒(méi)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(kāi)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。5 f* h3 v2 a# P; I
    代碼分析代碼分三層:
    ( s- P4 w0 Z* d0 \! e+ I1、GUI和LCD驅(qū)動(dòng)層 dev_lcd.c dev_lcd.h0 H# x8 d8 |% l( |
    2、顯示驅(qū)動(dòng)IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h
    $ v* @8 H: i: N$ e5 m7 M0 e  S6 R3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h  z" `3 p: E+ G8 s
    GUI和LCD層這層主要有3個(gè)功能 :
    $ P9 G0 x6 S; d' v& M- s! L「1、設(shè)備管理」5 z6 b: T$ x2 m7 U+ A7 {7 t" O& S
    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)。
    7 }6 C7 e% Y; ^4 u2 k/*  各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/
    7 S7 a2 d8 v' j. X! f' f_lcd_pra LCD_IIL9341 ={4 ?! S  E4 j7 p/ o
            .id   = 0x9341,7 g0 v$ g2 y6 y* E
            .width = 240,   //LCD 寬度) t$ u) f" a6 M# H" O, z% x
            .height = 320,  //LCD 高度
    6 u4 f3 \4 k3 B' ]+ c8 y};* H2 \8 G% _" v3 b" m! p
    ...! K; e! A5 Q( N# r0 O, [" l/ x
    /*各種LCD列表*/+ s4 X# u3 j  h( p4 @) H- c+ Z
    _lcd_pra *LcdPraList[5]=
    ) g& e" n* Z5 Z2 D' E            {
    8 @" p# t( B5 ]# a                &LCD_IIL9341,      
    $ z6 x6 \! |$ p! G# r4 K                &LCD_IIL9325,
    & w2 x7 ]' u# F5 _; a                &LCD_R61408,7 p0 ^$ m5 f  U- C. t' h7 A
                    &LCD_Cog12864,
    / P7 X1 D2 i  k6 G8 x, T                &LCD_Oled12864,6 n) j& p7 N' k" l+ F
                };: e4 v# N% _2 S% A
    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)。. T3 d$ v6 P5 _' g1 I! e
    /*  所有驅(qū)動(dòng)列表
    7 p! A; L* w) L+ ^  l( R+ C; C3 G    驅(qū)動(dòng)列表*/8 u0 R- n9 S/ K" U( Q2 K2 D
    _lcd_drv *LcdDrvList[] = {
    2 e- y- T' G% i8 |3 W/ `                    &TftLcdILI9341Drv,' Q: d1 |0 `2 P; b4 f
                        &TftLcdILI9325Drv,
      l3 ^0 O! O5 |, h9 u                    &CogLcdST7565Drv,
    ) w% a3 {2 E: c  l                    &OledLcdSSD1615rv,
    + X9 \9 H6 j- x9 S+ n' q; I) }定義了設(shè)備樹(shù),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(shù)。
    ; y  R& b3 ?$ M# [/*設(shè)備樹(shù)定義*/
    & i0 a' W3 G0 J+ B#define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個(gè)LCD設(shè)備
    ( s: {3 W, c8 s( G. F1 A  s" ^LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=! U) m3 W7 f, D# [
    {6 [& M& k2 ?! d4 W, @) W) [
        {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    $ e2 T0 ^) T2 \$ H9 [( O+ K    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},$ O5 z  }' O( D3 v+ k# a; y
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    ( h. A5 e1 s# s5 [};
    + S" I; r9 Y- h1 a6 G6 B2 T「2 、接口封裝」% S! k8 k0 ?0 @2 X; b! L) Z. Q$ G
    void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
    & {6 W& l. ^" _" m5 Y2 js32 dev_lcd_init(void)  R/ n6 D$ C1 q9 ]/ F$ l. z1 ?
    DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
    5 v. ]* l% x$ Zs32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    * Y7 B7 k' i" f2 @% k! c/ u4 _5 B" {; Cs32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    + v1 [$ }4 ]9 d% @s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
    & v9 C" n+ N2 j8 Y" d" o0 Xs32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    + m+ v( ]1 x% z& rs32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)3 _! ]. S6 t/ K) M
    s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)
    : Z5 o* q6 [$ Y* O) u  A* Y4 cs32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)+ ]! F7 f9 N$ Z9 h5 I. e5 ]* v
    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(kāi)接口。初始化,就是根據(jù)前面定義的設(shè)備樹(shù),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(kāi)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。
    ( ]7 \- r3 I0 k7 t2 u. m* \0 S「3 、簡(jiǎn)易GUI層」+ }" s5 ?7 B1 k9 x, h1 W  f
    目前最重要就是顯示字符函數(shù)。+ M2 G$ Y9 A& o& r: [& m
    s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)
    0 n( U6 h$ v2 i  G1 C2 P2 H其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測(cè)試,后續(xù)會(huì)完善。; k1 m* |; h1 m+ g% c2 J" G- i
    驅(qū)動(dòng)IC層驅(qū)動(dòng)IC層分兩部分:7 [) `' B7 \: N! R8 E
    「1 、封裝LCD接口」8 f* O5 s* n( q8 [0 G: @. l
    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。/ Z; I. F9 _6 z  o" M8 b
    「2 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)」+ f* R& J; ~% n) N1 |! W, E
    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)。
    6 i3 V9 [; M& ^5 F! u3 Z/ T( k_lcd_drv CogLcdST7565Drv = {" a+ o8 h: }) Y5 [) F! V5 s
                                .id = 0X7565,8 B) R" B* A  e* a3 M9 f7 C
                                .init = drv_ST7565_init,5 q7 f0 L0 @2 F$ o  f+ j, \/ ?7 i' V
                                .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,4 T* ^- R+ x3 b/ `/ X+ b1 M
                                .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    + N/ c  y1 y7 N% `1 G                            .fill = drv_ST7565_fill,
    ; O, R; F8 w' \7 u9 Z4 O                            .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
    7 f7 D- B. }" d7 B  g9 O                            .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,: H9 M, e: K% Z0 z1 \
                                .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
      S" {' o6 G7 ^6 v$ m) X$ @                            .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    " h% R" e- ?# M* t: u, y- ]                            };# v. H& t4 T: b/ }+ w2 b, Q1 A/ 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。: l* P& m1 O3 k  I; e5 }
    extern s32 mcu_spi_init(void);
    $ n$ ^" l  L# m3 ?extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);9 {' ~. S% j  \0 m
    extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);* E! L+ ~3 N2 y. k+ `9 G, d/ I3 q
    extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
    % H$ f, y& z" uextern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);
    ) n0 D' |, R3 b1 }至于SPI為什么這樣寫,會(huì)有一個(gè)單獨(dú)文件說(shuō)明。
    4 x' |( G* Y, x7 \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:
    1 `! I8 A# y+ t+ ?/*  初始化的時(shí)候會(huì)根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,
    7 d  ?: J& G" B9 P( f4 |, W    并且匹配驅(qū)動(dòng)跟參數(shù),并初始化變量。% ]9 i  z" D3 T
        打開(kāi)的時(shí)候只是獲取了一個(gè)指針 */  q" x8 B! T9 h! j$ N- N2 U
    struct _strDevLcd# L4 F5 b& W; f' ?) N
    {, C; J+ p4 d- \- n9 d
        s32 gd;//句柄,控制是否可以打開(kāi)6 ?3 ^+ s9 D8 h) ?
        LcdObj   *dev;
    3 |4 I. S& ~+ B  k% ?" b+ W    /* LCD參數(shù),固定,不可變*/
    0 q" y/ Z* R- S2 N    _lcd_pra *pra;7 d  H0 v1 N+ y$ m, G" b
        /* LCD驅(qū)動(dòng) */5 V' c$ R/ \5 S- Z. ?
        _lcd_drv *drv;0 [; W! C5 e; M# H7 s2 X9 n
        /*驅(qū)動(dòng)需要的變量*/
    9 V. v2 c( l$ ~# F3 D! ?9 q- K0 R' c    u8  dir;    //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。
    3 b/ A1 G' y1 p    u8  scandir;//掃描方向" v" |6 m* ]) D* I0 C1 c7 ?  R! V
        u16 width;  //LCD 寬度6 `8 I# h+ P7 X) U3 c
        u16 height; //LCD 高度1 {' i6 {# V1 ^2 n3 l, X
        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(kāi)辟顯存% g& `% ~5 i8 P
    };1 Z- p- m9 f9 |) i, e
    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。2 y; ~0 m4 X) c* n& d+ S
  • 成員dev指向設(shè)備樹(shù),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# G7 S$ i3 y* o; x: }4 u
    {% x+ W- N$ v' P% ~
        char *name;//設(shè)備名字
    ( j; d' u6 w4 g' @  _+ @$ Y    LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上
    ; e3 y  f2 M2 O  r! d1 y. L    u16 id;0 p  m6 N1 d9 R
    }LcdObj;
    & ~+ S5 Z" k1 l  p) S+ ?' L
  • 成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct
    . T  m1 B+ ^" |- ^# e3 h/ |7 u{$ r8 b, @; e7 \% W, M/ s7 X
        u16 id;- W- Z: D" `( a/ I
        u16 width;  //LCD 寬度  豎屏+ O0 t- L- q  T8 o0 b
        u16 height; //LCD 高度    豎屏: P: {- t; u% z, r
    }_lcd_pra;
    6 z0 w& N6 z6 u1 J
  • 成員drv指向驅(qū)動(dòng),所有操作通過(guò)drv實(shí)現(xiàn)。typedef struct  4 o" b+ l( s# ?1 Q1 p5 j
    {
    1 Z, T" `- o  B+ L; B4 k    u16 id;( ]( B! o" O* E$ A  K3 Q* z  g
        s32 (*init)(DevLcd *lcd);2 W8 T+ P0 Y" t: m! ]  |# y3 ]) N$ `
        s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    & P8 ?& O- T/ p+ {$ f$ W0 S    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);. ~! r, l+ o# Y& H# F3 i
        s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    0 X& k! h+ K4 A9 E7 S    s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);7 s, k& e: N8 v$ \& A9 Y8 G
        s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    6 w* E& b( l; U0 g    void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    / r! _- ]' H& Y: q4 N. N    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    + q" R$ q8 t* @6 ~# r7 @7 M}_lcd_drv;+ ^0 |1 I4 y" l/ f" o
  • 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。/ T8 ^9 j* D/ \7 n" [
    1、初始化,根據(jù)設(shè)備樹(shù),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。
    & k" ~$ {: t: ]9 e: z. \3 |. b2、要使用LCD前,調(diào)用dev_lcd_open函數(shù)。打開(kāi)成功就返回一個(gè)上面的結(jié)構(gòu)體指針。
      q& l( m/ u: b* P  P2 Z! P  |0 t3、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。
    , J# R" t8 {( V4、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。5 F5 t/ t& Z% @% v  K/ Q7 E
    用法和好處
  • 好處1請(qǐng)看測(cè)試程序
    5 H" B, |: R1 j8 p$ ^; Dvoid dev_lcd_test(void)+ ~3 z  k6 g  d
    {7 y* n$ ]6 j8 ~3 T2 n/ s* D
        DevLcd *LcdCog;
    ' J/ v2 i# Q- w3 c  s    DevLcd *LcdOled;
    , T; |6 y& B6 ]    DevLcd *LcdTft;
    % e  k+ t8 z* R    /*  打開(kāi)三個(gè)設(shè)備 */, Y  n% Z- t) X' m) r+ C& L5 U
        LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");( {- f" V( ~( Z/ {% v/ k
        if(LcdCog==NULL)
    2 _% ^; v+ c1 X  O        uart_printf("open cog lcd err\r
    ( Q& p- ~7 w8 B5 z# i$ ]");& Y3 u8 \) w& K; @
        LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");3 I0 ^* r5 F7 t+ p6 B' c0 Q
        if(LcdOled==NULL)8 r: D' `/ o: R2 {, n/ I3 I+ F1 \# I" T
            uart_printf("open oled lcd err\r
    . e  y6 O' P* b# _- Q");' W8 I: u4 i: F7 z8 y4 C
        LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");2 J8 m4 l# s1 |' Z4 i; R' m5 P
        if(LcdTft==NULL)
    9 M5 @7 A! @; ?& E3 I0 A        uart_printf("open tft lcd err\r
    . u# N* O5 B3 z, C7 ?" g  c! p6 X");, p" ]- k$ j$ R5 J% x
        /*打開(kāi)背光*/7 s& [6 A$ T6 i+ s. W$ L% e
        dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);5 h1 }5 s5 M5 ?  e3 x
        dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);- B3 V' N  h* B+ u
        dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
    $ M0 a8 ?+ B! N9 k    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    - C+ R8 C+ }9 [+ T. J    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);
    " b6 s$ A# }0 w    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    . V9 f, P( k& _' m    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);2 j( g! A% ~' B. F" n/ Q$ N! V2 H
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    ! Q: M/ _/ f8 K0 u8 O    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);
    2 o. A9 K/ d+ b1 A6 i    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);# X4 L7 Z: }3 s; `. d8 k; |1 e# f
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);* q$ c$ u5 h( o4 v
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);; u8 i/ a' Z0 K! n8 q
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED);- s4 o  y& [" f. Z' p% n8 l" i
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
      ^' _7 S7 c; O" q/ k    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
    , X, Q! |4 D9 v# \    while(1);
    . f4 L5 n' l- Y5 t0 s9 `}
    " k% V. v  B, k# c) U6 O' i/ Q使用一個(gè)函數(shù)dev_lcd_open,可以打開(kāi)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:4 t5 y. E" i) b

    & x7 o. }/ N+ {9 T1 A, Y( |
  • 好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹(shù)是這樣定義的
    * h* f( Y. u0 k$ K! c3 xLcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=) w- s9 p0 B8 M1 p% F! W/ t. f& b! m
    {
    ) Z, ~2 q! g2 h( f' f: Q3 k$ {# z    {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    . f% M& r% O: {- h  y2 E  ?    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    $ ?1 E- h" ^5 Q    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},8 k# u1 L8 Q" t8 g; D
    };
    7 m2 M% A2 a2 u某天,oled lcd要接到SPI上,只需要將設(shè)備樹(shù)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。1 r) |) u3 R) u' X9 A8 [) ^4 [
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    . s6 ]; r7 Q0 C; K+ \: x{8 l3 @* W4 {% r  I) l& K4 l+ h
        {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},
    " J% e2 `3 O) Y7 r7 O    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    , b' p- A+ [: Z! n; o2 C};
    6 U! J! Q& t- e3 U1 Z% M' y" S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。
    : z) a& {( C* S+ x/ C0 M$ K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。
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    . Z: |: x$ }, d                                                                        0 l/ A) |9 N2 w
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                                                                                            淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開(kāi)發(fā)
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    5 h( K, D  x3 H4 y                                                                                        在深圳搞嵌入式,從來(lái)沒(méi)讓人失望過(guò)!: `0 u  N6 r4 \% p$ a
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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?1 \0 l- W% ~' W5 N% P  s
                                                                                   
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                                                    我是老溫,一名熱愛(ài)學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
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