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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 回帖獎勵 |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
8 Z0 _8 \- r  O7 R/ \關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!
# Z' U2 v/ }, [% t6 M+ N# Q6 {, C. r0 S- v- w
來源 | 屋脊雀5 h7 Q) ]" T! b3 {* x$ 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)會如何點(diǎn)亮一個LCD。但這代碼都有下面這些問題:
( l. o7 x, u) B! b- [9 {
  • 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:# o! T) E1 j5 a1 Y' v# C" F
    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?
    ! Q9 d- i' E3 j- |! A2、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(shí)能完成任務(wù),只不過程序從此就進(jìn)入惡性循環(huán)了。
    + S* ?- H( t' H$ L6 Q3、一個OLED,原來接在這些IO,后來改到別的IO,容易改嗎?
    + {% a1 _$ o* k3 G: k4、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?2 q4 Y2 F! O9 r3 `' u% x
    LCD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。% y  E/ _7 J* a2 k
    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。( I; L) p5 r$ e: y- 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IC通常有:ILI9341/ILI9325等。9 i0 `) N3 ]* r5 I/ v
    tft lcd:
    9 o  \" R. s8 J) F, H
    $ a. {( `2 R! K- g8 `! @IPS:/ |3 R4 F9 o9 i! _

    3 v  Y) Q1 G, M/ kCOG 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(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)動芯片直接綁定在玻璃上,透明的。實(shí)物像下圖:
    . q) G: e" _2 r( J3 A5 _9 S1 m2 s
    7 e6 Q: v9 K- L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。
    + T5 N) l: J/ P- ]" P; a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。% ~) K! \9 z7 A/ N$ c
    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:, O9 U% Y- n# B% A5 S

    ) _% F. f0 l5 o* _常見的是SPI跟I2C接口。常見驅(qū)動IC:SSD1615。' B  d( [' ]7 O2 n
    硬件場景接下來的討論,都基于以下硬件信息:' A8 g# k% N9 ?9 A- Q2 s; g, O
    1、有一個TFT屏幕,接在硬件的FSMC接口,什么型號屏幕?不知道。) H8 M9 i' o6 B( T" Z1 R
    2、有一個COG lcd,接在幾根普通IO口上,驅(qū)動IC是STR7565,128X32像素。
    % k2 S3 a# [& N3、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。3 y5 K3 E, M2 Y6 e4 D
    4、有一個OLED LCD,接在SPI3上,使用CS2控制片選,驅(qū)動IC是SSD1315。! D! H  i% R! }4 [, O; r

    $ f$ R. F1 H  Q0 v1 B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。
    2 M2 ~1 o- t  l8 Z. u" I0 N( `面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο螅蔷幊探绲囊粋概念。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(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:0 X" O' U0 V$ N1 I6 s
    u8 ledsta = 0;
    % y/ ~& Y2 f; i; i! Z' n6 |void ledset(u8 sta)
    ; M& {! ~3 z8 P0 Q3 b$ Y{: z+ b& D5 b" S/ ^- e, ?+ J2 X
    }
    - @$ I+ }/ a9 L3 K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,將每一個LED封裝為一個對象。可以這樣做:
    # m% H3 y1 E1 R% ^/*0 X6 x" e* s4 W
    定義一個結(jié)構(gòu)體,將LED這個對象的屬性跟方法封裝。
    * ~& \( h; n% d這個結(jié)構(gòu)體就是一個對象。
    & z2 T4 C7 B5 B3 o! y2 h+ U8 w" i但是這個不是一個真實(shí)的存在,而是一個對象的抽象。3 ^& Y( y2 D: R6 ]! `  c3 v5 h8 {; _4 U* Q
    */
    1 W% `* t- z3 a2 x  V7 ]8 |typedef struct{
    8 m3 n8 g+ \3 A4 }    u8 sta;+ e$ w9 q5 k0 ~( ]" y
        void (*setsta)(u8 sta);, Z1 G# T3 R# j  R" q6 S
    }LedObj;" H3 B1 j0 ^' j! O+ Y/ ^$ z8 R  `
    /*  聲明一個LED對象,名稱叫做LED1,并且實(shí)現(xiàn)它的方法drv_led1_setsta*/
    0 E8 F& z- A, U  k2 {* w% Jvoid drv_led1_setsta(u8 sta)
    5 b5 P8 i; F5 G{- Y' F9 q9 F- K
    }. y' {( ~* H; l- [
    LedObj LED1={. v  i7 _1 w9 R. B
            .sta = 0,+ M+ G5 R* B& E
            .setsta = drv_led1_setsta,
    " z9 N5 C1 |2 P0 y1 Q    };+ O2 j5 p8 j  y0 F5 e
    /*  聲明一個LED對象,名稱叫做LED2,并且實(shí)現(xiàn)它的方法drv_led2_setsta*// D3 p. G2 v4 F
    void drv_led2_setsta(u8 sta)# U7 _1 e* k1 w: \0 b) Q
    {7 F5 O8 ]* @; U- S% t- S$ P
    }) d) j3 E; S0 U8 z8 @
    LedObj LED2={
    3 N0 q1 Q9 u( N) m- m! w! H' A        .sta = 0,, W0 f" Z0 E- c4 g7 Z& n! V
            .setsta = drv_led2_setsta,! @$ Y( q! H) z0 d
        };2 f$ o5 J1 u% Z/ u+ J. q/ E
        0 Y5 Q2 r( t! F4 O
    /*  操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個led*/0 M' `3 H/ j- x: l; {& X: D, ~8 |
    void ledset(LedObj *led, u8 sta)
    % ]$ p* x  l5 [' L& v8 W{4 z2 J9 _5 I/ U/ a* Y
        led->setsta(sta);6 h3 S- L* |* B( j
    }
    " R1 x3 o7 T( I6 {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(shí)現(xiàn)4個」?每個屏幕一個?
    $ q* c; X/ j4 \% m7 W2 ]6 ]( m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。
    + C- R$ e3 P5 F0 x8 R5 h$ ?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」4 H6 p( A, j. n$ @# O
    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:! U  D2 A3 _" s& N1 s) b  W3 ~8 S7 s7 B
    ?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
    $ {7 t  u$ V/ ]# ^* ~* z?
    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。
    ; O4 e# I; Z8 F為什么要驅(qū)動跟設(shè)備分離,因?yàn)橐鉀Q下面問題:
    ; \" q8 h8 {. M' w3 ~3 z3 Q?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。8 U; S7 T2 Q% s. F& k2 V% K6 |
    ?
    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:; z8 X  V& x- F- Z* p) D; Z
    ?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。/ Z* T: w# m' h# u% G
    ?
    驅(qū)動如何跟設(shè)備綁定呢?通過設(shè)備的驅(qū)動IC型號。
    0 o0 y' A# f4 |, H# J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(shí)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(diǎn)陣,在打印機(jī)打印漢字的時候,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」/ T* P& X2 ~& H1 X
    LCD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:& h% j9 I. E4 O& N9 x! r, k2 F
  • 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。! z8 {: S4 b; L  t+ q! [
    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。
    + m( G, K& l- T" {: i  G( `2、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)用一個叫做find_font的函數(shù)獲取點(diǎn)陣。0 l$ h, n7 L  d+ g7 P
    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ILL9341_dis的接口,將點(diǎn)陣刷新到驅(qū)動IC型號為ILI9341的LCD上。6 J( E/ s1 V- S  j7 v4 _0 g: f
    4、ILI9341_dis怎么將點(diǎn)陣顯示上去?調(diào)用一個8080_WRITE的接口。, B! y0 x8 Q! F" E
    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(diǎn)。那么前面問題的答案就是:3 j1 S# B; Y5 x5 \# n
  • LCD可以一個點(diǎn)一個點(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對象的功能就是顯示點(diǎn)。「那么驅(qū)動只要提供顯示點(diǎn)的接口就可以了,顯示一個點(diǎn),顯示一片點(diǎn)! 抽象接口如下:. @: l/ N2 M7 d: Z. z
    /*
    % q; L/ c3 b* w+ I    LCD驅(qū)動定義5 X  c4 k* ~$ k- m( H6 s" e
    */
    $ \+ W! B; Z1 ltypedef struct  
    : `4 }9 u/ B0 k+ F{3 T% ?. |0 }% c) Q! a! [1 q  Y2 A
        u16 id;
    : V  m% p' N1 X7 D$ |( M    s32 (*init)(DevLcd *lcd);3 h9 B2 y4 `5 v  q3 n
        s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    $ e; o/ c4 Q1 v4 Z1 A/ d$ W    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    # W) p6 Y$ J( i/ l& ~5 S    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    * g. j" l3 L! W( W) z3 v    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);8 i* U) v/ P, u; q7 B  ~1 k  J
        s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    4 ?$ R) w8 H' i    void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);; G1 R, s% I; n0 Y+ l
        void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);3 X' z+ W- t) J" z# ?
    }_lcd_drv;: N! {5 D- _- ^- ^
    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。7 ~0 K: \9 I, ^1 j9 j$ e# m
  • id,驅(qū)動型號
  • 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。應(yīng)該歸類到GUI層。+ m) X+ P  {2 w) z2 E1 X5 x
    LCD驅(qū)動框架我們設(shè)計了如下的驅(qū)動框架:
    ) b6 ]3 f  N2 V) {
    ; d/ a3 W- ]1 z/ c% w8 }設(shè)計思路:% o7 U& E  u9 o" u
    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。
    $ w6 D8 [6 O; q9 D2、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。+ l" q/ Z; ]1 U( t8 G
    3、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。! n1 y* a8 U8 T1 d1 W
    4、簡易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。  G: M0 D% h7 I# H. ^$ o. W
    5、字體點(diǎn)陣模塊提供點(diǎn)陣獲取與處理接口。
    2 \+ f! I  c  S6 s由于實(shí)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。# q+ U" }* z9 F  }+ P
    代碼分析代碼分三層:
    4 c9 q+ U. c9 x1、GUI和LCD驅(qū)動層 dev_lcd.c dev_lcd.h7 d0 l0 C' D% O( x) X' j' k" j& p8 U
    2、顯示驅(qū)動IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h5 m2 Q; i# p( e6 c
    3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h) y( I/ e, H6 {- g
    GUI和LCD層這層主要有3個功能 :- Z0 z0 X  m4 Q. \+ `2 b# D
    「1、設(shè)備管理」
    7 A2 G" q/ A  d1 E+ v+ 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list數(shù)組內(nèi)。
    5 Y+ l# j3 L- m3 Z/*  各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/
    * Z0 v3 w6 T, H: m; H_lcd_pra LCD_IIL9341 ={
    6 o2 ^" i8 p+ x- S2 U  e. C6 T        .id   = 0x9341,
    / A& O1 o+ O5 u, }        .width = 240,   //LCD 寬度1 H( C# s: E9 G  j' O; A
            .height = 320,  //LCD 高度
    , L" n7 H3 V: Z# ]8 a/ g+ D5 x};- Z9 n1 o6 L, }9 U5 w. D) w+ D
    ...% r9 E0 v, h7 }! q4 I
    /*各種LCD列表*/0 Q' a) W% G  |. S5 e* X5 G0 U
    _lcd_pra *LcdPraList[5]=
    # Y9 L& T& t& h3 R' o8 G            {
    0 ?6 ^' d' Q+ c0 D8 H& ]                &LCD_IIL9341,       ; _* O) k7 y: {% |" ?( u0 p6 b8 q
                    &LCD_IIL9325,2 ]+ T$ T, ~# P0 q, ^1 k
                    &LCD_R61408,
    ) @% h9 b* U' l% E( [$ n/ o                &LCD_Cog12864,
    & z6 {+ W+ ]) f3 w4 `! J                &LCD_Oled12864," Z  ~: I, ~2 O& b/ z, I% q: _
                };
    . t- k. m7 W. ]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(shí)現(xiàn)。
    5 x  D- y; [  g$ a6 J. Z/*  所有驅(qū)動列表
    1 Y) ]. e# N0 h7 w5 c    驅(qū)動列表*/% U+ a" p% g+ B# s
    _lcd_drv *LcdDrvList[] = {$ s: Y  n7 A# t
                        &TftLcdILI9341Drv,. y+ I" O+ x* Z1 e8 x1 i+ S
                        &TftLcdILI9325Drv,
    ( z: {9 x: e* g' j                    &CogLcdST7565Drv,& j  _* e: a7 F  F. d, ]9 N6 R: q
                        &OledLcdSSD1615rv,5 X  Q/ w1 |: \2 a. ^; X
    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 e# c) J0 g; I  L0 u/*設(shè)備樹定義*/( L% O2 f+ c+ S7 h# B  D
    #define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個LCD設(shè)備
    - @8 G7 R) r8 v7 N6 JLcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=: a6 d$ k) d+ p, }3 U
    {
    ! L" p* B% g" C' O9 g7 N# }    {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},2 n9 y4 N; G0 m
        {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},7 H5 G+ Y! Z" d& i$ X9 r1 x: X8 K# }
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},6 ~& [6 D% K5 P4 Y7 g$ r) ]
    };
    - s* U' J1 I5 B' F) p6 \( A「2 、接口封裝」$ C8 N2 w  d8 N  m# u
    void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)' e7 z! r2 Y8 _* r  P
    s32 dev_lcd_init(void)
    0 i6 ?$ O& J" I! S+ e  g' |DevLcd *dev_lcd_open(char *name)# s, {/ V1 H$ q- Q) T5 w: B
    s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)# Q& a+ \+ o# i& ^$ h
    s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    2 t# I& ~! S* N) os32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)1 e: w4 [* C) F9 {1 M& U
    s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)" l" g3 N; W% L' g5 [
    s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
    ! v6 I+ m5 _  c# C0 [s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)' w, q) w4 q; Y1 [; Z" r
    s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta): t4 u0 [) |" w0 s
    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。# I7 Y" y7 D2 f8 ^% C! a
    「3 、簡易GUI層」
    " _/ q% O* r" G% s* J# J目前最重要就是顯示字符函數(shù)。
    3 x/ Q. V' W) c2 x6 s0 V9 V" ds32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)9 L( z$ Y* w# ~- |8 h5 N4 v
    其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測試,后續(xù)會完善。
    " t$ L7 X3 E; d' R! K5 r3 J4 d  g驅(qū)動IC層驅(qū)動IC層分兩部分:8 Q; N+ q4 J3 t' N
    「1 、封裝LCD接口」2 o# |& q' g4 }
    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。
    : W$ Y* B2 }+ K9 Z2 v7 S0 D: c" v/ n「2 驅(qū)動實(shí)現(xiàn)」
    , {9 ]  ]. v& V, `實(shí)現(xiàn)_lcd_drv驅(qū)動結(jié)構(gòu)體。每個驅(qū)動都實(shí)現(xiàn)一個,某些驅(qū)動可以共用函數(shù)。
    2 G/ ?/ S5 a2 G" b1 {, D! ]! Y: j) u_lcd_drv CogLcdST7565Drv = {* c4 R3 a- }5 {( d3 D; ^, q
                                .id = 0X7565,- O6 c( d7 {- Q; `9 p0 R8 I
                                .init = drv_ST7565_init,# ^( R$ r! e. g2 e3 v+ Z: ]: _
                                .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,# c" \1 u- t  G1 n8 x; M
                                .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    , g+ S# u& v1 a, s; |# Y8 i                            .fill = drv_ST7565_fill,
    " o; G( j+ Y, H( ^                            .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
    3 o3 g) p! s  z9 a% E, Y8 n                            .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,. |& V5 _+ Q. l9 N& M2 d
                                .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
    ; a; w9 v7 Z+ D' e2 i9 c  n- Q                            .backlight = drv_ST7565_lcd_bl7 u6 o* V. o5 l
                                };
    9 p9 i& ~, L. ^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。& p2 g4 H, }7 g1 W
    extern s32 mcu_spi_init(void);$ N# i$ w3 C- ?
    extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);1 U8 U/ J; v5 @* T9 n
    extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
    / x' o# a7 s+ y; x$ K5 E; }extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);' q$ k: B- ^3 `) l5 H% T& S; c1 j. J# B
    extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);6 c) t  z& ]9 t: O: V7 e% I
    至于SPI為什么這樣寫,會有一個單獨(dú)文件說明。3 w, d# C: O- ]( S* A
    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:
    , g9 @: i! C7 U* F* x/*  初始化的時候會根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,
    # E7 x# N* r% Z* G: W$ s* U    并且匹配驅(qū)動跟參數(shù),并初始化變量。# r! e2 g1 Y8 u0 r9 W
        打開的時候只是獲取了一個指針 */
    - w* f7 y& Z5 o  \3 s: V9 Estruct _strDevLcd, ?" q# c3 o4 o6 X5 m; W
    {" I1 d6 x) C$ j
        s32 gd;//句柄,控制是否可以打開
    + p+ q$ c7 S& o    LcdObj   *dev;
    & u% X; ?: [' P    /* LCD參數(shù),固定,不可變*/
    , B0 p  D! `+ a& t9 T4 ]5 u    _lcd_pra *pra;& n0 D# z$ \6 N  s. R4 @
        /* LCD驅(qū)動 */
    . l8 @# u& U0 r9 s1 c' l    _lcd_drv *drv;& m9 M# e# Q4 u- v
        /*驅(qū)動需要的變量*/( P0 Y  N  a5 e- K3 Z; ?
        u8  dir;    //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。6 c5 d+ w: M1 d6 \! F; @2 w
        u8  scandir;//掃描方向
    . k% Y% I4 m# Y$ T6 }2 T    u16 width;  //LCD 寬度: o0 o% R) x! j
        u16 height; //LCD 高度
    : c: T! g% `  {0 x$ N3 U    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8 ~$ k: b8 k2 w( ~) h" [+ x
    };' P8 f0 d" U% H5 ~. i) V) T
    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。9 r% h8 H: Q! i( G
  • 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( ~7 S: Z7 H* L{
    ) A0 W5 t1 A) Y2 @0 @    char *name;//設(shè)備名字7 ~3 B* T) M; K" K+ ^+ r7 k$ F5 S
        LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上7 v9 J! H. p/ c/ ]
        u16 id;1 {; n; c! c& C7 Z7 g1 l6 N
    }LcdObj;
    * d* W  R2 I/ ]* }& e7 j; b$ R
  • 成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct
    6 ]  R" ]1 z1 v' r0 e- B{
      H# z! H+ k. l% A% Y    u16 id;
    4 z6 @  B  u0 K    u16 width;  //LCD 寬度  豎屏
    * V. V& z, Y1 X0 J    u16 height; //LCD 高度    豎屏
    ' G( ?, W4 n+ B9 ?5 M) k}_lcd_pra;% \1 H$ Z+ D# J3 a0 w
  • 成員drv指向驅(qū)動,所有操作通過drv實(shí)現(xiàn)。typedef struct  
    , N9 w" h- C/ {4 R, V{
      d- Y- Z: r$ S$ h9 y: p% Q    u16 id;, F' |' N! k+ [
        s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    6 b# U6 B- \* X7 L; ?8 W    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    & I; e" g" |( c6 V: t! r! R    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    * h& D, ~+ N( n! W+ @& r, h    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);, F& b9 o+ x9 @. d/ K
        s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    3 ~7 A' i5 i) R    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    ( Z4 r8 ^+ B6 ^) T4 z/ r6 q* h    void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    1 P* u1 W; `( [+ ^: }0 Y& ?# t# _    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);- p5 g% Z& F' [
    }_lcd_drv;
    - s2 I3 H4 u/ o6 f/ \  z
  • 成員dir、scandir、 width、 height是驅(qū)動要使用的通用變量。因?yàn)槊總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。
    / v3 U& a6 L( @7 i/ {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。, i. g2 `, `' @8 X0 W) V& l- _
    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。  }' N$ {  `. Z- X' T7 S( J! u/ k
    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)用對應(yīng)的驅(qū)動程序。, ]2 z' l6 @- |! t- o
    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。9 Z, O' \! C* x4 f6 G' Q& ^
    用法和好處
  • 好處1請看測試程序
    + ]. T! t. K6 l+ y; j7 Evoid dev_lcd_test(void)
    ' p& ~. X2 ^) @% |5 N/ U! _{% f7 Q5 `% ^, {3 i3 X
        DevLcd *LcdCog;
    ' s+ l3 c: o' x2 N+ t( h5 Z- e2 }, k/ n    DevLcd *LcdOled;. d2 S* J1 _% c
        DevLcd *LcdTft;' d& C& u& D0 r& f
        /*  打開三個設(shè)備 */( w8 F6 g0 s% ]2 {/ V; w/ n
        LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");7 Q/ d. ]+ T  m. i" r
        if(LcdCog==NULL)
    7 H  q" U3 f/ A! I( E, K1 {: M        uart_printf("open cog lcd err\r
    ' a, ]5 E/ \0 R5 o% @; T2 [");
    , L7 b: r( Q5 i! X8 B    LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");9 Q6 [7 \+ h8 C( ?' M  j0 o& d8 @
        if(LcdOled==NULL)
    1 |' D- C6 @/ P8 \6 t: h, y+ l        uart_printf("open oled lcd err\r
    5 F" T5 j' o3 ^+ O. v# N");0 ?+ U& Q& N) Y( V! O8 B! G% b9 |( M
        LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");! h' h4 W* p0 r1 T; t5 {% R4 |2 q5 v
        if(LcdTft==NULL)' a& t+ q8 w& f" n$ z4 a7 }
            uart_printf("open tft lcd err\r9 c+ w0 O7 n8 l. [5 G, l- C; i
    ");% R+ t. _7 t4 e
        /*打開背光*/( R% _, g' c& U$ _
        dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);% q2 {$ W' }& i8 r) j
        dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);
    & U+ B  `. u$ j5 S+ s  _; m2 R    dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
    . E. k1 r9 |+ q/ T    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);* a  Z: e4 U+ L& T7 n+ a
        dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);4 T0 X1 P: e1 d, w' u% e1 i6 L5 I4 e# Z7 S
        dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);, B. }# h/ s: t$ h' M; i2 t
        dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);& i( ^, I. }3 P. F6 a) A6 i4 u4 r
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    $ ?! f7 m* O* F1 @; ]    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);6 T' x3 Z6 x* ?! r* p% a' ]# E
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    . y  J3 o; g* [; w7 H- q2 y  l* R, A9 D    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    ; E+ n0 ]( K( u: t    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);7 k$ I6 ]# C* }
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED);
    . k& p4 e% t, G    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
    . \9 d+ }8 I1 v2 w    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
    0 G- y3 n1 e$ B* g% ]# u    while(1);
    & M( J5 w; T6 e4 m$ Y4 _0 @3 f}; T3 ~* ]. @  v; x% o( Y' m" _
    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:$ G. y! W& y+ r; q, {  ^! S0 b

    . ?* r- \3 S' |5 p* R
  • 好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹是這樣定義的5 V1 V# s0 `# e. ^1 V5 G6 K" G
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    9 }' b/ M' j0 A: u/ }9 C{. \5 D  t/ ]# x+ }2 h3 \& o
        {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    $ A! i5 p: a7 ?, }. \7 t    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},$ s9 U$ z8 M& v2 a6 @
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    6 W6 b& r  l8 Z- I/ p- f; Q};
    $ }" O" E5 s  U, }  {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。6 d: k5 h" M) @. K9 }0 @
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    $ j" F3 b: A+ @+ e3 w{
    6 ?$ z1 D$ z- @& F    {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315}," j0 \& w/ c( q: `
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},  U( P/ L8 v* j
    };
    2 ~* N+ _& N4 \8 r6 D, w$ e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。( J4 F2 z8 b- N
    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。
    $ c; u9 A2 W9 i4 S0 G6 L7 |3 }+ c# ^-END-9 w, w! D2 |* o9 j& j
    往期推薦:點(diǎn)擊圖片即可跳轉(zhuǎn)閱讀: u& h) Q- n( x1 m5 @  D
                                                           
    7 y/ L( r$ P  @. k                                                                + l0 G; J/ Q: c. Z0 @
                                                                           
      V' F# T: d8 @7 g; p& Z- m2 v  w                                                                                / m4 t0 Z, M$ i9 T! Z. W
    . p$ ~& P8 H, S% l% z7 ~7 H; Z
                                                                                   
    ; q' Z6 B. X! {3 V1 Z/ t/ k% T3 P                                                                                        淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開發(fā)
    / b8 [0 e1 a& M, ?  }8 J7 B7 u                                                                                9 W) z' G8 |6 E7 g
                                                                           
    $ U  p9 _" N7 X/ x2 n" Y                                                               
    4 x8 }: C( w1 F) @. R, \% z                                                       
    " y2 \- k6 W! _; p$ r* \                                               
    . Z! K( n# g% E& w8 T0 @; y* \( `# O' W
                                                           
    4 ^# X3 e# I  p2 L. W                                                                / p1 c# ~1 {, d# i3 L
                                                                           
    - u! F' U+ n  n" x' r                                                                               
    ' g' L6 c, }9 A* O9 O4 t# e: l8 T6 W$ q6 d
                                                                                   
    7 v4 y) x# F7 f                                                                                        在深圳搞嵌入式,從來沒讓人失望過!/ u5 q9 Q& q0 X6 t
                                                                                   
    % Z4 Q' Q; n- a* _2 t7 x                                                                       
    4 o* T5 U( l' Q9 Y4 j                                                               
    6 e8 M6 m; J8 h) d; H% `; M                                                        9 e2 [, Q5 A" t7 r  _1 \- @
                                                    9 r/ k4 D& d$ y7 G$ x/ S6 ^. }# L
    - h- [' g# x: w) L
                                                            $ L) ~. I' r* ^0 X2 M( `
                                                                    ; N1 ^4 t2 j+ d  l% W) @
                                                                           
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