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我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師+ E1 E9 j9 J4 u' r2 W$ `( q4 {
關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!/ z. z7 X7 ?. L. W- k5 N
. A1 G1 g2 h1 Y
來源 | 屋脊雀
$ m& @% N- q/ d$ v0 S7 Z3 y& E |網(wǎng)絡(luò)上配套STM32開發(fā)板有很多LCD例程,主要是TFT LCD跟OLED的。從這些例程,大家都能學(xué)會(huì)如何點(diǎn)亮一個(gè)LCD。但這代碼都有下面這些問題:
. x2 R- A% X8 n分層不清晰,通俗講就是模塊化太差。接口亂。只要接口不亂,分層就會(huì)好很多了。可移植性差。通用性差。為什么這樣說呢?如果你已經(jīng)了解了LCD的操作,請(qǐng)思考如下情景:8 e, q- C1 j# G @ y$ r: G
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?) h1 P; `" G% ], u
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),只不過程序從此就進(jìn)入惡性循環(huán)了。$ m- A/ b7 v" A' J. s8 n" E; v
3、一個(gè)OLED,原來接在這些IO,后來改到別的IO,容易改嗎?) _& S4 z) J: b, G* u" p
4、原來只是支持中文,現(xiàn)在要賣到南美,要支持多米尼加語(yǔ)言,好改嗎?+ ~* F) K2 r2 o9 i Z( q6 w; D+ x
LCD種類概述在討論怎么寫LCD驅(qū)動(dòng)之前,我們先大概了解一下嵌入式常用LCD。概述一些跟驅(qū)動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的概念,在此不對(duì)原理和細(xì)節(jié)做深入討論,會(huì)有專門文章介紹,或者參考網(wǎng)絡(luò)文檔。; I' ^* h i, x- ]9 u2 S
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。, @: V8 g8 Z9 D
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。
+ \/ y- J4 l% @1 u1 a; m; n% Ttft lcd:
% E5 t e- ^9 I0 c V0 ~' d
+ n2 _! {7 K2 Y* @: c$ t3 x- WIPS:
( ^/ b& `* c3 L7 o1 }+ @' {
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2024-9-24 23:01 上傳
. P- j- D5 u. tCOG 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:' r) z" V0 j9 l" z
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r54yd031wzu64035223822.jpg
2024-9-24 23:01 上傳
) j0 b: o; u# x* O' A/ T- t0 ?# Y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。
& |* G! t" V$ M) |接口通常是SPI,I2C。也有號(hào)稱支持8位并口的,不過基本不會(huì)用,3根IO能解決的問題,沒必要用8根吧?常用的驅(qū)動(dòng)IC:STR7565。0 f; H( P4 d5 e1 t W6 ^. G7 B
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:' `- [3 ~4 }6 e6 `
5 @" s+ ^) N# h" U' B& c常見的是SPI跟I2C接口。常見驅(qū)動(dòng)IC:SSD1615。
3 [2 ]* R) A6 m! p& Z硬件場(chǎng)景接下來的討論,都基于以下硬件信息:
$ D2 k( c% F" ^5 N% C* n2 Y; J1、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。
, Z! k/ t) F. z* d/ F" l6 v _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: o3 B% r" M* M* B3、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。0 P* |, ~; W. l3 i$ F; `) ^
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。
' Q! X) l! w# Z- }4 I) L
0 n+ ?! K9 N% j. w" \預(yù)備知識(shí)在進(jìn)入討論之前,我們先大概說一下下面幾個(gè)概念,對(duì)于這些概念,如果你想深入了解,請(qǐng)GOOGLE。
) o3 T2 L& n! \0 e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竽兀烤幊逃袃煞N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:
6 f* y7 K: L; g/ @) V/ cu8 ledsta = 0;0 ]! x/ p& P% Q& {6 t1 W! Q
void ledset(u8 sta)
0 p8 a3 p0 i C+ H) q1 J- M{2 A/ N) ]" G8 M; Y$ T% h
}3 y: o$ N* {' _% T
這樣的編程有一個(gè)問題,假如我們有10個(gè)這樣的LED,怎么寫?這時(shí)我們可以引入面向?qū)ο缶幊,將每一個(gè)LED封裝為一個(gè)對(duì)象。可以這樣做:# y& Y" r+ [; W' E9 g$ r
/*
7 ]9 o! `9 k3 x% p/ C7 u* \( E) x) 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。
" a( R/ V _; ^9 U: T; g) @) H$ u; k這個(gè)結(jié)構(gòu)體就是一個(gè)對(duì)象。4 ?& b! X: Z# ~' J( P& j z, k9 B! ~
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 x2 j( n( p*/) Q6 E) ?! [+ o. W8 R* m
typedef struct{
& _: m+ L. X( W! l u8 sta;2 _3 ^. e; Q. z( L o& m0 e- c) e
void (*setsta)(u8 sta);" h* ?% B7 {- s
}LedObj;
$ [0 a' |$ N" g* Q. t D: S. z/* 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*/
8 t$ \/ W' ?1 y+ _* G+ |: Jvoid drv_led1_setsta(u8 sta)3 }! \" h" c# o2 R+ J" g
{! Z, J2 n- s [3 ?, F( ]
}
2 t ?) z/ K$ o9 `' _( ^1 x3 \LedObj LED1={. G6 D o8 ]6 y- s7 R
.sta = 0,7 _7 | X* W7 ^9 M. b1 { j3 C
.setsta = drv_led1_setsta,
6 `$ u/ v8 \, A+ i }4 }6 H5 c, y };) K% Q- q( g6 _4 \
/* 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*/+ J* l: }# {% q. {0 a9 \4 ^$ S! O
void drv_led2_setsta(u8 sta)
% F6 W. b& ~" V% W9 O{
+ ~/ p9 c4 u: W}: K* i! J0 y; R
LedObj LED2={
; k. M% f# o4 N+ \$ Y. b .sta = 0,5 t! K( x/ \5 M0 b$ ]$ U% b1 S" n
.setsta = drv_led2_setsta,
5 Z5 P, p+ T2 M' \- n: A };
) K$ A2 l P6 _# c4 G
' p$ l! k8 j! ~: M4 H* w+ N( Y2 n/* 操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個(gè)led*/
. X0 e+ c" E/ D2 x( M; Qvoid ledset(LedObj *led, u8 sta)
1 [* P! s6 k3 O( |. |{2 D4 k0 D* ?/ n6 l
led->setsta(sta);2 q8 R1 U: [! c7 x. Y2 W
}
7 D( t ]. c6 P! s9 |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來說,就很友好了。操作所有LED,使用同一個(gè)接口,只需告訴接口哪個(gè)LED。大家想想,前面說的LCD硬件場(chǎng)景。4個(gè)LCD,如果不面向?qū)ο螅?strong>「顯示漢字的接口是不是要實(shí)現(xiàn)4個(gè)」?每個(gè)屏幕一個(gè)?
7 G# q+ W- i! {" A4 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。
6 A1 s. b- U6 o" |+ J) P A什么是設(shè)備?我認(rèn)為的設(shè)備就是「屬性」,就是「參數(shù)」,就是「驅(qū)動(dòng)程序要用到的數(shù)據(jù)和硬件接口信息」。那么驅(qū)動(dòng)就是「控制這些數(shù)據(jù)和接口的代碼過程」。
; N7 A9 q& m! ^( }通常來說,如果LCD的驅(qū)動(dòng)IC相同,就用相同的驅(qū)動(dòng)。有些不同的IC也可以用相同的,例如SSD1315跟STR7565,除了初始化,其他都可以用相同的驅(qū)動(dòng)。例如一個(gè)COG lcd:% i' b5 t8 ?/ h; k0 P" n
?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. Z4 \$ g6 S( l$ A' b0 I* i& [% K
?上面所有的信息綜合,就是一個(gè)設(shè)備。驅(qū)動(dòng)就是STR7565的驅(qū)動(dòng)代碼。
( T' |' F) a/ m為什么要驅(qū)動(dòng)跟設(shè)備分離,因?yàn)橐鉀Q下面問題:
) j$ X" f6 _/ P- \8 {3 A?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 L) M: W0 E+ E% e& g6 j?這個(gè)問題,「兩個(gè)設(shè)備用同一套程序控制」才是最好的解決辦法。驅(qū)動(dòng)與設(shè)備分離的手段:& l6 M N" {- T
?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。
" E4 z# G) y' T& i; [$ M?驅(qū)動(dòng)如何跟設(shè)備綁定呢?通過設(shè)備的驅(qū)動(dòng)IC型號(hào)。
8 t- C. L( Y; D4 ~* n( R# 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」。' P, L3 z, K. s* }/ P8 G. q
LCD到底是什么前面我們說了面向?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。問自己下面幾個(gè)問題:
+ v/ |* c& G6 \6 X4 K& i' kLCD能做什么?要LCD做什么?誰想要LCD做什么?剛剛接觸嵌入式的朋友可能不是很了解,可能會(huì)想不通。我們模擬一下LCD的功能操作數(shù)據(jù)流。APP想要在LCD上顯示 一個(gè)漢字。0 k; t8 O& R2 D$ _/ C
1、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。 ]9 ^) l) r3 e$ }7 Q; g; p
2、漢字從哪來?從點(diǎn)陣字庫(kù)來,所以在lcd_display_hz函數(shù)內(nèi)就要調(diào)用一個(gè)叫做find_font的函數(shù)獲取點(diǎn)陣。! u3 ^8 t7 A9 v
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。+ m" P/ p' }2 r
4、ILI9341_dis怎么將點(diǎn)陣顯示上去?調(diào)用一個(gè)8080_WRITE的接口。- d! t5 \- u8 y
好的,這個(gè)就是大概過程,我們從這個(gè)過程去抽象LCD功能接口。漢字跟LCD對(duì)象有關(guān)嗎?無關(guān)。在LCD眼里,無論漢字還是圖片,都是一個(gè)個(gè)點(diǎn)。那么前面問題的答案就是:
7 h. ?( Z* r( ^1 x7 x& `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:
& F) \* ]. r& `/*
- U) E( Z/ U. f& Z! Y" U0 C LCD驅(qū)動(dòng)定義) b& g# U3 }8 |5 j' U/ w* h
*/, ?& a4 [! L. S- R7 p& n* L
typedef struct
% d& v$ X3 y' Q; a$ [$ X{6 d$ ~ z* A0 i2 q' e! o1 L
u16 id;8 ]+ o2 }8 _$ w) P4 Z
s32 (*init)(DevLcd *lcd);
2 A+ A/ d: ]9 G; x$ a s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);8 [- g6 _8 A5 _ c3 E5 V1 C
s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
7 f1 B w% H" e+ V s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);5 z" `9 B0 x$ ?9 t9 H) }0 w& V
s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);1 b, `) V( H5 U. n
s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
, e8 H+ K* k& H; E0 B void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);) l1 x3 F8 x9 }
void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);: t s8 a0 h- b' P( c
}_lcd_drv;, e! w$ B4 a e
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)。
& k8 t; ?0 }) aid,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。
- U( h d/ @) w. l& [LCD驅(qū)動(dòng)框架我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的驅(qū)動(dòng)框架:
5 `- L) V! [6 E! s# L% k) _+ A/ m
設(shè)計(jì)思路:$ p- k; G) m$ [8 S) L- @/ V7 Y
1、中間顯示驅(qū)動(dòng)IC驅(qū)動(dòng)程序提供統(tǒng)一接口,接口形式如前面說的_lcd_drv結(jié)構(gòu)體。
& l9 ~9 |; X& b& Q2、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。
$ q3 o+ x5 s% d% J8 }' d( E# A3、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。
, L0 e# ~0 v) s$ @/ ]4、簡(jiǎn)易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。
2 p( _& p" F% x3 p( j# H8 j5、字體點(diǎn)陣模塊提供點(diǎn)陣獲取與處理接口。- f, a$ V# i8 K) k& g
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。
( J5 W7 f2 r2 e- ]; f代碼分析代碼分三層:
7 \! Q8 t' ^5 `1、GUI和LCD驅(qū)動(dòng)層 dev_lcd.c dev_lcd.h O" x, t- y& l! [, a2 U, z
2、顯示驅(qū)動(dòng)IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h
: @/ A7 p% s7 w1 }8 ]3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h# Y1 i- X" ^2 d0 ` h! q
GUI和LCD層這層主要有3個(gè)功能 :' N, v/ C& p3 E3 x7 F- @5 R
「1、設(shè)備管理」
: r: [9 H) m h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)。
' Z3 P* l& _! v. l& l5 W. U/* 各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/
4 U# @4 D5 |% l. p6 R_lcd_pra LCD_IIL9341 ={
5 m5 ~" o( @! B0 V# N .id = 0x9341,
1 Y) _) j6 }% T! Q .width = 240, //LCD 寬度5 n( m% h+ y5 v9 O
.height = 320, //LCD 高度
8 ]& n7 }5 d1 E) c; w8 M2 N};
+ R% u0 c4 i2 c$ W...; ]' a! s: F7 Y8 _0 ?- F% e
/*各種LCD列表*/. r" J$ n* M6 q
_lcd_pra *LcdPraList[5]=
3 P) j, P, H% f& S {
9 S- f7 N) `9 n3 C* d+ z &LCD_IIL9341, ( i/ n: [5 O5 ]
&LCD_IIL9325, J1 U% f' y7 t
&LCD_R61408,
/ D- ]$ N% Y9 S# ?0 }) N0 n1 o &LCD_Cog12864,. ^% P$ j, O. g. o
&LCD_Oled12864,
, l* b# x' ?& C2 ]) o% b' v };
5 h8 X% Q. I9 |9 i& f* U然后定義了所有驅(qū)動(dòng)list數(shù)組,數(shù)組內(nèi)容就是驅(qū)動(dòng),在對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)文件內(nèi)實(shí)現(xiàn)。- M9 Q! X0 H9 `0 B4 `3 z; Y7 l. t' c
/* 所有驅(qū)動(dòng)列表8 [- D, g# T* b$ X) I, |
驅(qū)動(dòng)列表*/0 {+ l# s- K3 Y6 f- ^3 s
_lcd_drv *LcdDrvList[] = {; B% h+ `7 r5 p/ B2 S' J) T
&TftLcdILI9341Drv,* T C+ Y, u8 b8 M8 Q4 N" {
&TftLcdILI9325Drv,
9 ~: f( f6 w$ B! B0 @) C2 Q &CogLcdST7565Drv,. O/ Y5 }4 _3 v. ]
&OledLcdSSD1615rv,8 t' o4 A) f. ^5 |/ `5 q
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。
; w, r1 @: q% n) V- ^! J/*設(shè)備樹定義*/
1 v1 o2 x' H5 ]% b5 r/ ]" z#define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個(gè)LCD設(shè)備, P% s8 }# G" |- ^; O3 y0 M, w2 R" h
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
3 j6 J2 R& G9 ?/ m: N$ D% o& p4 w2 E{
) |1 G1 F Z4 p. x! g8 j {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},, q# x6 K. w* O7 d; U
{"coglcd", LCD_BUS_SPI, 0X7565},. |* h% U- }3 h& @9 J5 L& R
{"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
# S* D0 { }( E};# D# O' k5 K% ^; y: y- O( i; w
「2 、接口封裝」
' Z: h N* A; {( a$ o H. o1 ]void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
$ a& Y3 Q4 m7 L0 Ys32 dev_lcd_init(void)& M9 ]6 b5 _# ?1 H
DevLcd *dev_lcd_open(char *name)9 S7 `0 W1 C: B% H
s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)* n. @! }9 A, t4 S6 c, w
s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
* C3 P% W- E" c' ]8 M- ps32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
; [, o+ v" x6 G! _2 K0 F' Ss32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
: r T, B' D; M8 p7 M: is32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
; f# C0 b$ U3 D7 ?/ P, t! is32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)3 m# @7 L6 r: r% i) ]" @
s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)1 }% `. M: W0 V" j. f
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。
0 Y2 w! {( n1 F* {8 d4 N; ?「3 、簡(jiǎn)易GUI層」# r+ r4 T6 x* V/ {2 j
目前最重要就是顯示字符函數(shù)。/ j |( i- _1 r6 c
s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)9 j ~7 H- o. H1 K! Q
其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測(cè)試,后續(xù)會(huì)完善。
: H7 B) f: D( v2 ?" J. e3 N, z驅(qū)動(dòng)IC層驅(qū)動(dòng)IC層分兩部分:
5 ^3 ~+ s- V2 Q* z' p「1 、封裝LCD接口」
* K- P# D: {, R( c- b# X4 P* _3 FLCD有使用8080總線的,有使用SPI總線的,有使用VSPI總線的。這些總線的函數(shù)由單獨(dú)文件實(shí)現(xiàn)。但是,除了這些通信信號(hào)外,LCD還會(huì)有復(fù)位信號(hào),命令數(shù)據(jù)線信號(hào),背光信號(hào)等。我們通過函數(shù)封裝,將這些信號(hào)跟通信接口一起封裝為「LCD通信總線」, 也就是buslcd。BUS_8080在dev_ILI9341.c文件中封裝。BUS_LCD1和BUS_lcd2在dev_str7565.c 中封裝。
8 `" }5 [ U) W* t9 P ?「2 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)」. Y+ H9 n, s- ^1 s( g3 I
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)。
; `! p# { c) ~_lcd_drv CogLcdST7565Drv = {
! ?' F* x- i; j .id = 0X7565,
/ U$ E+ @5 T5 z& N .init = drv_ST7565_init,
7 U; {' s. v, h4 s .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,+ B) l K- g. j r0 l
.color_fill = drv_ST7565_color_fill,, X# U% m2 g2 H, J7 j! S, n- _5 P6 I
.fill = drv_ST7565_fill,8 h- u1 e' B4 s a7 R) l$ J% N- K
.onoff = drv_ST7565_display_onoff,
% K/ B: E* H( x: |8 Z0 j .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
. m+ V5 I4 M7 a' T! _) w .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,9 e. k, Y% O& M7 V. @) q
.backlight = drv_ST7565_lcd_bl* K% u ?! y- N# }* @; {
};
; ?. A6 o U; M* a" X6 d \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。& S' ]' }) p# o
extern s32 mcu_spi_init(void);
. U6 f) ~& L# ^8 o" ^# A# kextern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
0 d9 ]% o$ W6 _$ g4 G1 c, Hextern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
& k( e+ }+ l0 S- Hextern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
" d0 B1 q- C+ t; Wextern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);1 |* V) ^8 J7 B" B* T$ v5 U r
至于SPI為什么這樣寫,會(huì)有一個(gè)單獨(dú)文件說明。
3 o/ z+ K: n! r9 a總體流程前面說的幾個(gè)模塊時(shí)如何聯(lián)系在一起的呢?請(qǐng)看下面結(jié)構(gòu)體:
2 U7 D1 Y; J p/* 初始化的時(shí)候會(huì)根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,
/ Z. S1 x9 {% @, T3 b T 并且匹配驅(qū)動(dòng)跟參數(shù),并初始化變量。 C9 N. x, O+ E! k
打開的時(shí)候只是獲取了一個(gè)指針 */
( ?" ]6 n3 J _" Q& {struct _strDevLcd- q4 G9 S7 n# u( Q' X
{# f5 ]% w* E$ o4 O
s32 gd;//句柄,控制是否可以打開4 B' l6 o9 k$ O4 }2 H
LcdObj *dev;# f0 W. c% O- }" _) d
/* LCD參數(shù),固定,不可變*/
; d5 y" M* b* r$ m# Q3 q; V _lcd_pra *pra;
- e' { m; k( a6 _* w% z; ^1 W /* LCD驅(qū)動(dòng) */) Y& X# Q! H$ f. n- F/ r( ~/ m
_lcd_drv *drv;+ ]$ i, x9 h% Y6 [% G. k7 a
/*驅(qū)動(dòng)需要的變量*/) c* H9 a1 J5 n
u8 dir; //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。& I* x6 K7 x( X7 @
u8 scandir;//掃描方向' R5 G, o2 K, w* z! A$ t
u16 width; //LCD 寬度8 H! F4 t' @- k
u16 height; //LCD 高度( J+ y$ l) Q2 |, j8 s0 d7 o! E
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
0 e6 r7 V) c4 z! Y: u& u" Q( J};- ~' I. A- f h( N
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。
+ H" ]) z, ]; b9 r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
; @4 v( m& B2 O" ~* ^{- R' ]8 R3 x W& N
char *name;//設(shè)備名字
" ]: V, C- l# T5 h: C LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上2 _0 F( d. o1 D
u16 id;7 P3 Y; ?* y; E; [: _6 _' T
}LcdObj; S$ R# z/ t7 l3 L+ I; R
成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct, z `. o* f$ I3 l0 o6 }
{9 b* Z& S* o) U/ _5 K
u16 id;( |6 D( |' f- t# K1 O
u16 width; //LCD 寬度 豎屏' S; p' w0 z; l @' e! i
u16 height; //LCD 高度 豎屏2 Z/ z* _+ a. u; q
}_lcd_pra;1 U0 p, U2 ]' K O- I2 ~- l/ s# J
成員drv指向驅(qū)動(dòng),所有操作通過drv實(shí)現(xiàn)。typedef struct
4 l3 r4 V- Y* C( x3 `{
! a# t+ c9 a/ X9 O& I6 B2 d u16 id;
' K7 a. v- j; }% q s32 (*init)(DevLcd *lcd);+ V% r) g/ U Q- j
s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
( Z. p( _6 P7 l7 t s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);6 t9 F& |. h; m4 D# y9 G6 N
s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);1 G/ _: t9 V% E7 l, P% b
s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);/ f. H z3 v' {" v" }! p0 r
s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);$ G, @0 S" v2 D' \8 O0 Y+ }# U; S) @
void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);( C' a" [3 O' { P
void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
. \5 t6 B( |- W7 z2 Z}_lcd_drv;
; \1 }5 N+ \ k成員dir、scandir、 width、 height是驅(qū)動(dòng)要使用的通用變量。因?yàn)槊總(gè)LCD都有一個(gè)結(jié)構(gòu)體,一套驅(qū)動(dòng)程序就能控制多個(gè)設(shè)備而互不干擾。成員pri是一個(gè)私有指針,某些驅(qū)動(dòng)可能需要有些比較特殊的變量,就全部用這個(gè)指針記錄,通常這個(gè)指針指向一個(gè)結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體由驅(qū)動(dòng)定義,并且在設(shè)備初始化時(shí)申請(qǐng)變量空間。目前主要用于COG LCD跟OLED LCD顯示緩存。整個(gè)LCD驅(qū)動(dòng),就通過這個(gè)結(jié)構(gòu)體組合在一起。
2 D! u) z( D& |* d, J& a/ G1、初始化,根據(jù)設(shè)備樹,找到驅(qū)動(dòng)跟參數(shù),然后初始化上面說的結(jié)構(gòu)體。
: `/ t; N M" i+ |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。
7 F# j# y$ E- \$ k P3、顯示字符,接口找到點(diǎn)陣后,通過上面結(jié)構(gòu)體的drv,調(diào)用對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。+ n/ `1 A* a- [9 Z
4、驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)體,決定操作哪個(gè)LCD總線,并且使用這個(gè)結(jié)構(gòu)體的變量。0 G0 @7 u" f+ b( ~+ K
用法和好處好處1請(qǐng)看測(cè)試程序, e: G' o2 j z! A6 y6 T& P5 r- q
void dev_lcd_test(void)' C F2 O( t/ U/ t$ O( ?9 w4 ]- u, x
{
( N$ \; U5 C$ `6 Y DevLcd *LcdCog;) n o9 U7 T. Y |% A/ l5 i, @
DevLcd *LcdOled;
. H9 E d7 B. n5 W: i% W3 _2 u/ r DevLcd *LcdTft;( X3 Q, D3 t3 N2 a" A
/* 打開三個(gè)設(shè)備 */
8 L5 T5 \" B1 X k LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
# f: }( Z v( U/ ~% [6 ^% d if(LcdCog==NULL)
2 M. X7 Q6 {+ j& h; d% r# z+ f uart_printf("open cog lcd err\r. `* t9 c4 ?. y1 \, N
");4 U* F# c9 |9 |9 G
LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");
4 a5 I, _' |# g6 n: | if(LcdOled==NULL)
! N7 A- y& ]4 q6 G! I, i1 F uart_printf("open oled lcd err\r
0 I' v+ B" K1 {" a/ }");
4 k# K' u* k% |" L ~. L5 @/ W" B LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");( F# L. \% C2 d- C) q
if(LcdTft==NULL)! C" j! M0 |( Y% Z1 _
uart_printf("open tft lcd err\r3 {! s/ z1 q0 S$ G
");
) h% {2 ]* Q+ b1 k /*打開背光*/
* d1 q6 M; y( t) i dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);, u: {/ f9 j, G
dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);! m4 ?. ]' C' j" i
dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
7 z; ^( G) {& E" Q# X5 H5 V2 w; ~ dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
# g- R/ E) N+ @/ b3 o) { dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);
6 t3 S+ ]0 F6 m dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);# V8 u5 q7 ~$ F2 Y c/ u6 U
dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
/ Y( `, A) P( q* V0 q9 H! c dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
1 g/ n8 c3 b1 Z* Y8 s$ F$ p0 B dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);( j/ {6 [' ?, ]; ~5 s
dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
' d; N5 H7 u$ K& w dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);/ J8 ^0 K) Y1 ^4 j; F# T: v
dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);
6 r" d% r' G' K* h8 \ dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED);
& W# l% Y# U! o* g dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);2 Q; k( o, [& p
dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);; y. F! g' B/ Y
while(1);
# l& {, y- X5 [8 L$ e# t}
& g4 C# P4 { Z9 k使用一個(gè)函數(shù)dev_lcd_open,可以打開3個(gè)LCD,獲取LCD設(shè)備。然后調(diào)用dev_lcd_put_string就可以在不同的LCD上顯示。其他所有的gui操作接口都只有一個(gè)。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)于APP層來說,就很友好。顯示效果:
% Z& `) C6 C% c: |* J
J( L$ g1 l1 t1 b( X% P! ?, l4 y好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹是這樣定義的
) l8 ?; ?1 ~+ ^0 R- mLcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=, p( V; k0 V$ H9 I8 S- A! q
{1 ?6 f+ I6 p3 K4 V' d3 p; e3 W9 Z5 C- B
{"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},) A; i% q: J* `: F
{"coglcd", LCD_BUS_SPI, 0X7565},; I: U, x2 s- N; ]
{"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
; h5 X4 H; n v: ~& j};
3 c/ I% i9 N3 Q U' U$ t# J/ J6 B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。8 d% e! ]- x; N7 i/ f/ _4 n+ O
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=% |+ r1 R \1 s3 A) q* j, c
{4 l' \' D j( _8 s( m( v
{"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},
3 X8 f5 l2 m0 X# U {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
8 u9 c7 M& j6 D4 Q};
5 G. J" m7 A) e9 g$ Y4 b) ^8 c字庫(kù)暫時(shí)不做細(xì)說,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。
* m P2 K- G% H3 V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。7 l! ]1 ~ J$ G) B
-END-
: C, V7 @+ m8 w往期推薦:點(diǎn)擊圖片即可跳轉(zhuǎn)閱讀1 [* F* G) P3 S" A- r
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淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開發(fā)
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; Z( `8 v: ~5 H5 ] , ]1 K V; |2 u" f9 V( R
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) ]: J0 c8 T6 v8 S$ @1 i
. I H5 @ [2 C/ c 在深圳搞嵌入式,從來沒讓人失望過!- s/ z4 n% K' C( ]' \
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, Y0 G8 P5 E: E* d6 F9 y
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2 R% Z% q* [( I: Y+ S 4 w( I" l U+ l& k) b- f# }9 a( q
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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?
* K' D* p* L0 `5 S+ E " h7 Q0 ?, D/ t3 a7 E ? ]
$ z. U, E% a* D! b; J; A- F2 w * H9 b$ v" k/ H! n4 K5 }
0 I- i( n- H- f
我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
6 ^1 |/ n. g9 _/ e% E; H關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀! |
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