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一个清晰的LCD驱动编写思路(附代码分析)

2021-10-25 16:39| 发布者: 好人| 查看: 347| 评论: 0

摘要: 网络上配套STM32开发板有很多LCD例程,主要是TFT LCD跟OLED的。从这些例程,大家都能学会如何点亮一个LCD。但这代码都有下面问题:分层不清晰,通俗讲就是模块化太差。接口乱。只要接口不乱,分层就会好很多了。可移 ...
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GUI和LCD层

这层主要有3个功能 :

「1、设备管理」

首先定义了一堆LCD参数结构体,结构体包含ID,像素。并且把这些结构体组合到一个list数组内。

/*  各种LCD的规格参数*/
_lcd_pra LCD_IIL9341 ={
        .id   = 0x9341,
        .width = 240,   //LCD 宽度
        .height = 320,  //LCD 高度
};
...
/*各种LCD列表*/
_lcd_pra *LcdPraList[5]=
            {
                &LCD_IIL9341,       
                &LCD_IIL9325,
                &LCD_R61408,
                &LCD_Cog12864,
                &LCD_Oled12864,
            };

然后定义了所有驱动list数组,数组内容就是驱动,在对应的驱动文件内实现。

/*  所有驱动列表
    驱动列表*/

_lcd_drv *LcdDrvList[] = {
                    &TftLcdILI9341Drv,
                    &TftLcdILI9325Drv,
                    &CogLcdST7565Drv,
                    &OledLcdSSD1615rv,

定义了设备树,即是定义了系统有多少个LCD,接在哪个接口,什么驱动IC。如果是一个完整系统,可以做成一个类似LINUX的设备树。

/*设备树定义*/
#define DEV_LCD_C 3//系统存在3个LCD设备
LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
{
    {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
};

「2 、接口封装」

void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
s32 dev_lcd_init(void)
DevLcd *dev_lcd_open(char *name)
s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
s32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
s32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)
s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)

大部分接口都是对驱动IC接口的二次封装。有区别的是初始化和打开接口。初始化,就是根据前面定义的设备树,寻找对应驱动,找到对应设备参数,并完成设备初始化。打开函数,根据传入的设备名称,查找设备,找到后返回设备句柄,后续的操作全部需要这个设备句柄。

「3 、简易GUI层」

目前最重要就是显示字符函数。

s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)

其他划线画圆的函数目前只是测试,后续会完善。

驱动IC层

驱动IC层分两部分:

「1 、封装LCD接口」

LCD有使用8080总线的,有使用SPI总线的,有使用VSPI总线的。这些总线的函数由单独文件实现。但是,除了这些通信信号外,LCD还会有复位信号,命令数据线信号,背光信号等。我们通过函数封装,将这些信号跟通信接口一起封装为「LCD通信总线」, 也就是buslcd。BUS_8080在dev_ILI9341.c文件中封装。BUS_LCD1和BUS_lcd2在dev_str7565.c 中封装。

「2 驱动实现」

实现_lcd_drv驱动结构体。每个驱动都实现一个,某些驱动可以共用函数。

_lcd_drv CogLcdST7565Drv = {
                            .id = 0X7565,

                            .init = drv_ST7565_init,
                            .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,
                            .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
                            .fill = drv_ST7565_fill,
                            .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
                            .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,
                            .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
                            .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
                            };

接口层

8080层比较简单,用的是官方接口。SPI接口提供下面操作函数,可以操作SPI,也可以操作VSPI。

extern s32 mcu_spi_init(void);
extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);

至于SPI为什么这样写,会有一个单独文件说明。

总体流程

前面说的几个模块时如何联系在一起的呢?请看下面结构体:

/*  初始化的时候会根据设备数定义,
    并且匹配驱动跟参数,并初始化变量。
    打开的时候只是获取了一个指针 */

struct _strDevLcd
{

    s32 gd;//句柄,控制是否可以打开

    LcdObj   *dev;
    /* LCD参数,固定,不可变*/
    _lcd_pra *pra;

    /* LCD驱动 */
    _lcd_drv *drv;

    /*驱动需要的变量*/
    u8  dir;    //横屏还是竖屏控制:0,竖屏;1,横屏。
    u8  scandir;//扫描方向
    u16 width;  //LCD 宽度
    u16 height; //LCD 高度

    void *pri;//私有数据,黑白屏跟OLED屏在初始化的时候会开辟显存
};

每一个设备都会有一个这样的结构体,这个结构体在初始化LCD时初始化。

  • 成员dev指向设备树,从这个成员可以知道设备名称,挂在哪个LCD总线,设备ID。
typedef struct
{

    char *name;//设备名字
    LcdBusType bus;//挂在那条LCD总线上
    u16 id;
}LcdObj;
  • 成员pra指向LCD参数,可以知道LCD的规格。
typedef struct
{

    u16 id;
    u16 width;  //LCD 宽度  竖屏
    u16 height; //LCD 高度    竖屏
}_lcd_pra;
  • 成员drv指向驱动,所有操作通过drv实现。
typedef struct  
{

    u16 id;

    s32 (*init)(DevLcd *lcd);

    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);

    s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);

    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
}_lcd_drv;
  • 成员dir、scandir、 width、 height是驱动要使用的通用变量。因为每个LCD都有一个结构体,一套驱动程序就能控制多个设备而互不干扰。
  • 成员pri是一个私有指针,某些驱动可能需要有些比较特殊的变量,就全部用这个指针记录,通常这个指针指向一个结构体,结构体由驱动定义,并且在设备初始化时申请变量空间。目前主要用于COG LCD跟OLED LCD显示缓存。

整个LCD驱动,就通过这个结构体组合在一起。

1、初始化,根据设备树,找到驱动跟参数,然后初始化上面说的结构体。

2、要使用LCD前,调用dev_lcd_open函数。打开成功就返回一个上面的结构体指针。

3、显示字符,接口找到点阵后,通过上面结构体的drv,调用对应的驱动程序。

4、驱动程序根据这个结构体,决定操作哪个LCD总线,并且使用这个结构体的变量。

用法和好处

  • 好处1

12

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