实验九--裸机LCD

一。环境

　　系统：ubuntu12.04

　　开发板：jz2440

　　编译器：gcc

二。说明

有空补上

三。代码

Makefile:

 CC      = arm-linux-gcc
 LD      = arm-linux-ld
 AR      = arm-linux-ar
 OBJCOPY = arm-linux-objcopy
 OBJDUMP = arm-linux-objdump

 CFLAGS         := -Wall -O2

 export     CC LD AR OBJCOPY OBJDUMP CFLAGS

 objs := head.o init.o nand.o lcddrv.o framebuffer.o main.o

 lcd.bin: $(objs)
     ${LD} -Tlcd.lds -o lcd_elf $^
     ${OBJCOPY} -O binary -S lcd_elf $@
     ${OBJDUMP} -D -m arm lcd_elf > lcd.dis

 %.o:%.c
     ${CC} $(CFLAGS) -c -o $@ $<

 %.o:%.S
     ${CC} $(CFLAGS) -c -o $@ $<

 clean:
     rm -f lcd.bin lcd_elf lcd.dis *.o
     

head.S:

 @******************************************************************************
 @ File: head.S
 @ 功能: 设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行
 @******************************************************************************       

 .extern     main
 .text
 .global _start
 _start:
 @******************************************************************************
 @ 中断向量，本程序中，除Reset和HandleIRQ外，其它异常都没有使用
 @******************************************************************************
     b   Reset

 @ 0x04: 未定义指令中止模式的向量地址
 HandleUndef:
     b   HandleUndef 

 @ 0x08: 管理模式的向量地址，通过SWI指令进入此模式
 HandleSWI:
     b   HandleSWI

 @ 0x0c: 指令预取终止导致的异常的向量地址
 HandlePrefetchAbort:
     b   HandlePrefetchAbort

 @ 0x10: 数据访问终止导致的异常的向量地址
 HandleDataAbort:
     b   HandleDataAbort

 @ 0x14: 保留
 HandleNotUsed:
     b   HandleNotUsed

 @ 0x18: 中断模式的向量地址
 HandleIRQ:
     b   HandleIRQ

 @ 0x1c: 快中断模式的向量地址
 HandleFIQ:
     b   HandleFIQ

 Reset:
     ldr sp, =           @ 设置栈指针，以下都是C函数，调用前需要设好栈
     bl  disable_watch_dog   @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
     bl  clock_init          @ 设置MPLL，改变FCLK、HCLK、PCLK
     bl  memsetup            @ 设置存储控制器以使用SDRAM
     bl  nand_init           @ 初始化NAND Flash

                             @ 复制代码到SDRAM中
     ldr r0, =0x30000000     @ . 目标地址 = 0x30000000，这是SDRAM的起始地址
     mov r1, #           @ . 源地址   = ，运行地址在SDRAM中的代码保存在NAND Flash 4096地址开始处
     mov r2, #*        @ . 复制长度 = 16K，对于本实验，这是足够了
     bl  CopyCode2SDRAM      @ 调用C函数CopyCode2SDRAM

     bl  clean_bss           @ 清除bss段，未初始化或初值为0的全局/静态变量保存在bss段

     msr cpsr_c, #0xdf       @ 进入系统模式
     ldr sp, =0x34000000     @ 设置系统模式栈指针，

     ldr lr, =halt_loop      @ 设置返回地址
     ldr pc, =main           @ 调用main函数
 halt_loop:
     b   halt_loop

上面的sdram，时钟,nand flash等同前面的，不贴出来了

现在与lcd有关的函数：

main.c:

 #include "lcddrv.h"
 #include "framebuffer.h"
 #include "s3c24xx.h"

 void delay()

 {

 unsigned long cnt;

 for(cnt=;cnt<;cnt++);

 }

 int main()
 {
     Lcd_Port_Init();                     // 设置LCD引脚
     Tft_Lcd_Init(); // 初始化LCD控制器
     Lcd_PowerEnable(, );               // 设置LCD_PWREN有效，它用于打开LCD的电源
     Lcd_EnvidOnOff();                   // 使能LCD控制器输出信号

     ClearScr(0x0);  // 清屏，黑色
     while ()
     {           

         Mire();
     delay();
         //Lcd_EnvidOnOff(0);

     }

     return ;
 }

由main函数可以看出，本程序只是驱动lcd来画同心圆，参考代码是韦东山先生的，此处作了较大的删改：

framebuffer.c:

 /*
  * FILE: framebuffer.c
  * 实现在framebuffer上画点、画线、画同心圆、清屏的函数
  */

 #include "framebuffer.h"

 extern unsigned int fb_base_addr;
 extern unsigned int bpp;
 extern unsigned int xsize;
 extern unsigned int ysize;

 /*
  * 画点
  * 输入参数：
  *     x、y : 象素坐标
  *     color: 颜色值
  *         对于16BPP: color的格式为0xAARRGGBB (AA = 透明度),
  *     需要转换为5:6:5格式
  *         对于8BPP: color为调色板中的索引值，
  *     其颜色取决于调色板中的数值
  */
 void PutPixel(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int color)
 {
     unsigned char red,green,blue;

     switch (bpp){
         case :
         {
             unsigned short *addr = (unsigned short *)fb_base_addr + (y * xsize + x);
             red   = (color >> ) & 0x1f;
             green = (color >> ) & 0x3f;
             blue  = (color >>  ) & 0x1f;
             color = (red << ) | (green << ) | blue; // 格式5:6:5
             *addr = (unsigned short) color;
             break;
         }

         default:
             break;
     }
 }

 /*
  * 绘制同心圆
  */
 void Mire(void)
 {
     unsigned int x,y;
     unsigned int color;
     unsigned char red,green,blue,alpha;

     for (y = ; y < ysize; y++)
         for (x = ; x < xsize; x++){
             color = ((x-xsize/)*(x-xsize/) + (y-ysize/)*(y-ysize/))/;
             red   = (color/) % ;
             green = (color/) % ;
             blue  = (color/) % ;
             alpha = (color*) % ;

             color |= ((unsigned int)alpha << );
             color |= ((unsigned int)red   << );
             color |= ((unsigned int)green <<  );
             color |= ((unsigned int)blue       );

             PutPixel(x,y,color);
         }
 }

 /*
  * 将屏幕清成单色
  * 输入参数：
  *     color: 颜色值
  *         对于16BPP: color的格式为0xAARRGGBB (AA = 透明度),
  *     需要转换为5:6:5格式
  *         对于8BPP: color为调色板中的索引值，
  *     其颜色取决于调色板中的数值
  */
 void ClearScr(unsigned int color)
 {
     unsigned int x,y;

     for (y = ; y < ysize; y++)
         for (x = ; x < xsize; x++)
             PutPixel(x, y, color);
 }

lcddrv.c:

 /*
  * FILE: lcddrv.c
  * 提供操作LCD控制器、调色板等的底层函数
  */

 #include "s3c24xx.h"
 #include "lcddrv.h"

 #define GPB0_tout0  (2<<(0*2))
 #define GPB0_out    (1<<(0*2))
 #define GPB1_out    (1<<(1*2))

 #define GPB0_MSK    (3<<(0*2))
 #define GPB1_MSK    (3<<(1*2))

 unsigned int fb_base_addr;
 unsigned int bpp;
 unsigned int xsize;
 unsigned int ysize;

 /*
  * 初始化用于LCD的引脚
  */
 void Lcd_Port_Init(void)
 {
     GPCUP   = 0xffffffff;   // 禁止内部上拉
     GPCCON  = 0xaaaaaaaa;   // GPIO管脚用于VD[7:0],LCDVF[2:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK,LEND
     GPDUP   = 0xffffffff;   // 禁止内部上拉
     GPDCON  = 0xaaaaaaaa;   // GPIO管脚用于VD[23:8]
       GPBCON &= ~(GPB0_MSK);  // Power enable pin
     GPBCON |= GPB0_out;
     GPBDAT &= ~(<<);            // Power off

 }

 /*
  * 初始化LCD控制器
  * 输入参数：
  * type: 显示模式
  *      MODE_TFT_8BIT_240320  : 240*320 8bpp的TFT LCD
  *      MODE_TFT_16BIT_240320 : 240*320 16bpp的TFT LCD
  *      MODE_TFT_8BIT_640480  : 640*480 8bpp的TFT LCD
  *      MODE_TFT_16BIT_640480 : 640*480 16bpp的TFT LCD
  */
 void Tft_Lcd_Init()
 {

         /*
          * 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5
          * 1. LCDCON1:
          *    设置VCLK的频率：VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]
          *    选择LCD类型: TFT LCD
          *    设置显示模式: 16BPP
          *    先禁止LCD信号输出
          * 2. LCDCON2/3/4:
          *    设置控制信号的时间参数
          *    设置分辨率，即行数及列数
          * 现在，可以根据公式计算出显示器的频率：
          * 当HCLK=100MHz时，
          * Frame Rate = 1/[{(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LIINEVAL+1)+(VFPD+1)}x
          *              {(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)}x
          *              {2x(CLKVAL+1)/(HCLK)}]
          *            = 60Hz
          * 3. LCDCON5:
          *    设置显示模式为16BPP时的数据格式: 5:6:5
          *    设置HSYNC、VSYNC脉冲的极性(这需要参考具体LCD的接口信号): 反转
          *    半字(2字节)交换使能
          */
         LCDCON1 = (<<) | (LCDTYPE_TFT<<) | \
                   (BPPMODE_16BPP<<) | (ENVID_DISABLE<<);
         LCDCON2 = (<<) | (<<) | \
                   (<<) | ();
         LCDCON3 = (<<) | (<<) | ();
         LCDCON4 = ;
         LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<) | (HSYNC_INV<<) | (VSYNC_INV<<) | \
                   (HWSWP<<);

         /*
          * 设置LCD控制器的地址寄存器LCDSADDR1~3
          * 帧内存与视口(view point)完全吻合，
          * 图像数据格式如下：
          *         |----PAGEWIDTH----|
          *    y/x  0   1   2       239
          *     0   rgb rgb rgb ... rgb
          *     1   rgb rgb rgb ... rgb
          * 1. LCDSADDR1:
          *    设置LCDBANK、LCDBASEU
          * 2. LCDSADDR2:
          *    设置LCDBASEL: 帧缓冲区的结束地址A[21:1]
          * 3. LCDSADDR3:
          *    OFFSIZE等于0，PAGEWIDTH等于(240*2/2)
          */
         LCDSADDR1 = ((LCDFRAMEBUFFER>>)<<) | LOWER21BITS(LCDFRAMEBUFFER>>);
         LCDSADDR2 = LOWER21BITS((LCDFRAMEBUFFER+ \
                     ()*()*)>>);
         LCDSADDR3 = (<<) | (*/);

         /* 禁止临时调色板寄存器 */
         TPAL = ;

         fb_base_addr = LCDFRAMEBUFFER;
         bpp = ;
         xsize = ;
         ysize = ;

 }

 /*
  * 设置是否输出LCD电源开关信号LCD_PWREN
  * 输入参数：
  *     invpwren: 0 - LCD_PWREN有效时为正常极性
  *               1 - LCD_PWREN有效时为反转极性
  *     pwren:    0 - LCD_PWREN输出有效
  *               1 - LCD_PWREN输出无效
  */
 void Lcd_PowerEnable(int invpwren, int pwren)
 {
     GPGCON = (GPGCON & (~(<<))) | (<<);   // GPG4用作LCD_PWREN
     GPGUP  = (GPGUP & (~(<<))) | (<<);    // 禁止内部上拉    

     LCDCON5 = (LCDCON5 & (~(<<))) | (invpwren<<);  // 设置LCD_PWREN的极性: 正常/反转
     LCDCON5 = (LCDCON5 & (~(<<))) | (pwren<<);     // 设置是否输出LCD_PWREN
 }    

 /*
  * 设置LCD控制器是否输出信号
  * 输入参数：
  * onoff:
  *      0 : 关闭
  *      1 : 打开
  */
 void Lcd_EnvidOnOff(int onoff)
 {
     if (onoff == )
     {
         LCDCON1 |= ;         // ENVID ON
         GPBDAT |= (<<);            // Power on
     }
     else
     {
         LCDCON1 &= 0x3fffe;  // ENVID Off
         GPBDAT &= ~(<<);     // Power off
     }
 }    

现在贴出重要的头文件做为理解用：

lcddrv.h:

 /*
  * FILE: lcddrv.h
  * 操作LCD控制器、调色板等的底层函数接口
  */

 #ifndef __LCDDRV_H__
 #define __LCDDRV_H__

 #define LOWER21BITS(n)  ((n) & 0x1fffff)

 #define BPPMODE_16BPP   0xC

 #define LCDTYPE_TFT     0x3

 #define ENVID_DISABLE   0
 #define ENVID_ENABLE    1

 #define FORMAT8BPP_5551 0
 #define FORMAT8BPP_565  1

 #define HSYNC_NORM      0
 #define HSYNC_INV       1

 #define VSYNC_NORM      0
 #define VSYNC_INV       1

 #define VDEN_NORM        0
 #define VDEN_INV        1

 #define BSWP            1
 #define HWSWP           1

 #define LCDFRAMEBUFFER 0x30400000

 /*
  * 初始化用于LCD的引脚
  */
 void Lcd_Port_Init(void);

 /*
  * 初始化LCD控制器
  * 输入参数：
  * type: 显示模式
  *      MODE_TFT_8BIT_640480  : 640*640 8bpp的TFT LCD
  *      MODE_TFT_16BIT_640480 : 640*640 16bpp的TFT LCD
  */
 void Tft_Lcd_Init();

 void Lcd_EnvidOnOff(int onoff);

 /*
  * 设置是否输出LCD电源开关信号LCD_PWREN
  * 输入参数：
  *     invpwren: 0 - LCD_PWREN有效时为正常极性
  *               1 - LCD_PWREN有效时为反转极性
  *     pwren:    0 - LCD_PWREN输出有效
  *               1 - LCD_PWREN输出无效
  */
 void Lcd_PowerEnable(int invpwren, int pwren);

 #endif /*__LCDDRV_H__*/

自然不难看出，仍然有不少冗余项，这里先不做深究。

上面代码经过烧写验证，没有问题。

代码删减了串口，中断，以及print函数的硬件重定向等内容，以便更直观理解lcd驱动。

关于代码中重要函数，有时间补上。