裸机——LCD

1.先了解显示器们

CRT显示器

　　原理，使用电子轰击荧光粉实现显示。

　　特点，主动发光，颜色绚丽，但是大。

等离子显示器（PDP）

　　原理，在显示屏上排列上千个密封的小低压气体室，通过电流激发使其发出肉眼看不见的紫外光，然后紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝3色荧光体发出肉眼能看到的可见光，以此成像。

　　特点，主动发光，颜色绚丽，可以做很薄，但是耗电。

液晶屏（LCD）

　　原理，分两部分，一个背光光源，一个液晶盒，使用电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。

　　特点，被动发光，颜色不够亮，可以做很薄。

OLED

　　原理，为有机发光二极管。

　　特点，主动发光，颜色绚丽，可以做很薄很轻，柔性屏。

2. 大致了解下LCD的相关模块

　　显存，就是DDR上一部分用来专门存放图像信息。

　　LCD控制器，负责与LCD驱动器进行时序通信。

　　LCD驱动器，完成图像数字信号转换模拟信号，并输出给LCD面板

　　LCD面板，按照LCD驱动器给的模拟信号，通过电磁改变液晶分子的运动，从而改变偏振光，从而改变显示的颜色。

　　

　　由于上面的整个流程都是硬件实现，所以操作LCD就只需要操作显存。

　　

1. 对于LCD从两个层次来学习

　　（1）计算机中图像的表示方法和对LCD数据传输接口

　　（2）LCD时序通信和控制器设置，显存设置

2.1. 计算机中图像的表示方法

　　显示器的基本显像单位是像素，每个像素点只能显示一种颜色，而计算机使用二进制位指示该像素点的显示。

　　按照使用二进制位的数量，分为 1，8，16，32位色

　　1位色：只有亮和灭两种。

　　8位色：比如黑白影片就是8位色表示

　　16位  ：彩色

　　32位：真彩色，人眼镜能分辨的颜色有限，32位就可以囊括大部分人能识别的颜色。

计算机中颜色的具体表示可以百度查表：

　　https://baike.baidu.com/item/%E5%8D%81%E5%85%AD%E8%BF%9B%E5%88%B6%E9%A2%9C%E8%89%B2%E7%A0%81/10894232?fr=aladdin　　

2.3. LCD数据传输接口

　　LCD数据传输的方式依照使用的传输接口不同而不同。

　　我这里是 RGB接口，如下

　　24位数据线，说明支持并行传输

　　HSYNC、VSYNC、VDEN、VCLK： 为时序信号线。

　　

3.1 LCD的时序和控制器

　　首先需要知道LCD驱动器是如何将像素点设置颜色的。

　　LCD驱动器，按照从上到下，从左至右的顺序进行扫描，将像素点颜色设置。

　在每次进行扫描时，需要一段等待时间

　　扫描一行时，当开始需要等待 HSPW 时间

　　　　　　　　然后再 等待 HBPD 时间

　　　　　　　　扫描一行使用 HOZVAL

　　　　　　　　完成后，还需要等待 HFPD 时间，

　　　　　　　　其中 HOVZAL 与 一行的像素点个数有关

　　　　　　　　HSPW HBPD HFPD 与LCD设备本身相关。

扫描一列，也有上面的时序要求

　　

　　

　　具体如下：

　　这些时序信息，只需要写入LCD控制器，LCD控制器就会按照时序信息与LCD驱动器通信。

3.2 显存

　　显存本质就是内存，被设置用来专门存放图片信息，也就是像素点信息。

　　对于显存有几个重要属性

　　（1）显存的基地址

　　（2）该显存存储像素点的表示方式

　　（3）多窗口

　　（4）虚拟显示

对于多窗口，

　　每个窗口对应自己的显存，

　　通过调整窗口之间的关系，在一个物理屏幕上显示。

　　多窗口的好处是，多物理屏幕上一块空间的刷新，可以只重绘一个窗口，不需要重绘所有像素点。

虚拟显示

　　对于一个窗口中存放的图片，可以指定部分显示。

4.代码

#include "main.h"

#define GPF0CON            (*(volatile unsigned long *)0xE0200120)
#define GPF1CON            (*(volatile unsigned long *)0xE0200140)
#define GPF2CON            (*(volatile unsigned long *)0xE0200160)
#define GPF3CON            (*(volatile unsigned long *)0xE0200180)

#define GPD0CON            (*(volatile unsigned long *)0xE02000A0)
#define GPD0DAT            (*(volatile unsigned long *)0xE02000A4)

#define CLK_SRC1        (*(volatile unsigned long *)0xe0100204)
#define CLK_DIV1        (*(volatile unsigned long *)0xe0100304)
#define DISPLAY_CONTROL    (*(volatile unsigned long *)0xe0107008)

#define VIDCON0            (*(volatile unsigned long *)0xF8000000)
#define VIDCON1            (*(volatile unsigned long *)0xF8000004)
#define VIDTCON2        (*(volatile unsigned long *)0xF8000018)
#define WINCON0         (*(volatile unsigned long *)0xF8000020)
#define WINCON2         (*(volatile unsigned long *)0xF8000028)
#define SHADOWCON         (*(volatile unsigned long *)0xF8000034)
#define VIDOSD0A         (*(volatile unsigned long *)0xF8000040)
#define VIDOSD0B         (*(volatile unsigned long *)0xF8000044)
#define VIDOSD0C         (*(volatile unsigned long *)0xF8000048)

#define VIDW00ADD0B0     (*(volatile unsigned long *)0xF80000A0)
#define VIDW00ADD1B0     (*(volatile unsigned long *)0xF80000D0)

#define VIDTCON0         (*(volatile unsigned long *)0xF8000010)
#define VIDTCON1         (*(volatile unsigned long *)0xF8000014)

#define HSPW             (40)                // 1~40 DCLK

#define HFPD             (240 - 1)            // 16 210 354
#define VSPW            (20)                // 1~20 DCLK

#define VFPD             (30 - 1)            // 7 22 147

// FB地址
#define FB_ADDR            (0x23000000)
#define ROW                (480)
#define COL                (800)
#define HOZVAL            (COL-1)
#define LINEVAL            (ROW-1)

#define XSIZE            COL
#define YSIZE            ROW

// 初始化LCD
void lcd_init(void)
{
    // 配置引脚用于LCD功能
    GPF0CON = 0x22222222;
    GPF1CON = 0x22222222;
    GPF2CON = 0x22222222;
    GPF3CON = 0x22222222;

    // 打开背光    GPD0_0（PWMTOUT0）
    GPD0CON &= ~();
    GPD0CON |= (<<);            // output mode
    GPD0DAT &= ~(<<);            // output 0 to enable backlight

    // 10: RGB=FIMD I80=FIMD ITU=FIMD
    DISPLAY_CONTROL = <<;

    // bit[26~28]:使用RGB接口
    // bit[18]:RGB 并行
    // bit[2]:选择时钟源为HCLK_DSYS=166MHz
    VIDCON0 &= ~( (<<)|(<<)|(<<) );

    // bit[1]:使能lcd控制器
    // bit[0]:当前帧结束后使能lcd控制器
    VIDCON0 |= ( (<<)|(<<) );

    // bit[6]:选择需要分频
    // bit[6~13]:分频系数为5，即VCLK = 166M/(4+1) = 33M，设置实际工作频率为33M，是由于我的LCD驱动器最大工作频率为44M
    VIDCON0 |= << | <<;

    // H43-HSD043I9W1.pdf(p13) 时序图：VSYNC和HSYNC都是低脉冲
    // s5pv210芯片手册(p1207) 时序图：VSYNC和HSYNC都是高脉冲有效，所以需要反转
    VIDCON1 |= << | <<;

    // 设置时序，可以在LCD的手册中找到
    VIDTCON0 = VBPD<< | VFPD<< | VSPW<<;
    VIDTCON1 = HBPD<< | HFPD<< | HSPW<<;
    // 设置长宽(物理屏幕)
    VIDTCON2 = (LINEVAL << ) | (HOZVAL << );

    // 设置window0
    // bit[0]:使能
    // bit[2~5]:24bpp（RGB888）
    WINCON0 |= <<;
    WINCON0 &= ~();
    WINCON0 |= () | (<<);

#define LeftTopX     0
#define LeftTopY     0
#define RightBotX   799
#define RightBotY   479

    // 设置window0的上下左右
    // 设置的是显存空间的大小
    VIDOSD0A = (LeftTopX<<) | (LeftTopY << );
    VIDOSD0B = (RightBotX<<) | (RightBotY << );
    VIDOSD0C = (LINEVAL + ) * (HOZVAL + );

    // 设置显存基地址和大小
    VIDW00ADD0B0 = FB_ADDR;
    VIDW00ADD1B0 = (((HOZVAL + )* + ) * (LINEVAL + )) & (0xffffff);

    // 使能channel 0传输数据
    SHADOWCON = 0x1;
}