ARM9(S3C2440) LCD

LCD是liquid crystal display 的简称，液晶显示器按驱动方式分为静态驱动，简单矩阵驱动以及主动矩阵驱动。

简单矩阵驱动分为扭转向列型(TN)和超扭转向列型（STN）两种。

主动矩阵驱动则以TFT为主。

 （1）、 TN型驱动液晶，是LCD中最基本的，其他LCD都以TN型改进。他只能将入射光旋转90度，视角只有30度，色彩单一，对比度低，用于电子表和电子计算机。

（2）、 STN型驱动液晶。可将入射光旋转180度至270度，也改善了视角，通过塔配色滤光片，将单色矩阵的任意像素分成3个子像素，红绿蓝。

（3）、1,2都采用场电压驱动方式，如果现实尺寸加大，中心部分对电极变化的反应时间就会变长，显示器的速度跟不上，为了解决这个问题，主动矩阵驱动TFT

          被提出，他通过晶体管显示信号开启或者关闭液晶分子电压，从而避免了显示器对电场效应的依靠。

 

                     LCD颜色显示

        显示器上的每个像素的颜色都有3部分组成：

         红绿蓝。他们被称为三原色。

         这三者的混合几乎可以产生出任何我们能识别的颜色。比如根据颜色的浓烈程度将三原色都分为256个级别（0~255），混合255级的红色，255级的绿色，255级的蓝色，可以产生出白色。

                                        LCD系统结构

 

 

 

                  S3C2440LCD控制器

 

 

                             LCD控制器

 

 

（1）、REGBANK有17个可编程寄存器组成，用来配置LCD控制器的各项参数。

（2）、LCDCDMA是专用DMA通道，自动从帧缓冲中传输视频数据到LCD控制器，利用DMA，视频数据可不经过CPU干扰就显示在屏幕上。

（3）、VIDPRCS接受从LCDCDMA来的视频数据并在将其改变到适合数据格式后经VD[23：0]将之送到LCD驱动器。

（4）、TIMEGEN产生LCD屏所需要的VFRAME,VLINE,VCLK,VM等控制信号。

 

                                          时序图

 

（1）、VSYNV:帧同步信号

                每发出一个脉冲，表示新的一屏图像数据开始传送。

（2）、HSYNC:行同步信号

               每发出一个脉冲，表示新的一行图像数据开始传输。

（3）、VCLK:像素时钟信号

             每发出一个脉冲，表示新的一个点图像数据开始传送。

（4）、LEND:行结束信号

 （５）、ＶＢＰＤ：表示在一帧图像开始时，帧同步信号以后的无效的行数，对应驱动中的ｕｐｐｅｒ＿ｍａｒｇｉｎ；

（６）、ＶＦＢＤ：表示在一帧图像结束后，帧同步信号以前的无效的行数，对应驱动中的ｌｏｗｅｒ＿ｍａｒｇｉｎ；

（７）、ＶＳＰＷ：表示垂直同步脉冲的宽度，用行数计算，对应驱动中的ｖｓｙｎｃ＿ｌｅｎ；

（８）、ＨＢＰＤ：表示从水平同步信号开始到一行的有效数据开始之间的ＶＣＬＫ的个数，对应驱动中的ｌｅｆｔ＿ｍａｒｇｉｎ

（９）、ＨＦＰＤ：表示一行的有效数据结束到下一个水平同步信号开始逐渐的ＶＣＬＫ的个数，对应驱动中的ｒｉｇｈｔ＿ｍａｒｇｉｎ

（１０）、ＨＳＰＷ：表示水平同步信号的宽度，用ＶＣＬＫ计算，对应驱动中的ｈｓｙｎｃ＿ｌｅｎ

（１１）、通过ＶＭ信号改变控制像素点的显示或者熄灭

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　驱动程序流程

 

 

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 初始化流程

 

 

　　 　 　 　 　 　 　 　 　 端口初始化

 

　 显示模式－ＬＣＤＣＯＮ１

 

 

 

　 　 　 　 　 　 　帧缓冲初始化

　 

 

 

代码：

 

#define GLOBAL_CLK  1
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "def.h"
#include "option.h"
#include "2440addr.h"
#include "2440lib.h"
#include "2440slib.h"
#include "mmu.h"
#include "profile.h"
#include "memtest.h"

 

#define LCD_N35 //NEC 256K色240*320/3.5英寸TFT真彩液晶屏,每一条水平线上包含240个像素点，共有320条这样的线

#if defined(LCD_N35)

#define LCD_WIDTH 240
#define LCD_HEIGHT 320
#define LCD_PIXCLOCK 4

#define LCD_RIGHT_MARGIN 39
#define LCD_LEFT_MARGIN 16
#define LCD_HSYNC_LEN 5

#define LCD_UPPER_MARGIN 1
#define LCD_LOWER_MARGIN 5
#define LCD_VSYNC_LEN 1

#endif

void TFT_LCD_Test(void);

#define LCD_XSIZE  LCD_WIDTH
#define LCD_YSIZE  LCD_HEIGHT
#define SCR_XSIZE  LCD_WIDTH
#define SCR_YSIZE  LCD_HEIGHT

volatile static unsigned short LCD_BUFFER[SCR_YSIZE][SCR_XSIZE];  //定义320行，240列的数组，用于存放显示数据

　 　 　 　 　 　 　 ／／３２０＊２４０＊２为帧缓冲大小，３２０×２４０等于点，每个点是２个字节

extern unsigned char sunflower_240x320[];

#define M5D(n) ((n)&0x1fffff)
#define LCD_ADDR ((U32)LCD_BUFFER)

#define ADC_FREQ 2500000

volatile U32 preScaler;

static void cal_cpu_bus_clk(void);
void Set_Clk(void);

/*演示函数*/
void delay(int times)
{
    int i,j;
    for(i=0;i<times;i++)
       for(j=0;j<400;j++);
}

/*在屏幕上画图*/
static void Pait_Bmp(int x0,int y0,int h,int l,const unsigned char *bmp)
{
    int x,y;
    U32 c;
    int p = 0;
 
    for( y = 0 ; y < l ; y++ )
    {
     for( x = 0 ; x < h ; x++ )
     {
         c = bmp[p+1] | (bmp[p]<<8) ;

     if ( ( (x0+x) < SCR_XSIZE) && ( (y0+y) < SCR_YSIZE) )
         LCD_BUFFER[y0+y][x0+x] = c ;

         p = p + 2 ;　 　 　 ／／一个点为两个字节
     }　 
    }
}

/*填充全屏为某一颜色*/
static void Lcd_ClearScr( U16 c)
{
    unsigned int x,y ;
  
    for( y = 0 ; y < SCR_YSIZE ; y++ )
    {
     for( x = 0 ; x < SCR_XSIZE ; x++ )
     {
  LCD_BUFFER[y][x] = c ;　 ／／填入数组，就自动在屏幕上显示了

}　 
    }
}

/*LCD开关*/
static void Lcd_EnvidOnOff(int onoff)
{
    if(onoff==1)
 rLCDCON1|=1; 　　 　 　 　 　 　 // ENVID=ON
    else
 rLCDCON1 =rLCDCON1 & 0x3fffe;　 // ENVID Off
}

　 
/*端口初始化*/
static void Lcd_Port_Init( void )
{
    rGPCUP=0xffffffff; // Disable Pull-up register
    rGPCCON=0xaaaa02a8; //Initialize VD[7:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK

    rGPDUP=0xffffffff; // Disable Pull-up register
    rGPDCON=0xaaaaaaaa; //Initialize VD[15:8]
}

/*LCD初始化*/
static void LCD_Init(void)
{
 Lcd_Port_Init();

 /*显示模式初始化*/
 /*bit[17:8](4:CLKVAL);bit[6:5](11:TFT LCD panel);bit[4:1](1100:16 bpp for TFT)*/
 rLCDCON1 = (LCD_PIXCLOCK << 8) | (3 <<  5) | (12 << 1);
 
 /*bit[31:24](1:VBPD);bit[23:14](320-1:行数);bit[13:6](5:VFPD);bit[5:0](1:VSPW)*/
    rLCDCON2 = (LCD_UPPER_MARGIN << 24) | ((LCD_HEIGHT - 1) << 14) | (LCD_LOWER_MARGIN << 6) | (LCD_VSYNC_LEN << 0);
    
    /*bit[25:19](36:HBPD);bit[18:8](240-1:列数);bit[7:0](19:HFPD)*/
    rLCDCON3 = (LCD_RIGHT_MARGIN << 19) | ((LCD_WIDTH  - 1) <<  8) | (LCD_LEFT_MARGIN << 0);
    
    /*bit[15:8](13:MVAL,只有当LCDCON1 bit[7]MMODE=1才有效);bit[7:0](5:HSPW)*/
    rLCDCON4 = (13 <<  8) | (LCD_HSYNC_LEN << 0);
    
    /*bit[11](5:6:5 Format);bit[9](VLINE/HSYNC polarity inverted);bit[8](VFRAME/VSYNC inverted)
   bit[3](Enalbe PWERN signal),bit[1](half-word swap control bit)*/
 rLCDCON5   =  (1<<11) | (1 << 9) | (1 << 8) | (1 << 3) | (1 << 0);
 
 
 

        /*帧缓冲地址初始化*/
 /*
 LCDBANK: 视频帧缓冲区内存地址30-22位
 LCDBASEU: 视频帧缓冲区的开始地址21-1位
 LCDBASEL: 视频帧缓冲区的结束地址21-1位
 */
 /*bit[29:21]:LCDBANK,bit[20:0]:LCDBASEU*/
     rLCDSADDR1 = ((LCD_ADDR >> 22) << 21) | ((M5D(LCD_ADDR >> 1)) <<  0);　 　／／M5D为一个宏定义
    
     /*bit[20:0]:LCDBASEL*/
     rLCDSADDR2 = M5D((LCD_ADDR + LCD_WIDTH * LCD_HEIGHT * 2) >> 1);
    
    
     /*PAGEWIDTH:虚拟屏幕一行的字节数，如果不使用虚拟屏幕，设置为实际屏幕的行字节数
   OFFSIZE:虚拟屏幕左侧偏移的字节数，如果不使用虚拟屏幕，设置为0
 */
 /*bit[21:11]:OFFSIZE; bit[10:0]:PAGEWIDTH*/
     rLCDSADDR3 = LCD_WIDTH;       

 /*屏蔽中断*/
     rLCDINTMSK |= 3;
   rTCONSEL   &= (~7);
 
 /*disable调色板*/
    rTPAL = 0x0;
    
    /*禁止LPC3600/LCC3600模式*/
    rTCONSEL &= ~((1<<4) | 1); 
    
    /*打开LCD*/
    Lcd_EnvidOnOff(1);  
}

void TFT_LCD_Show(void)
{ 
    /*红(255:0:0);绿(0:255:0);蓝(0:0:255);黑(0:0:0);白(255,255,255)*/
 
    /*在屏幕上显示三基色*/
 
    Lcd_ClearScr( (0x00<<11) | (0x00<<5) | (0x00)  )  ;  //clear screen black
    delay(10000);
  
    Lcd_ClearScr((0x1f<<11) | (0x00<<5) | (0x00));   //red
    delay(10000);
  
    Lcd_ClearScr((0x00<<11) | (0x3f<<5) | (0x00));   //green
    delay(10000);
    
    Lcd_ClearScr((0x00<<11) | (0x00<<5) | (0x1f));   //blue
    delay(10000);

    Lcd_ClearScr( (0x1f<<11) | (0x3f<<5) | (0x1f)  )  ;  //clear screen white
    delay(10000);
 
    /*显示一副图片在屏幕上*/
    Pait_Bmp(0, 0, 240, 320, sunflower_240x320);
}
  

/*************************************************
Function name: Set_Clk()
Parameter    : void
Description  : 设置CPU的时钟频率
Return   : void
Argument     : void
Autor & date : Daniel
**************************************************/
void Set_Clk(void)
{
 int i;
 U8 key;
 U32 mpll_val = 0 ;
 i = 2 ;              //don't use 100M!
                   //boot_params.cpu_clk.val = 3;
 switch ( i ) {
 case 0: //200
  key = 12;
  mpll_val = (92<<12)|(4<<4)|(1);
  break;
 case 1: //300
  key = 13;
  mpll_val = (67<<12)|(1<<4)|(1);
  break;
 case 2: //400
  key = 14;
  mpll_val = (92<<12)|(1<<4)|(1);
  break;
 case 3: //440!!!
  key = 14;
  mpll_val = (102<<12)|(1<<4)|(1);
  break;
 default:
  key = 14;
  mpll_val = (92<<12)|(1<<4)|(1);
  break;
 }
 
 //init FCLK=400M, so change MPLL first
 ChangeMPllValue((mpll_val>>12)&0xff, (mpll_val>>4)&0x3f, mpll_val&3);   //set the register--rMPLLCON
 ChangeClockDivider(key, 12);    //the result of rCLKDIVN [0:1:0:1] 3-0 bit
 cal_cpu_bus_clk();    //HCLK=100M   PCLK=50M
}
/*************************************************
Function name: cal_cpu_bus_clk
Parameter    : void
Description  : 设置PCLK\HCLK\FCLK的频率
Return   : void
Argument     : void
Autor & date : Daniel
**************************************************/
static void cal_cpu_bus_clk(void)
{
 static U32 cpu_freq;
    static U32 UPLL;
 
 U32 val;
 U8 m, p, s;
 
 val = rMPLLCON;
 m = (val>>12)&0xff;
 p = (val>>4)&0x3f;
 s = val&3;

 //(m+8)*FIN*2 不要超出32位数!
 FCLK = ((m+8)*(FIN/100)*2)/((p+2)*(1<<s))*100;     //FCLK=400M  FIN=12000000
 
 val = rCLKDIVN;
 m = (val>>1)&3;
 p = val&1; 
 val = rCAMDIVN;
 s = val>>8;
 
 switch (m) {
 case 0:
  HCLK = FCLK;
  break;
 case 1:
  HCLK = FCLK>>1;
  break;
 case 2:
  if(s&2)
   HCLK = FCLK>>3;
  else
   HCLK = FCLK>>2;
  break;
 case 3:
  if(s&1)
   HCLK = FCLK/6;
  else
   HCLK = FCLK/3;
  break;
 }
 
 if(p)
  PCLK = HCLK>>1;
 else
  PCLK = HCLK;
 
 if(s&0x10)
  cpu_freq = HCLK;
 else
  cpu_freq = FCLK;
  
 val = rUPLLCON;
 m = (val>>12)&0xff;
 p = (val>>4)&0x3f;
 s = val&3;
 UPLL = ((m+8)*FIN)/((p+2)*(1<<s));
 UCLK = (rCLKDIVN&8)?(UPLL>>1):UPLL;
 Uart_Printf("\nFCLK:%dMHz,HCLK:%dMHz,PCLK=%dMHZ\n",FCLK/1000/1000,HCLK/1000/1000,PCLK/1000/1000);
}

/*主函数*/
int Main(void)
{ 
    Set_Clk();
    
    LCD_Init();
    
    TFT_LCD_Show();
    
    return 0;
}