s3c2440 与LCD的浅析

一、信号分析

 VFRAME／VSYNC：LCD控制器和LCD驱动器之间的帧同步信号。该信号告诉LCD屏新一帧开始了。LCD控制器在一帧显示完成后立即插入一个VFRAME信号，开始新一帧的显示。

VLINE／HSYNC：LCD控制器和LCD驱动器之间的行同步脉冲信号。该信号用于LCD驱动器将水平线(行)移位寄存器的内容传送给LCD屏显示。LCD控制器在整行数据移人LCD驱动器后，插入一个VLINE信号。

VCLK：LCD控制器和LCD驱动器之间的像素时钟信号。LCD控制在VCLK的上升沿处送出数据，LCD驱动器在VCLK的下降沿处采样。

VM／VDEN：LCD驱动器的AC信号。VM信号被LCD驱动器用于改变行和列的电压极性，从而控制像素点的显示。VM信号能够和每帧同步，也能够和可变数据的VLINE信号同步。

VD[23：0]：LCD像素数据输出端口。

LCD_PWREN：LCD使能信号。如果外接的LCD有开/关等类似管脚的话，可以与这个信号连接。这个信号的输出值受ENVID控制，即LCDCON1的第0位。

    

以下以东华4.3寸屏(TFT)屏为例: 

二、LCD可编程寄存器介绍

1.LCDCON1

LINECNT：行计数器的状态位。只读，不用配置。

CLKVAL：确定VCLK频率的参数。

注意:VCLK的公式为VCLK=HCLK／[(CLKVAL+1)×2]，单位为Hz。笔者所用的硬件系统HCLK=100 MHz，480×272的显示屏需要VCLK=10 MHz，故需配置CLKVAL=4。

MMODE：确定VM的改变速度。

注:为0时,每帧变化模式;为1时,由LCDCON4的MVAL决定

PNRMODE：确定扫描方式。选择PNRMODE=0x3，为TFT LCD面板扫描模式。

BPPMODE：确定BPP(每像素位数)模式。在此选择BPPMODE=0xC，为TFT 16位模式。

ENVID：数据输出和逻辑信号使能控制位。选择ENVID=1，为允许数据输出和逻辑控制。

2、LCDCON2

VBPD：确定帧同步信号和帧数据传输前的一段延迟时间，是帧数据传输前延迟时间和行同步时钟间隔宽度的比值。

LINEVAL：确定显示的垂直方向尺寸。公式：LINEVAL=YSIZE-1=479。

VFPD：确定帧数据传输完成后到下一帧同步信号到来的一段延迟时间，是帧数据传输后延迟时间和行同步时钟间隔宽度的比值。

VSPW：确定帧同步时钟脉冲宽度，是帧同步信号时钟宽度和行同步时钟间隔宽度的比值。

3、 LCDCON3

HBPD：确定行同步信号和行数据传输前的一段延迟时间，描述行数据传输前延迟时间内VCLK脉冲个数。

HOZAL：确定显示的水平方向尺寸。公式HOZAL=XSIZE-1。

HFPD：确定行数据传输完成后到下一行同步信号到来的一段延迟时间，描述行数据传输后延迟时间内VCLK脉冲个数。

4、 LCDCON4寄存器

HSPW：确定行同步时钟脉冲宽度。描述行同步脉冲宽度时间内VCLK脉冲个数。

5、LCDCON5寄存器

VSTATUS：垂直方向状态。只读，不用配置。

HSTATUS：水平方向状态。只读，不用配置。

BPP24BL：确定显示数据存储格式。此处配置BPP24BL=0x0，为小端模式存放。

FRM565：确定16位数据输出格式。此处配置FRM565=0x1，为5：6：5格式输出。

INVVCLK：确定VCLK脉冲有效边沿极性。如INVVCLK=0xl，VCLK上升沿到来时数据传输开始。

INVVLlNE：确定HSYNC脉冲的极性。

INVVFRAME：确定VSYNC脉冲的极性。

INVVD：确定数据输出的脉冲极性。

INVVDEN：确定VDEN信号极性。

INVPWREN：确定PWREN信号极性。

INVLEND：确定LEND信号极性。

PWREN：PWREN信号输出允许。

ENLEND：LEND输出信号允许。

BSWP：字节交换控制位。如配置BSWP=0x0，禁止字节交换。

HWSWP：半字交换控制位。如配置HWSWP=0xl，使能半字节交换。

帧缓冲是Linux为显示设备提供的一个接口，它把一些显示设备描述成一个缓冲区，允许应用程序通过FrameBuffer定义好的接口访问这些图形设备，从而不用去关心具体的硬件细节。对于帧缓冲设备而言，只要在显示缓冲区与显示点对应的区域写入颜色值，对应的颜色就会自动的在屏幕上显示。

 

6.LCDSADDR1:帧缓存开始地址寄存器

 

LCDBANK:存储显存地址的[30:22]位

LCDBASEU:存储显存地址的[21:1]位

 

7.LCDSADDR2:帧缓存开始地址寄存器

 

LCDBASEL:分为双屏幕扫描和单屏幕扫描模式

 

用来存储显存结束地址

 

8.LCDSADDR3:帧缓存开始地址寄存器

 

OFFSIZE:虚拟屏幕偏移的大小

PAGEWIDTH:虚拟屏幕的页的大小

 

9.REDLUT:红色查找表寄存器

 

10.GREENLUT:绿色查找表寄存器

 

11.BLUELUT:红色查找表寄存器

 

12.DITHMODE:抖动模式寄存器

 

13.TPAL:临时调色板寄存器

TPLEN: 0无效, 1有效

 

14.LCDINTPND:中断挂起寄存器

 

15.LCDSRCPND:中断源挂起寄存器

 

16.LCDINTMSK:中断屏蔽寄存器

 

17.LPCSEL:LPC3600控制寄存器

三、应用介绍（以东华4.3寸屏480*272为例）

1.LCD的初始化

 

GPCUP  = 0x00000000;//pull up c's all ports

   GPCCON = 0xaaaa02a9; VD[7:0] and control signals

   GPDUP  = 0x00000000;

GPDCON=0xaaaaaaaa; //Initialize VD[15:8]

 

   LCDCON1=(4<<8)|(0<<7)|(3<<5)|(12<<1)|0;

   //HCLK=100MHz,VCLK = (HCLK/[(4+1)/2]) = 20MHz

// TFT:each frame; TFT LCD panel 16bpp; ENVID = 0;

 

   LCDCON2=(2<<24)|(LINEVAL<<14)|(4<<6)|8;

   //LINEVAL=LCD_YSIZE-1 = 272-1;

 

   LCDCON3=(10<<19)|(HOZVAL<<8)|19;

   //HOZVAL=LCD_XSIZE-1 = 480-1;

   LCDCON4=(MVAL<<8)|30;

   //MVAL:当MMODE=1时，VM信号变化的速度

 

  LCDCON5 = (1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (0<<7) | (0<<6) | (1<<3)  |(0<<1) | (1);

//5:6:5模式，数据下降沿有效，HSYNC极性反转，VSYNC极性反转，VD正常，VDEN正常，禁止字节交换，使能半字交换，LCD_PWEN使能；

注：HSYNC与VSYNC极性反转是因为CPU发出的是正脉冲，而LCD需要的是负脉冲

 

   LCDSADDR1=(((U32)LCD_BUFFER>>22)<<21)|M5D((U32)LCD_BUFFER>>1);

//LCD_BUFFER为显存数组的首地址

   LCDSADDR2=M5D( ((U32)LCD_BUFFER+(SCR_XSIZE_TFT*LCD_YSIZE_TFT*2))>>1 );

//#define M5D(n)    ((n) & 0x1fffff) // To get lower 21bits

//SCR_XISIZE_TFT与LCD_YSIZE代表屏的尺寸（480*272）

   LCDSADDR3=((0)<<11)|(480);

//虚拟屏的设置

   LCDINTMSK|=(3); // MASK LCD Sub Interrupt

   TCONSEL &= (~7) ;     // Disable LPC3480

   TPAL=0; // 临时调色板无效

相关数据选择依据：

东华4.3寸屏资料:

由资料,得出

HBPD: 最小为2  ,   TQ选择10

HFPD: 最小为2  ,   TQ选择 19

HSPW: 最小为2,典型值为41,  TQ选择30

 

VBPD: 最小为1, 典型值为2,  TQ选择 2

VFPD: 最小为1, 典型值为2,   TQ选择4

VSPW: 最小为1, 典型值为10,  TQ选择8

 

VSYNC的频率即为帧频，它与LCDCON1/2/3/4均有关，计算公式如下：
FrameRate=1/{[(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LINEVAL+1)+(VFPD+1)]×[(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)]×[2×(CLKVAL+1)/(HCLK)]}

注：LINEVAL=LCD_YSIZE-1,HOZVAL=LCD_XSIZE-1,CLKVAL设置为4，HCLK=100MHz,可得出帧频＝64Hz，满足60Hz---90Hz