LCD屏应用--笔记

当前主流的显示器件

1.LED大屏幕

主要应用在大型的商场，也是由一块块的小型的屏幕拼接到一起的，背面会比较厚在工作过程中会产生大量的热，有些LED后边会有一个空调专门用来散热。

2.数码管

51单片机上使用七段或者是八段数码管的较多

3.点阵屏

OLED：自发光的二级管可以弯曲

LCD：技术相对来说比较成熟寿命远高于OLED，LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与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。LCD屏又分为：电阻屏、电容屏；

电阻屏：全称为电阻式触摸屏，俗称“软屏”，结构上分为三层，里层是玻璃，外层是薄膜，在薄膜和玻璃相邻的一面都涂上ITO（铟锡金属氧化物）。通过点触产生通路，通过电压差来定位，需要进行校准（三点校准，五点校准）这个只要开机就要进行校准。（一点触控）

电容屏：全称为电容式触摸屏，俗称“硬屏”，是一块四层复合玻璃屏，第一层是ITO，用以保证工作环境，第二层是玻璃，第三层也为ITO涂层，做工作面使用；第四层则是矽土玻璃保护层。通过触碰改变电容，触摸芯片实时采集电容信号来实现定位（五点触摸和十点触摸校准）

4.水墨屏

没有任何发光看起来就像看书本一样

原理，电子墨水屏其是由许多的电子墨水所组成，电子墨水我们可以把他们看成是一个个胶囊的样子，并且在每一个胶囊里面其都会有着液体电荷，其中正电荷染白色，负电荷染黑色，因此当我们在一侧给其给予正负电压时，带有电荷的液体就会被分别吸引和排斥。这样，每一个像素点就可以显示出白色又或者是黑色了。

5.显像管

在之前的老的电视机或者是“大头电脑”里，后端有一个阴极，他往外不停发射电子，经过偏转线圈调整电子打到显示器上，这个时候我们看到的就是图像。

LCD常用的接口

接口类型分为：RGB 模式、SPI 模式、MDDI 模式、VSYNC 模式、DSI 模式、MCU 模式等

分类详解（引用）

8080并行接口

8080并行接口，又叫因特尔总线，是 MCU 模式中常用得一种总线，由数据总线和控制总线两部分组成。

引脚	说明
CS	片选信号
RD	MCU (MPU) 从LCD读数据控制线，上升沿有效，读数据时，WR拉高
WR	MCU(MPU) 向LCD写入数据控制线，上升沿有效，写数据时　RD拉高
DC (RS)	数据/命令控制，L:低命令，H:高数据
RST	硬件复位 LCD 信号
Data[0:x]	数据总线，支持8/9/16/18/24bit，最常用的是8位

写数据：

CS为低，选中
RD为高, 禁止写
DC/RS为高（写数据，写命令拉低）
在WR的上升沿，使数据写入到驱动 IC 里面
CS为高，结束一组数据读取

读数据：

CS 拉低，选中
DC/RS 为高(读数据)
WR 为高，禁止写
在RD的上升沿，读线上的数据(D[0:7]),假设8位 8080并口
CS 拉高，取消片选

8080时序通过io模拟太过复杂，采用FSMC模拟8080时序。

FSMC外设接口

由于 FSMC 外设可以用于控制扩展的外部存储器，而 MCU 对液晶屏的操作实际上就是把显示数据写入到显存中，与控制SRAM 存储器非常类似，且 8080 接口的通讯时序完全可以使用 FSMC 外设产生，因而非常适合使用 FSMC控制液晶屏。

统一编址：把外扩存储器地址统一编址到4G地址空间下，可以实现快速获取数据操作，内核对存储芯片操作 -- 直接操作内核地址=外部存储器地址。

独立编址：必须操作外部存储器地址，如：flash。

外扩的存储类型

— 静态随机访问存储器 (SRAM)
— 只读存储器 (ROM)
— NOR Flash/OneNAND Flash
— PSRAM（4 个存储区域） — PC 卡

接口介绍：

FSMC将1G的地址分成了四块：

LCD屏接口：使用NorFlash/PSRAM信号和共享信号，对应1G地址的Bank1

Bank1又分成了四个区：

将Bank1的四个区映射外部存储器地址：

以上是MCU阶段学习的，接下来是驱动内容。

本次采用的是tiny4412电容触摸屏

尺寸	七英寸
分辨率	800*480
像素位数	32位
屏幕刷新率	60FPS

可以算出每秒钟所需的流量：

800*480*4 --1500k * 60 ---87.89M

这么大的数据使用SPI或者是IIC都不合适了采用的接口是RGB接口。

开发板LCD屏驱动

lcd驱动生成的文件一般存放在/dev/fb0 这个fb0在Linux下一般表示这就是一个LCD屏,所谓的lcd的应用就是在学习如何使用/dev/fb0这个文件。使用这个文件就要借助Linux提供的接口；

API

函数功能：将文件映射到进程中的内存空间

函数的头文件

#include<sys/mman.h>

函数原型

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset)

函数参数

void *addr ：一般填写NULL 表示由系统指定一块内存空间供我们使用
size_t length ：映射的空间的长度
int prot ：PROT_READ | PROT_WRITE
int flags ：MAP_SHARED  同步的变更
int fd ：文件描述符
off_t offset：一般写0

函数返回值

返回的就是我们映射成功的地址空间，我们去操作这个地址，就相当于操作文件，同样的相当于操作我们的显示屏

映射空间的长度需要借助 ioctl 函数

int ioctl(int fd, ind cmd, …)；
其中fd是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd是用户程序对设备的控制命令，至于后面的省略号，那是一些补充参数，一般最多一个，这个参数的有无和cmd的意义相关。

ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&fvs);
struct fb_var_screeninfo {__u32 xres;           横坐标的长 lcd的长__u32 yres;          纵坐标的长 lcd的宽__u32 xres_virtual;  虚拟坐标的长  __u32 yres_virtual; 虚拟的宽__u32 bits_per_pixel;       ：像素位  一个像素点占用多少位......................................};

在屏幕显示一张图片代码：

#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/ioctl.h>
//#include <stdint.h> //uint32_t 头文件extern unsigned char gImage_b[1152000];
u_int32_t *lcd_base=NULL;
struct  fb_var_screeninfo fvs;void show_pic(u_int8_t *data,int w,int h)
{u_int32_t *p;int j,i;p=lcd_base;for(i=0;i<h;i++){for(j=0;j<w;j++){p[j]=data[j*3+i*3*w+2]<<16|data[j*3+i*3*w+1]<<8|data[j*3+i*3*w];}p+=fvs.xres_virtual;}
}int main()
{int fd;fd =open("/dev/fb0",O_RDWR);if(fd<0){perror("open");return -1;}ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&fvs);printf("真实的长度是：%d\n",fvs.xres);printf("真实的长度是：%d\n",fvs.yres);printf("真实的长度是：%d\n",fvs.xres_virtual);printf("真实的长度是：%d\n",fvs.yres_virtual);printf("像素位：%d\n",fvs.bits_per_pixel);lcd_base=mmap(NULL,fvs.xres_virtual*fvs.yres_virtual*fvs.bits_per_pixel/8,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);show_pic(gImage_b,800,480);return 0;
}