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[操作系统]LCD底层驱动分析


 根据分析的框架,自己写一个LCD驱动程序

    1分析LCD硬件原理图

        

Von和Voff接的是一个电源电路,通过LCD_POWER接的是GPG4来控制LCD电源,高电平表示开启LCD电源

VM接的是CPU的VM:VDEN /GPC4为数据使能信号,

VLINE接的CPU:HSYNC/GPC2,HSYNC信号有效时,表示一行数据的开始;

VFRAME接的CPU:VSYNC/GPC3,VSYNC信号有效时,表示一帧数据的开始

VCLK接的CPU:VCLK/GPC1 表示像素时钟信号,每个VCLK信号表示正在传输一个像素的数据;

LED-和LED+接到背光电路上,背光电路是由GPB0控制;高电平表示开启背光

VD[3~7],VD[10~15],VD[19~23]代表的是数据接口,CPU通过LCD专用的DMA来给传输像素的数据,

 

 

    2 配置LCD用到GPIO引脚

   根据原理图分析用的CPU 引脚,需要进行一一的配置

    2.1先配置数据引脚VD;

  *gpccon = 0xaaaaaaaa; 
  *gpdcon = 0xaaaaaaaa;

  2.2配置控制引脚
   /*3.注册配置GPIO,用于LCD*/
   /*GPC4为配置为VDEN
   *GPC2配置为HSYNC
  *GPC3配置为VSYNC
  *GPC1配置为VCLK
  */
  *gpccon =(2<<2)|(2<<4) |(2<<6) |(2<<8);

 

    3 配置S3C2440对应的寄存器的值

     3.1 详细分析LCD时序

      打开S3C2440中的LCD数据手册

              S3C2440数据手册中的LCD控制时序图                              这是LCD数据手册中的时序图

   

   那么S3C2440手册中的时序图的配置需要根据LCD数据手册的时序时间来进行配置,只有这样才能对这个LCD正确操作;

根据时序图就可以分析出LCD是怎么传输数据的

3.1.1一帧数据的传输

  一帧数据的传输的时钟基准是VCLK,它代表每个VCLK信号都代表一个正在传输的像素数据;对比两个数据手册可以得出这个VCLK时钟信号时间为5~12MHz

(1)INT_FrSyn是帧同步信号,如果有图像显示,就会发出一个中断信号,产生一个同步信号

(2)VSYNC是一帧的同步信号,一帧数据开始传输;通过对比可知,VSYNC脉冲宽度为Tvp,而且和S3C2440中的信号互为反向;

(3)VSPW表示VSYNC脉冲的宽度为(VDPW+1)个HSYNC信号周期=Tvp:表示VSPW+1行数据无效

(4)VBPD表示表示VSYNC信号后,还需要经过(VBPD+1)个HSYNC信号周期=Tvb;需要经过VBPD+1行无效数据后,才会出现有效数据

(5)VDEN表示有效数据开始传输;开始连续传输LINEVAL+1行数数据;

       传输完后,VDEN变为低电平,还需要经过VFPD+1=Tvf个无效行数据,一帧数据才能结束;然后会进行下一帧数据传输;

3.1.2一帧数据中一行数据是怎么传输的呢

     根据时序图可知;一帧数据的传输,是通过一行行数据才完成的;

   (1)当HSYNC发出一个高脉冲时;一行数据开始传输;

   (2)HSPW+1代表HSYNC脉冲宽度;需要经过HSPW+1个VCLK个周期=Thp;也就是需要经过HSPW+1个无效像素;

   (3)HBPD+1代表还需要经过HBPD+1个VCLK时钟=Thb;也就是需要经过HBPD+1个无效像素,才可以出现有效像素。

   (4)从HSYNC产生开始;在出现有效像素之前,一共需要经过HSPW+HBPD+2个无效像素,才能出现有效像素;

   (5)VDEN代表数据使能信号;然后会连续传输HOZVAL+1个像素;当VDEN无效时,还需要经过HFDP+1个像素才能表示一行像素传输完成;

    (6)HFPD+1代表一行有效数据传输完后,还需要经过HFPD+1个VCLK才能表示一行像素传输完毕;

     3.2 详细解析LCD控制的配置方法

      

/*4.设置硬件相关的设置*/
/*设置LCDCON1
*设置CLKVAL[17:8]像素时钟,这个值要参考LCD手册VCLK的范围5~12MHz
*设置扫描模式TFT[6:5]=11
*设置像素模式为16BPP
*禁止LCD ENVID[0]控制信号
*/
lcd_reg->LCDCON1=(4<<8) |(0x03<<5)|(0x0c<<1);

/*设置垂直方向
*设置VBPD参考LCD手册时序图
* 设置VBPD+1=Tvb[31:24] =2; VBPD=1
*设置VSPW+1=Tvp[13:6]=10; VSPW=9;
*设置VFPD+1=Tvf[5:0]=2 VFPD=1;
*LINEVAL垂直长度为272-1=271[23:14]
*/
lcd_reg->LCDCON2=(1<<24) |(271<<14)|(1<<6) |(9<<0);

/*设置水平方向
*
*HBPD[25:9] >>2clk HBPD+1>2;HBPD=1;
*HOZVAL[18:9] 水平方向的480-1=479
*HFPD [7:0] HFPD+1 =Thf >=2;HFPD=1;
*/
lcd_reg->LCDCON3=(1<<19) |(479<<8) |(1<<0);

/*HSPW[7:0]Thp=41;HSPW+1=41;*/

   lcd_reg->LCDCON4=(40<<0);

/*
*FRM565[11]=1
*INVVCLK[10]=1 来读取数据的触发方=1
*INVVLINE [9]判断HSYNC极性为反转1
*INVVFRAME[8]控制VSYNC极性反转=1
*INVVDEN[6]判断VD极性,不反转=0
*POWER[3] =0
*HWSWP=1
*BSWP=0
*/
lcd_reg->LCDCON5=(1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (1<<1);
/*把缓冲区的地址写到寄存器中*/
lcd_reg->LCDSADDR1= (s3c_lcd->fix.smem_start >> 1) &~(3<<30);
lcd_reg->LCDSADDR2=((s3c_lcd->fix.smem_start+ s3c_lcd->screen_size)>>1) &0x1FFFFF;
lcd_reg->LCDSADDR3=(480*16/16);

 

    4 编写LCD驱动框架

     根据之前对LCD硬件的分析,现在开始编写代码

    源码如下:

#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/string.h>#include <linux/mm.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/fb.h>#include <linux/init.h>#include <linux/dma-mapping.h>#include <linux/interrupt.h>#include <linux/workqueue.h>#include <linux/wait.h>#include <linux/platform_device.h>#include <linux/clk.h>#include <asm/io.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/div64.h>#include <asm/mach/map.h>#include <asm/arch/regs-lcd.h>#include <asm/arch/regs-gpio.h>#include <asm/arch/fb.h>static struct fb_info *s3c_lcd;static u32 pseudo_palette[16];/*定义LCD配置寄存器*/static struct s3c_reg {  u32 LCDCON1 ;  u32 LCDCON2 ;  u32 LCDCON3 ;  u32 LCDCON4 ;  u32 LCDCON5 ;  u32 LCDSADDR1;  u32 LCDSADDR2;  u32 LCDSADDR3;  u32 REDLUT;  u32 GREENLUT;  u32 BLUELUT;  u32 resver[9];  u32 DITHMODE;  u32 TPAL;  u32 LCDINTPND;  u32 LCDSRCPND;  u32 LCDINTMSK;  u32 TCONSEL;  };static volatile unsigned int *gpccon;static volatile unsigned int *gpcdat;static volatile unsigned int *gpdcon;static volatile unsigned int *gpbcon;static volatile unsigned int *gpgcon;static volatile unsigned int *gpbdat;static volatile struct s3c_reg *lcd_reg;static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan,           struct fb_bitfield *bf){  chan &= 0xffff;  chan >>= 16 - bf->length;  return chan << bf->offset;}static int lcdfb_setcolreg(unsigned regno,          unsigned red, unsigned green, unsigned blue,          unsigned transp, struct fb_info *info){ unsigned int val;   if(regno >16)      return 1;      val = chan_to_field(red,  &info->var.red);      val |= chan_to_field(green, &info->var.green);      val |= chan_to_field(blue, &info->var.blue);      pseudo_palette[regno] = val;      return 0;}static struct fb_ops s3c_lcd_ops = {  .owner    = THIS_MODULE,  .fb_setcolreg  = lcdfb_setcolreg,  .fb_fillrect  = cfb_fillrect,  .fb_copyarea  = cfb_copyarea,  .fb_imageblit  = cfb_imageblit,};static int __init lcd_init(void){/*1.分配一个fb_info结构体*/ s3c_lcd = framebuffer_alloc(0,NULL); gpgcon=(volatile unsigned int *)ioremap(0x56000060,8); gpccon = (volatile unsigned int *)ioremap(0x56000020,8); gpcdat=gpccon+1; gpdcon =(volatile unsigned int *)ioremap(0x56000030,8); gpbcon=(volatile unsigned int *)ioremap(0x56000010,8); gpbdat=gpbcon+1;   /*2.设置*/  lcd_reg =ioremap(0x4d000000,sizeof(struct s3c_reg));  /*2.2 设置可变参数 */  s3c_lcd->var.xres         = 480;//X轴的实际像素  s3c_lcd->var.yres         =272;//y轴实际像素  s3c_lcd->var.xres_virtual   =480;//虚拟像素设置和实际像素一样  s3c_lcd->var.yres_virtual   =272;  s3c_lcd->var.xoffset       =0;//实际像素和虚拟像素偏移值为0  s3c_lcd->var.yoffset       =0;  s3c_lcd->var.bits_per_pixel  =16;//每个像素点有16个位组成  s3c_lcd->var.red.offset     =11;//red在16位域中偏移值为11  s3c_lcd->var.red.length     =5;  s3c_lcd->var.red.msb_right  =0;  s3c_lcd->var.green.offset   =5;//red在16位域中偏移值为11  s3c_lcd->var.green.length   =6;  s3c_lcd->var.green.msb_right=0;  s3c_lcd->var.blue.offset    =0;//red在16位域中偏移值为11  s3c_lcd->var.blue.length    =5;  s3c_lcd->var.blue.msb_right =0;  s3c_lcd->var.activate =FB_ACTIVATE_NOW;  /*2.3 设置固定参数*/  strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd");  s3c_lcd->fix.smem_len    =480*272*16/8;//缓冲区大小  s3c_lcd->fix.type         =FB_TYPE_PACKED_PIXELS;  s3c_lcd->fix.visual        =FB_VISUAL_TRUECOLOR;  s3c_lcd->fix.line_length    =480*16/8;  /*2.4 设置其他设置*/  s3c_lcd->pseudo_palette = pseudo_palette;  s3c_lcd->fbops          =&s3c_lcd_ops;  s3c_lcd->screen_size  = 480*272*16/8;//屏幕像素的个数  s3c_lcd->screen_base =dma_alloc_writecombine(NULL, s3c_lcd->screen_size , &s3c_lcd->fix.smem_start,             GFP_KERNEL);    /*  *配置GPC引脚为数据引脚  *VD3~VD7   *gpccon = (0x10<<22)|(0x10<<24)|(0x10<<26)|(0x10<<28)|(0x10<<30);  /*VD10~VD15 VD19~VD23   gpdcon =(0x10<<4) |(0x10<<6) |(0x10<<8) |(0x10<<10) |(0x10<<12)|(0x10<<14) |\  (0x10<<22) |(0x10<<24) |(0x10<<26) |(0x10<<28) |(0x10<<23);  */ *gpccon = 0xaaaaaaaa;  /* GPIO管脚用于VD[7:0],LCDVF[2:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK,LEND */ *gpdcon = 0xaaaaaaaa;  /* GPIO管脚用于VD[23:8] */   /*GPG4为LCD_POWER*/   *gpgcon |=(3<<8);  /*GPB0为输出,控制LCD背光*/   *gpbcon &=~(3<<0);   *gpbcon |=1;   *gpbdat &=~(1<<0);   /*   *配置GPD   */   /*3.注册配置GPIO,用于LCD*/   /*GPC4为配置为VDEN    *GPC2配置为HSYNC    *GPC3配置为VSYNC    *GPC1配置为VCLK    */   *gpccon =(2<<2)|(2<<4) |(2<<6) |(2<<8);   /*4.设置硬件相关的设置*/  /*设置LCDCON1   *设置CLKVAL[17:8]像素时钟,这个值要参考LCD手册CLOCK CYCLE   *设置MMODE为[7]=0   *设置扫描模式TFT[6:5]=11   *设置像素模式为16BPP   *禁止LCD控制信号   */      lcd_reg->LCDCON1=(4<<8) |(0x03<<5)|(0x0c<<1);    /*设置垂直方向   *设置VBPD参考LCD手册时序图   * 设置VBPD+1=Tvb[31:24] =2; VBPD=1   *设置VSPW+1=Tvp[13:6]=10;  VSPW=9;   *设置VFPD+1=Tvf[5:0]=2      VFPD=1;   *LINEVAL垂直长度为272-1=271[23:14]   */  lcd_reg->LCDCON2=(1<<24) |(271<<14)|(1<<6) |(9<<0);  /*设置水平方向  *   *HBPD[25:9] >>2clk HBPD+1>2;HBPD=1;    *HOZVAL[18:9] 水平方向的480-1=479    *HFPD [7:0] HFPD+1 =Thf >=2;HFPD=1;    *  */  lcd_reg->LCDCON3=(1<<19) |(479<<8) |(1<<0);     /*     * HSPW[7:0]Thp=41;HSPW+1=41;     *     */     lcd_reg->LCDCON4=(40<<0);    /*    *CON5     *FRM565[11]=1    *INVVCLK[10]=1 来读取数据的触发方=1    *为巍⑽仙厥剑?    *INVVLINE [9]判断HSYNC极性为反转1    *INVVFRAME[8]控制VSYNC极性反转=1    *INVVDEN[6]判断VD极性,不反转=0      *POWER[3] =0      *HWSWP=1      *BSWP=0    */  lcd_reg->LCDCON5=(1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (1<<1);     /*把缓冲区的地址写到寄存器中*/  lcd_reg->LCDSADDR1=(s3c_lcd->fix.smem_start >> 1) &~(3<<30);  lcd_reg->LCDSADDR2=((s3c_lcd->fix.smem_start+ s3c_lcd->screen_size)>>1) &0x1FFFFF;  lcd_reg->LCDSADDR3=(480*16/16);  /*开启LCD控制信号*/  lcd_reg->LCDCON1 |=(1<<0); *gpbdat |= 1; /* 输出高电平, 使能背光 */ /*POWER输出*/  lcd_reg->LCDCON5 |=(1<<3); /*根据LCD手册设置LCD控制器,比如VCLK频率*/  /*分配frambuffer,并把地址告诉LCD控制器,*/register_framebuffer(s3c_lcd);return 0;}static void lcd_exit(void){unregister_framebuffer(s3c_lcd);framebuffer_release(s3c_lcd);iounmap(gpgcon);iounmap(gpccon);iounmap(gpbcon);iounmap(gpdcon);dma_free_writecombine(NULL, s3c_lcd->screen_size , &s3c_lcd->fix.smem_start,             GFP_KERNEL); lcd_reg->LCDCON1&= ~(1<<0); /* 关闭LCD本身 */ *gpbdat &= ~1;   /* 关闭背光 */}module_init(lcd_init);module_exit(lcd_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

  重新编译内核,要把原来的内核配置中的驱动自带的LCD驱动变成模块;然后make uImage 重新生成一个内核,然后再make module 生成一个模块;因为要用到

.fb_fillrect = cfb_fillrect,
.fb_copyarea = cfb_copyarea,
.fb_imageblit = cfb_imageblit,这三个函数,所以要把关于这三个函数的.c文件编译成模块,

然后在编译新编的LCD驱动,

insmod cfbfillrect.ko

insmod cfbcopyarea.ko

insmod cfbimageblit.ko

insmod LCD.ko

这样就把新编译的LCD驱动加载到内核中;

echo hello > /dev/tty1命令,则hello就会显示在LCD屏上

echo LCD.ko > /dev/fb0 则LCD屏会花屏;

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