1.准备框架
为了让程序更加好扩展，体现出”高内聚、低耦合"的特点，能够兼容各种不同型号的lcd，假如有两款尺寸大小的lcd，如何快速的在两个lcd上切换？
首先我们抽象出lcd_3.5.c和lcd_4.3.c的共同点，比如都有初始化函数init(),我们可以新建一个lcd.c，然后定义一个结构体：
struct lcd_opr{
void (*init)(void);
};
用户不接触lcd_3.5.c和lcd_4.3.c，只需要在lcd.c里通过指针访问对应的结构体的函数，也就调用了不同init()，如下图所示：
我们的目的是在LCD显示屏上画线、画圆(geomentry.c)和写字(font.c)其核心是画点(farmebuffer.c)，这些都属于纯软件。此外还需要一个lcd_test.c测试程序提供操作菜单，调用画线、画圆和写字操作。
往下操作的是LCD相关的内容，不同的LCD，其配置的参数也会不一样，通过lcd_3.5.c或lcd_4.3.c来设置属性参数。
根据LCD的特性，来设置LCD控制器，首先编写lcd_controller.c，它向上要接收不同LCD的参数，向下要使用这些参数设置对应具体的某一款LCD控制器。
对于我们开发板，就是s3c2440_lcd_controller.c，假如希望在其它开发板上也实现LCD显示，只需添加相应的代码文件即可。文件自上而下的框架如下：
1)构造LCD结构属性
我们知道LCD的参数属性有：引脚的极性、时序、数据的格式bpp、分辨率等，使用面向对象的思维方式，将这些封装成结构体放在lcd.h中：
enum {
NORMAL = 0,
INVERT = 1,
};
/* NORMAL : 正常极性
* INVERT : 反转极性
*/
typedef struct pins_polarity {
int vclk; /* normal: 在下降沿获取数据 */
int rgb; /* normal: 高电平表示1 */
int hsync; /* normal: 高脉冲 */
int vsync; /* normal: 高脉冲 */
}pins_polarity, *p_pins_polarity;
typedef struct time_sequence {
/* 垂直方向 */
int tvp; /* vysnc脉冲宽度 */
int tvb; /* 上边黑框, Vertical Back porch */
int tvf; /* 下边黑框, Vertical Front porch */
/* 水平方向 */
int thp; /* hsync脉冲宽度 */
int thb; /* 左边黑框, Horizontal Back porch */
int thf; /* 右边黑框, Horizontal Front porch */
int vclk;
}time_sequence, *p_time_sequence;
typedef struct lcd_params {
/* 引脚极性 */
pins_polarity pins_pol;
/* 时序 */
time_sequence time_seq;
/* 分辨率, bpp */
int xres;
int yres;
int bpp;
/* framebuffer的地址 */
unsigned int fb_base;
}lcd_params, *p_lcd_params;
2)构造LCD行为方法
我们知道在c++中是面向对象编程的，那么一个对象就有它的属性和方法，LCD属性我们上面已经定义好了，那么方法我们可以定义一个lcd_controller.c用来控制管理LCD，定义个一个lcd_controller.h, struct lcd_controller结构体放置lcd对象的一些成员函数，即对象的方法，或者称之为对象的行为：
typedef struct lcd_controller {
char *name;
void (*init)(p_lcd_params plcdparams);
void (*enable)(void);
void (*disable)(void);
void (*init_palette)(void);
}lcd_controller, *p_lcd_controller;
那么lcd_controller.c相当于一个管理者，会去选择具体型号的LCD对象去执行具体的成员函数，比如管理s3c2440_lcd_controller.c，它向上接受传入的LCD参数，向下传给具体的LCD控制器。
void lcd_controller_init(p_lcd_params plcdparams)
{
/* 调用2440的LCD控制器的初始化函数，lcd_controller是一个被选中的对象，即s3c2440_lcd_controller*/
lcd_controller.init(plcdparams);
}
这样在s3c2440_lcd_controller.c再构造一个具体的lcd对象：
struct lcd_controller s3c2440_lcd_controller = {
.name = xxx,
.init = xxx,
.enalbe = xxx,
.disable = xxx,
};
lcd_controller.c代码框架如下：
#include "lcd_controller.h"
#define LCD_CONTROLLER_NUM 10
static p_lcd_controller p_array_lcd_controller[LCD_CONTROLLER_NUM];
static p_lcd_controller g_p_lcd_controller_selected;
int register_lcd_controller(p_lcd_controller plcdcon)
{
int i;
for (i = 0; i < LCD_CONTROLLER_NUM; i++)
{
if (!p_array_lcd_controller[i])
{
p_array_lcd_controller[i] = plcdcon;
return i;
}
}
return -1;
}
int select_lcd_controller(char *name)
{
int i;
for (i = 0; i < LCD_CONTROLLER_NUM; i++)
{
if (p_array_lcd_controller[i] && !strcmp(p_array_lcd_controller[i]->name, name))
{
g_p_lcd_controller_selected = p_array_lcd_controller[i];
return i;
}
}
return -1;
}
/* 向上: 接收不同LCD的参数
* 向下: 使用这些参数设置对应的LCD控制器
*/
int lcd_controller_init(p_lcd_params plcdparams)
{
/* 调用所选择的LCD控制器的初始化函数 */
if (g_p_lcd_controller_selected)
{
g_p_lcd_controller_selected->init(plcdparams);
return 0;
}
return -1;
}
void lcd_controller_enable(void)
{
if (g_p_lcd_controller_selected)
{
g_p_lcd_controller_selected->enable();
}
}
void lcd_controller_disable(void)
{
if (g_p_lcd_controller_selected)
{
g_p_lcd_controller_selected->disable();
}
}
下面详细分析lcd_controller.c框架的含义以及作用：
1.开始定义了一个p_array_lcd_controller数组和g_p_lcd_controller_selected，p_array_lcd_controller数组表示lcd控制器的集合，g_p_lcd_controller_selected表示被选中的那一个lcd_controller;
2.当我们初始化时要先调用register_lcd_controller，select_lcd_controller选中具体的lcd_controller；
3.然后才能调用lcd_controller_init初始化具体的lcd_controller，去控制具体型号的lcd。
同理，也通过lcd.c去管理lcd_4.3.c,思路如下：
a. 有一个数组存放各类lcd的参数；
b. 有一个register_lcd给下面的lcd程序来设置数组；
c. 有一个select_lcd，供上层选择某款LCD；
参考前面的lcd_controller.c编辑lcd.c如下:
#define LCD_NUM 10
static p_lcd_params p_array_lcd[LCD_NUM];
static p_lcd_params g_p_lcd_selected;
int register_lcd(p_lcd_params plcd)
{
int i;
for (i = 0; i < LCD_NUM; i++)
{
if (!p_array_lcd[i])
{
p_array_lcd[i] = plcd;
return i;
}
}
return -1;
}
int select_lcd(char *name)
{
int i;
for (i = 0; i < LCD_NUM; i++)
{
if (p_array_lcd[i] && !strcmp(p_array_lcd[i]->name, name))
{
g_p_lcd_selected = p_array_lcd[i];
return i;
}
}
return -1;
}
void get_lcd_params(unsigned int *fb_base, int *xres, int *yres, int *bpp)
{
*fb_base = g_p_lcd_selected->fb_base;
*xres = g_p_lcd_selected->xres;
*yres = g_p_lcd_selected->yres;
*bpp = g_p_lcd_selected->bpp;
}
2. LCD初始化
1）初始化lcd控制器
①初始化引脚：
我们配置LCD的背光引脚成输出模式：
GPBCON &= ~0x3;
GPBCON |= 0x01;
然后再配置LCD的控制引脚和数据引脚，LCD控制引脚和数据引脚分别复用了GPC和GPD，如下图所示：
设置GPC, GPD均为0xaaaa,aaaa。
/* LCD专用引脚 */
GPCCON = 0xaaaaaaaa;
GPDCON = 0xaaaaaaaa;
设置GPG4成PWREN引脚
GPGCON |= (3<<8);
②初始化LCD控制寄存器、地址寄存器：
按照上一节s3c2440裸机-LCD编程(二、LCD控制器)中的介绍去设置LCDCON1，LCDCON2，LCDCON3...LCDSADDR1等寄存器，代码如下：
void s3c2440_lcd_controller_init(p_lcd_params plcdparams)
{
/* [17:8]: CLKVAL, vclk = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2]
* 如：9 = 100M /[(CLKVAL+1) x 2], 所以CLKVAL = 4.5 = 5
* CLKVAL = 100/vclk/2-1
* [6:5]: 0b11, tft lcd
* [4:1]: bpp mode
* [0] : LCD video output and the logic enable/disable
*/
int clkval = (double)HCLK/plcdparams->time_seq.vclk/2-1+0.5;
int bppmode = plcdparams->bpp == 8 ? 0xb :\
plcdparams->bpp == 16 ? 0xc :\
0xd; /* 0xd: 24bpp */
LCDCON1 = (clkval<<8) | (3<<5) | (bppmode<<1) ;
/* [31:24] : VBPD = tvb - 1
* [23:14] : LINEVAL = line - 1
* [13:6] : VFPD = tvf - 1
* [5:0] : VSPW = tvp - 1
*/
LCDCON2 = ((plcdparams->time_seq.tvb - 1)<<24) | \
((plcdparams->yres - 1)<<14) | \
((plcdparams->time_seq.tvf - 1)<<6) | \
((plcdparams->time_seq.tvp - 1)<<0);
/* [25:19] : HBPD = thb - 1
* [18:8] : HOZVAL = 列 - 1
* [7:0] : HFPD = thf - 1
*/
LCDCON3 = ((plcdparams->time_seq.thb - 1)<<19) | \
((plcdparams->xres - 1)<<8) | \
((plcdparams->time_seq.thf - 1)<<0);
/*
* [7:0] : HSPW = thp - 1
*/
LCDCON4 = ((plcdparams->time_seq.thp - 1)<<0);
/* 用来设置引脚极性, 设置16bpp, 设置内存中象素存放的格式
* [12] : BPP24BL
* [11] : FRM565, 1-565
* [10] : INVVCLK, 0 = The video data is fetched at VCLK falling edge
* [9] : HSYNC是否反转
* [8] : VSYNC是否反转
* [7] : INVVD, rgb是否反转
* [6] : INVVDEN
* [5] : INVPWREN
* [4] : INVLEND
* [3] : PWREN, LCD_PWREN output signal enable/disable
* [2] : ENLEND
* [1] : BSWP
* [0] : HWSWP
*/
pixelplace = plcdparams->bpp == 24 ? (0) : |\
plcdparams->bpp == 16 ? (1) : |\
(1<<1); /* 8bpp */
LCDCON5 = (plcdparams->pins_pol.vclk<<10) |\
(plcdparams->pins_pol.rgb<<7) |\
(plcdparams->pins_pol.hsync<<9) |\
(plcdparams->pins_pol.vsync<<8) |\
(plcdparams->pins_pol.de<<6) |\
(plcdparams->pins_pol.pwren<<5) |\
(1<<11) | pixelplace;
/* framebuffer地址 */
/*
* [29:21] : LCDBANK, A[30:22] of fb
* [20:0] : LCDBASEU, A[21:1] of fb
*/
addr = plcdparams->fb_base & ~(1<<31);
LCDSADDR1 = (addr >> 1);
/*
* [20:0] : LCDBASEL, A[21:1] of end addr
*/
addr = plcdparams->fb_base + plcdparams->xres*plcdparams->yres*plcdparams->bpp/8;
addr >>=1;
addr &= 0x1fffff;
LCDSADDR2 = addr;
}
③如何使能、禁用LCD：
根据上面LCD背光电路的发现背光引脚是GPB0，那么配置GPBDAT[0]置1，使能背光引脚，设置LCDCON5和
LCDCON1使能power enable和LCD输出，反之。代码如下：
void s3c2440_lcd_controller_enalbe(void)
{
/* 背光引脚 : GPB0 */
GPBDAT |= (1<<0);
/* pwren : 给LCD提供AVDD */
LCDCON5 |= (1<<3);
/* LCDCON1'BIT 0 : 设置LCD控制器是否输出信号 */
LCDCON1 |= (1<<0);
}
void s3c2440_lcd_controller_disable(void)
{
/* 背光引脚 : GPB0 */
GPBDAT &= ~(1<<0);
/* pwren : 给LCD提供AVDD */
LCDCON5 &= ~(1<<3);
/* LCDCON1'BIT 0 : 设置LCD控制器是否输出信号 */
LCDCON1 &= ~(1<<0);
}
这样我们的s3c2440的lcd控制器初始化就编写完了，那么用户只要调用s3c2440_lcd_controller_init去设置LCD的属性即可。下面开始介绍如何设置LCD属性，让LCD控制器能够适应具体型号的LCD。
struct lcd_controller s3c2440_lcd_controller = {
.name = "s3c2440",
.init = s3c2440_lcd_controller_init,
.enable = s3c2440_lcd_controller_enalbe,
.disable = s3c2440_lcd_controller_disable,
};
2）初始化lcd设备
参考AT043TN24 LCD数据手册上的参数性能，见下表：
配置lcd_params属性如下：
#define LCD_FB_BASE 0x33c00000
lcd_params lcd_4_3_params = {
.name = "lcd_4.3"
.pins_polarity = {
.de = NORMAL, /* normal: 高电平时可以传输数据 */
.vclk = NORMAL, /* normal: 在下降沿获取数据 */
.rgb = NORMAL, /* normal: 高电平表示1 */
.hsync = INVERT, /* normal: 高脉冲 */
.vsync = INVERT, /* normal: 高脉冲 */
},
.time_sequence = {
/* 垂直方向 */
.tvp= 10, /* vysnc脉冲宽度 */
.tvb= 2, /* 上边黑框, Vertical Back porch */
.tvf= 2, /* 下边黑框, Vertical Front porch */
/* 水平方向 */
.thp= 41, /* hsync脉冲宽度 */
.thb= 2, /* 左边黑框, Horizontal Back porch */
.thf= 2, /* 右边黑框, Horizontal Front porch */
.vclk= 9, /* MHz */
},
.xres = 480,
.yres = 272,
.bpp = 16,
.fb_base = LCD_FB_BASE,
};
.de表示数据输出使能引脚，高电平有效，所以配置成NORMAL；
.pwren表示LCD_PWREN引脚，高电平有效；
.vclk表示LCD的时钟，从手册的LCD时序图中可以看到下降沿有效，所以配置NORMAL；
.rgb表示颜色数据的引脚极性，高电平表示1，配置成NORMAL；
.hsync表示行同步信号，normal表示高脉冲，参考手册发现该信号低脉冲有效，所以配置成INVERT；
什么是高低脉冲？
高脉冲：即从逻辑0变化bai到逻辑du1再变化到逻辑0，如此便是一个高脉zhi冲。在单片机中定义高脉冲就是让某个I/O先输出逻辑0，接着保持一定的时间（延时），再输出逻辑1，同样保持一定的时间（延时），最后再转变输出为逻辑0+延时。
低脉冲：反之
.vsync表示帧同步信号，同.hsync；
.time_sequence时序设置参考上表配置。我们看到thf + thp + thb = 2 + 41 +2 = 45 clk > 44 clk，满足上面的注意事项；
.xres .yres表示分辨率
.bpp表示像素点颜色模式
.fb_base指定frame buffer的基地址
那么最终LCD初始化函数封装如下：
void lcd_init(void)
{
/* 注册LCD,把具体的LCD属性配置下去 */
register_lcd(&lcd_4_3_params);
/* 注册LCD控制器 */
register_lcd_controller(&s3c2440_lcd_controller);
/* 选择某款LCD */
select_lcd("lcd_4.3");
/* 选择某款LCD控制器 */
select_lcd_controller("s3c2440");
/* 使用LCD的参数, 初始化LCD控制器 */
lcd_controller_init(g_p_lcd_selected);
}
总结：我们可以看到，调用的函数都是一些通用型框架型接口，具体的实现本质还得根据硬件本身的特性来配置寄存器来驱动硬件工作。
