【.Net Micro Framework PortingKit – 13】LCD驅動開發

LCD驅動其實對TinyCLR並沒有必要，特別是在EM-STM3210E開發板上，由於該開發板上的內存過小了，片內64K，片外擴展了128K，加起來也不過172K，而咱們知道針對320*240的顯示大小，16bit的位圖所佔的大小就是150K，很顯然.Net Micro Framework所提供的圖形庫如不加修改是很難正常運行的，不過對咱們來講在LCD屏幕上顯示文字信息也是值得期待的，若是修改一下圖形庫，在LCD上畫個線、畫個圓和顯示個位圖也毫不成問題。

和咱們之前開發的驅動相比，LCD的驅動開發仍是比較繁瑣一些的，由於LCD的驅動代碼分散在三個目錄中（題外話，我以爲針對.Net Micro Framework來講，最難的驅動是網卡驅動（特別是wifi驅動）、其次是USB驅動，和它們相比，LCD驅動就是小菜了）。

和其它驅動相似，在具體寫LCD驅動以前，咱們先在CortexM3.h頭文件裏，寫一個和LCD寄存器相關的結構體，以便以於操做LCD寄存器，這種作法其實也是.Net Micro Framework驅動代碼的一種風格。

struct CortexM3_LCD

{

  //LCD /CS is CE4 - Bank 4 of NOR/SRAM Bank 1~4

  static const UINT32 c_Base = 0x6C000000;



  /****/ volatile UINT16 REG;

  /****/ volatile UINT16 RAM;

  void WriteReg(UINT8 Reg,UINT16 Value)

  {

      REG = Reg;

      RAM = Value;

  }

  UINT16 ReadReg(UINT8 Reg)

  {

      REG = Reg;

      return RAM;

  }

  void SetCursor(UINT16 x,UINT16 y)

  {

      WriteReg(32,x);

      WriteReg(33,y);

  }

  void SetPixel(UINT16 x,UINT16 y,UINT16 c)

  {

      WriteReg(32,x);

      WriteReg(33,y);

      WriteReg(34,c);

  }

  void WriteRAM_Prepare()

  {

      REG = 34;

  }

};

首先咱們在\DeviceCode\Targets\Native\CortexM3\DeviceCode目錄建立LCD子目錄，該驅動文件其實實現的功能很簡單，歸結起來就以下四個函數。

 

LCD_Controller_Initialize     LCD初始化

LCD_Controller_Uninitialize

LCD_Controller_Enable       LCD使能

LCD_GetFrameBuffer         得到LCD顯示緩衝區首地址

可是對咱們的ILI9320 LCD來講，LCD_Controller_Enable和LCD_GetFrameBuffer都不是必要的，從咱們開發板附送的LCD示例上看，LCD顯示緩衝區首地址的概念彷佛是不存在的，咱們直接寫RAM便可，至於寫入座標是經過代碼  WriteReg(32,x)和WriteReg(33,y)來控制（其實LCD驅動並不像我想象的那麼簡單，有不少功能須要仔細研究技術手冊才能發現，不過爲了簡單起見，咱們先按示例提供的方式來顯示）。

在LCD_Controller_Initialize初始化代碼中須要幾個延時（我在寫SysTick驅動的文章中提到了這一點），以下代碼所示：

CortexM3_LCD &LCD = CortexM3::LCD();

     HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled(50000);

     LCD.WriteReg(227, 0x3008);   // Set internal timing

    LCD.WriteReg(231, 0x0012);   // Set internal timing

    LCD.WriteReg(239, 0x1231);   // Set internal timing

    LCD.WriteReg(1  , 0x0100);   // set SS=1:0x0100 and SM=0:0x0400 bit

    LCD.WriteReg(2  , 0x0700);   // set 1 line inversion

    LCD.WriteReg(3  , 0x1030);   // set GRAM write direction and BGR=1.

    //放縮 0x0000 無 0x0001 1/2 0x0003 1/4

    LCD.WriteReg(4  , 0x0000);   // Resize register

    LCD.WriteReg(8  , 0x0207);   // set the back porch and front porch

    LCD.WriteReg(9  , 0x0000);   // set non-display area refresh cycle ISC[3:0]

    LCD.WriteReg(10 , 0x0000);   // FMARK function

    //0x0000 18bit RGB接口 0x0001 16bit RGB接口  0x0002 6bit RGB接口

    LCD.WriteReg(12 , 0x0000);   // RGB interface setting

    LCD.WriteReg(13 , 0x0000);   // Frame marker Position

    LCD.WriteReg(15 , 0x0000);   // RGB interface polarity

    /**************Power On sequence ****************/

    LCD.WriteReg(16 , 0x0000);   // SAP, BT[3:0], AP, DSTB, SLP, STB

    LCD.WriteReg(17 , 0x0007);   // DC1[2:0], DC0[2:0], VC[2:0]

    LCD.WriteReg(18 , 0x0000);   // VREG1OUT voltage

    LCD.WriteReg(19 , 0x0000);   // VDV[4:0] for VCOM amplitude

    HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled(200000);     // Delay 200 MS , Dis-charge capacitor power voltage

     LCD.WriteReg(16 , 0x1690);   // SAP, BT[3:0], AP, DSTB, SLP, STB

    LCD.WriteReg(17 , 0x0227);   // R11H=0x0221 at VCI=3.3V, DC1[2:0], DC0[2:0], VC[2:0]

     HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled(50000);      // Delay 50ms

     LCD.WriteReg(18 , 0x001D);   // External reference voltage= Vci;

    HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled(50000);      // Delay 50ms

    LCD.WriteReg(19 , 0x0800);   // R13H=1D00 when R12H=009D;VDV[4:0] for VCOM amplitude

    LCD.WriteReg(41 , 0x0014);   // R29H=0013 when R12H=009D;VCM[5:0] for VCOMH

    LCD.WriteReg(43 , 0x000B);   // Frame Rate = 96Hz

    HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled(50000);      // Delay 50ms

    LCD.WriteReg(32 , 0x0000);   // GRAM horizontal Address

    LCD.WriteReg(33 , 0x0000);   // GRAM Vertical Address

對NativeSample項目來講，在debug版本直接使用HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled是沒有問題的，可是在Release版本上面的函數前面要加一句GLOBAL_LOCK(irq)代碼，也就是循環期間要關閉中斷，才能正常運行。不過不管加不加這句代碼，在TinyCLR項目中，Release版本也是沒法正常運行的，甚至是直接用for循環也不行，不知道MDK的編譯優化到底改變了些什麼，有時間須要深刻研究一下（固然上班以後，我也能夠在RVDS上調試看看，有時候就是這樣，一樣的代碼用MDK調試通不過，可是用RVDS就沒有問題）。

接下來咱們要在\DeviceCode\Drivers\Display目錄下新建ILI9320子目錄，在該目錄的代碼中咱們實現文字顯示（固然指西文字符，要顯示漢字，在如此小的內存中咱們得須要特別的技巧）。

詳細的代碼這裏我就不貼了，不過要特別說明的是，EM-STM3210E的開發板有些問題，LCD實際上是倒着裝的，按開發板的測試示例來移植咱們的代碼，最終的顯示是倒的，以下圖所示：

 

 

因此咱們一是要重設LCD相應的寄存器，把顯存翻轉過來，代碼以下：

/* 數據顏色序(BGR): 0x1000 BGR  0x0000 RGB */

     /* 掃描方向(AM): 0x0008 從右到左  0x0000 從上到下 */

     /* 數據填充方向(I/D):0x0000  0x0010  0x0020  0x0030 */

    LCD.WriteReg(3  , 0x1000 | 0x0000 ); //0x0030 正常模式

其次是修改WriteChar函數裏的代碼，讓它適應這個變化，修改後的代碼以下，注意要用LCD的寬度和高度值減去x，y的座標。

const UINT8* font = Font_GetGlyph( c );

    CortexM3_LCD &LCD = CortexM3::LCD();

     int cx=0,ry=0;

    for(int y = 0; y < Font_Height(); y++)

    {

        for(int x = 0; x < Font_Width(); x+=2)

        {

            cx=g_ILI9320_Config.ControllerConfig.Width-(col+x)-1;

                ry=g_ILI9320_Config.ControllerConfig.Height-(row+y)-1;

            // the font data is mirrored

            if(ILI9320_GETBIT(Font_Width() -  x   ,y,font,1)) LCD.SetPixel(cx, ry,0x07e0);

                else LCD.SetPixel(cx, ry,0);



            if(ILI9320_GETBIT(Font_Width() - (x+1),y,font,1)) LCD.SetPixel(cx-1, ry,0x07e0);

                else LCD.SetPixel(cx-1, ry,0);

        }

    }

修改代碼後，咱們的顯示就已經翻轉了，以下圖所示：

 

 

最後咱們還要在\Solutions\STM3210E\DeviceCode目錄下新建子目錄Display，在該目錄下新建ILI9320_config.cpp文件，該文件主要完成LCD的一些參數配置，主要配置以下：

#define ILI9320_SCREEN_WIDTH              240

#define ILI9320_SCREEN_HEIGHT             320

#define ILI9320_ENABLE_TFT                TRUE

#define ILI9320_ENABLE_COLOR              TRUE

#define ILI9320_PIXEL_POLARITY            FALSE

#define ILI9320_FIRST_LINE_POLARITY       FALSE

#define ILI9320_LINE_PULSE_POLARITY       FALSE

#define ILI9320_SHIFT_CLK_POLARITY        FALSE

#define ILI9320_OUTPUT_ENABLE_POLARITY    FALSE

#define ILI9320_CLK_IDLE_ENABLE           TRUE

#define ILI9320_CLK_SELECT_ENABLE         TRUE



#define ILI9320_PIXELCLOCKDIVIDER     9

#define ILI9320_BUS_WIDTH             16

#define ILI9320_BITS_PER_PIXEL        16

#define ILI9320_ORIENTATION           0

這時候也許有人會問，何須這麼麻煩，把一個LCD驅動分解到三個目錄中，都放在一個目錄行不行？ 固然這是能夠的，這樣作的目的就是，針對不一樣開發板，有些代碼能夠方便地複用。

開發完LCD驅動，若是僅僅顯示文字，不顯示一個位圖，總以爲缺乏點什麼。說幹就幹，我顯示一個320*240的位圖。

但提及來容易作起來難，一個16bit的320*240的位圖要150k，先不說如何去顯示它，光說它放在什麼地方，就是一個頭疼的地方，若是把它編寫到代碼中，咱們的片內Flash才512k，很顯然放不下，放到NandFlash中，咱們沒有實現文件系統，在說也沒有實現UsbMassStorage功能，咱們也沒法把圖片拷貝到NandFlash中。

幸虧在開發wifi驅動過程當中我實現了一個MFDeploy的插件，經過該插件能夠把位圖下載到NandFlash中（由於Ti提供的wifi開發板，wifi初始化時須要加載三個文件，原先是放在文件系統中的，單這樣作代價高了點，不只要實現文件系統，還要實現UsbMassStorage功能，不然文件也是無法放到NandFlash上的，因此纔開發了這個插件）。至於這個插件是如何實現的，我在之後準備要寫的【玩轉.Net MF】系列文章中我會詳細介紹的。

在下載位圖以前，咱們先作一張320*240的位圖，保存時要作以下選擇，以下圖：

 

 

要選擇R5G6B5，此外要勾選翻轉行序（也能夠不勾選，不過代碼要作些調整，不然圖形是倒的）。

咱們的實現思路是，從NandFlash中先讀一部分數據，而後再顯示一部分圖形，最終完成一幅圖的顯示，這樣就避開了內容小的問題。

LCD驅動中位圖顯示函數LCD_BitBltEx中的代碼以下：

UINT16 * StartOfLine_src = (UINT16 *)&data[0];

    CortexM3_LCD &LCD = CortexM3::LCD();

    if(x==0 && y==0) LCD.SetCursor(g_ILI9320_Config.ControllerConfig.Width-1,g_ILI9320_Config.ControllerConfig.Height-1);

     LCD.WriteRAM_Prepare();

     for(int i=0;i<width*height;i++)

     {

        LCD.RAM = *StartOfLine_src++;

     }

NativeSample.cpp中的測試代碼以下：

BYTE bytReadData[15360];

     UINT32 index=0x00520046;

     BlockStorageDevice *device= BlockStorageList::GetFirstDevice();

    for(int y=0;y<320;y+=32)

    {

       device->Read(index,15360,bytReadData);

        LCD_BitBltEx(0,y,240,32,(UINT32 *)bytReadData);

        index+=15360;

    }

最終的效果圖以下：