【11】、STM32F767——————>LTDC之 LCD液晶屏

1. 显示屏：属于计算机的I/O设备，将特定电子信息转换到屏幕上；反射到人眼的工具； 人机互动； 
   1. 分类简述：
      1. 液晶屏：液晶一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，施加电压改变分子排列，达到遮光和透光的目地；
      2. LED屏：单个像素点内集成红绿蓝三色，混色实现全彩输出，多个像素构成一个屏幕； 
      3. OLED屏：有机发光二极管，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且弯曲(曲面电视)； 
   2. 像素：组成图像单元的基本参数，尺寸小、像素密图像越清晰； 
   3. 分辨率：像素的行*列； 实验用800*480； 表示 有800列480行； 
   4. 色彩深度：像素有多少位(bit),位数越多； 变化效果越细腻； 常规有565(16bit)、888(24bit); 565表示：红5bit、绿6bit、蓝5bit;
   5. 尺寸：常说几寸屏，测量方法：屏幕对角线的长度；
   6. 点距：相邻两个像素之间的距离；例如手机的分辨率比电脑分辨率还高； 像素小：显示效果好； 
2. 液晶屏控制方式分类：
   1. 串口屏：操作简单，用户通过发送串口指令完成对LCD屏幕的交互，需要厂家配合定制;（常见串口屏厂家：尼奇等)；
   2. MCU屏：有专门的MCU驱动屏幕，用户只需跟这些专用IC通信，就可以自定义屏幕的交互；(常用芯片：ILI9341、NT35310等)
   3. LTDC屏：单片机有专用的LTDC接口（F7有专门的LTDC接口，配合DMA2D图形绘制），直接驱动LCD屏幕，显示速度快、效率更高；(本节介绍LTDC屏的使用，选用群创：AT070TN92，3.5寸屏)
3. 液晶屏信号线接口：
   1. R[7:0]：红色数据
   2. G[7:0]：绿色数据
   3. B[7:0]：蓝色数据
   4. CLK：像素同步时钟信号 ；在时钟信号驱动下，每个时钟传输一个像素点数据； 
   5. DE：数据使能信号；低电平时RGB信号线表示的数据有效； 
   6. HSYNC：水平同步信号
   7. VSYNC：垂直同步信号
4. 驱动模式:
   1. 框图:
   2. 如何选择DE模式、HV模式：数据手册里面的MODE引脚； DE：MODE=1； HV：MODE=0；
   3. DE模式：常用模式，更加便捷，易操作； 
   4. HV模式：H/V时序要求很高，要对着手册慢慢调试； 
   5. 注意：如果用DE模式，对SYNC的参数就没特殊要求，随便填；如果是HV模式，多翻数据手册，看清时间间隔；
5. 传输时序：
   1. 扫描方式：(横屏模式)从左到右，从上到下，逐点扫描；通过RGB数据线，在同步时钟CLK下依次传输到液晶屏中，交给显示指针，传输完成一行时，水平同步信号HSYNC电平跳变一次，传输完一帧时VSYNC电平跳变一次，一帧图像HSYNC跳变480次；
   2. 时序分析：
      1. 框图：
      2. 时序相关名词解释：
         1. VBP(vertical back porch)：表示在一帧图像开始时，垂直同步信号以后的无效行数；
         2. VFP(vertical front porch)：表示在一帧图像结束后，垂直同步信号以前的无效行数；
         3. HBP(horizontal back porth)：表示从水平同步信号开始到一行的有效数据开始之间的CLK个数；
         4. HFP(horizontal front porth)：表示从一行的有效数据结束到下一个水平同步信号开始之间的个数；
         5. VSW(vertical sync width)：垂直同步信号的宽度，单位为行； 
         6. HSW(horizontal sync witdh)：水平同步信号的宽度，单位为同步时钟CLK的个数；
6. 显存：显卡缓存容量，实际应用期间，把一帧的像素数据存在缓存里，再传输给液晶，这种存储显示数据的存储器称为显存；565格式所需显存容量:2*800*480 = 768K；888格式=3*800*480=1.152MKb;  单片机内部RAM有效，很难分配出这么多RAM，因此我们外扩SDRAM，把SDRAM的首地址，当做显存的首地址； 
7. LTDC液晶控制器接口简述：
   1. STM32F76XX系列芯片都带有LTDC，可直接外接LCD屏，实现液晶驱动；
   2. 两个带有专用FIFO(PG、PF)的显示屏(FIFO深度64*32位)
   3. 最高支持800*600分辨率的屏幕；
   4. 常见颜色格式：RGB888、RGB565、ARGB8888、ARGB1555(A透明度，类似画面上显示“弹幕的功能”)；
   5. 可编程窗口位置和大小；
8. LTDC结构框图：
   1. 信号线：(565格式连接)
      1. CLK------>PG7,时钟输出
      2. HSYNC------>PI10，行同步信号
      3. VSYNC------>PI9，垂直同步信号
      4. DE------>PF10，数据使能
      5. R[7:3]------>PG6、PH12、PH11、PH10、PH9
      6. G[7:2]------>PI2、PI1、PI10、PH15、PH14、PH13
      7. B[7:3]------>PI7、PI6、PI5、PI5、PG11
   2. 图像处理单元流程：AHB接口获取显存(SDRAM)中的数据，然后分层把数据分别发送到两个层FIFO缓存，接着从缓存中获取数据交给PFC(像素格式转换器)，它把数据从像素格式转换成字(ARGB8888)格式，再经过混合单元把两层数据合并得到单层显示数据，通过信号线输出到液晶面板；
   3. 配置和状态寄存器：配置LTDC的时序参数(第5小节)，寄存器详细介绍：参阅中文参考手册；
   4. 时钟信号：查阅手册得到，LCD典型时钟频率为：33.MHz；
9. DMA2D图形加速器简介
   1. ST为了提高芯片图像处理能力，增加了DMA：Chrom-Art Accelerator，即DMA2D，通过DMA对图像进行填充、搬运，完全不用CPU干预，提高效率，减轻CPU负担；
   2. DMA2D四种工作模式：
      1. 寄存器到寄存器：本例程采用这种方式
      2. 存储器到存储器
      3. 存储器到存储器并执行PFC
      4. 存储器到存储器并执行PFC和混合
10. LTDC初始化流程
    1. LTDC时钟、DMA2D时钟、GPIO时钟
    2. 初始化SDRAM，用作显存
    3. 根据LCD参数配置通讯时序
    4. 配置LTDC层级控制参数，配置显存地址
    5. 初始化DMA2D，用于辅助显示
    6. 测试程序
11. 初始化例程
12. 总结：可以利用STM32CubeMX初始化LTDC看下哪些参数需要设置；
13. 参考资料：
    1. 正点原子：STM32F7 开发指南(HAL 库版)
    2. 野火：STM32 HAL 库开发实战指南
    3. 官方例程