【Linux下6818开发板（ARM）】在液晶屏上显示RGB颜色和BMP图片

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        在嵌入式系统的开发中，我们经常需要在液晶屏上显示一些信息，如文本、图片等。在本篇文章中，我将解析两个C语言的例程，这些例程分别用于在液晶屏上显示不同的RGB颜色和显示BMP图片。

一、在液晶屏上显示RGB颜色

        RGB颜色想必大家都懂吧，简单介绍一下：

        RGB是一种用于表示颜色的色彩模型，它是英文单词"Red（红色）"、"Green（绿色）"和"Blue（蓝色）"的缩写。在RGB色彩模型中，每种颜色由红色、绿色和蓝色三个分量的不同强度组成，通过调整这三个分量的数值，可以得到各种不同的颜色。

        在RGB色彩模型中，每个颜色分量的取值范围通常是0到255。数值为0表示没有该颜色分量，而数值为255表示该颜色分量的最大强度。因此，RGB颜色可以用一个三元组(R, G, B)来表示，其中R表示红色分量的强度，G表示绿色分量的强度，B表示蓝色分量的强度。

        例如，纯红色的RGB颜色表示为(255, 0, 0)，即红色分量为最大强度，而绿色和蓝色分量均为0。类似地，纯绿色的RGB颜色表示为(0, 255, 0)，纯蓝色的RGB颜色表示为(0, 0, 255)，我们通常在编程中用0x00ff0000的十六进制表示红色。

        通过调整RGB颜色的三个分量的数值，可以得到各种不同的颜色，包括所有可见的颜色。由于RGB色彩模型在计算机图形和显示技术中得到广泛应用，所以它是最常用的色彩模型之一。

        下面来看一下综合例程：

//在屏幕上交替的显示红绿蓝三色
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 		
#include 		
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 		//帧缓冲设备的结构体定义在这个里面

#define LCDDEV		"/dev/fb0"			
#define LCDSIZE  800*480*4

struct color {
    unsigned int red;
    unsigned int green;
    unsigned int blue;
};
	
void input_color(int *lcd_buf, int color)
{
	int x, y;
	for ( y=0; y<480; y++)
	{
		for(x=0; x<800; x++)
		{
			lcd_buf[y*800 + x] = color;	
		}
	}
}

void output_color(int color)
{
	// 1. 打开液晶屏设备
	int lcd_fd = open(LCDDEV, O_RDWR);
	if(lcd_fd == -1)
	{
		perror("open lcd fail");
		exit(errno);
	}
	
	// 给液晶屏文件映射一块内存
	// void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags,int fildes, off_t off); 
	int *fb = mmap(NULL, LCDSIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, lcd_fd, 0);
	if(fb == MAP_FAILED)
	{
		perror("mmap fail");
		exit(errno);
	}
	
	int lcd_buf[800*480] ={0}; 
	
	input_color(lcd_buf,color);
	
	memcpy(fb,lcd_buf,LCDSIZE);
	
	
	// 3. 关闭液晶屏
	munmap(fb, LCDSIZE);
	close(lcd_fd);

}				
int main(int argc, char *argv[])
{

    // 2. 初始化颜色值
    struct color rgb = { .red = 0x00ff0000, .green = 0x0000ff00, .blue = 0x000000ff };
	
	
	while(1)
	{
		output_color(rgb.red);
		sleep(1);
		output_color(rgb.green);
		sleep(1);
		output_color(rgb.blue);
		sleep(1);
		
	}
	
	return 0;
}

        这个代码的主要思路是，首先定义一个颜色结构体，然后创建一个颜色缓冲区，将颜色数据填充到缓冲区中，最后将缓冲区的内容写入到液晶屏设备中。

        在代码中，我们首先定义了一个颜色结构体struct color，它包含了3个成员：红色、绿色和蓝色。然后，我们定义了一个input_color函数，该函数的主要作用是将颜色数据填充到颜色缓冲区中。output_color函数则负责将颜色缓冲区的内容写入到液晶屏设备中。

        在main函数中，我们首先初始化了颜色的值，然后在一个无限循环中，不断的将红色、绿色和蓝色的颜色信息写入到液晶屏设备中，每次写入后暂停1秒。

二、在液晶屏上显示BMP图片

        这个操作就像把大象放进冰箱需要几步这个问题一样，第一步打开液晶屏，第二步导入bmp格式的图片，第三步关闭液晶屏，顺着这个思路我们很快就能写出如下程序，当然细节处怎么做到还需自己研究一下哦，其实很简单，主要用到了像素转换的思想：

        像素转换代码：color = bmp_buf[k] | bmp_buf[k+1]<<8 | bmp_buf[k+2]<<16;

• 在这个循环中，我们使用i和j变量遍历每个像素点的行和列，同时使用k变量来遍历bmp_buf缓冲区，处理每个像素的BGR颜色数据。
• 由于BMP图像是BGR顺序存储的，我们通过位运算将3个字节的颜色数据合成为一个32位的像素颜色值。
• 位运算操作的目的是将BGR颜色数据拼接成一个32位整数的颜色值，其中高8位为0（alpha通道，不透明度），接下来8位为红色值，再接下来8位为绿色值，最低8位为蓝色值。

        另外还需搞清楚，BMP图片的像素数据是从左到右，从下到上存储的，而液晶屏的读取是从左往右，从上往下，刚好是上下颠倒。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 		
#include 		
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 		//帧缓冲设备的结构体定义在这个里面

#define LCDDEV		"/dev/fb0"			
	
void show_bmp(char *name)
{
	// 1. 打开液晶屏设备
	int lcd_fd = open(LCDDEV, O_RDWR);
	if(lcd_fd == -1)
	{
		perror("open lcd fail");
		exit(errno);
	}

	int bmp_fd = open(name, O_RDONLY);
	if(bmp_fd == -1)
	{
		perror("open bmp fail");
		exit(errno);
	}
	
	// 给液晶屏文件映射一块内存
	// void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags,int fildes, off_t off);
           // 
	int *fb = mmap(NULL, 800*480*4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, lcd_fd, 0);
	if(fb == MAP_FAILED)
	{
		perror("mmap fail");
		exit(errno);
	}

	// 先跳过54字节的文件头和信息头
	lseek(bmp_fd, 54, SEEK_SET);
	
	// 读取位图数据（图像的BGR颜色数据））
	char bmp_buf[800*480*3] = {0};
	read(bmp_fd, bmp_buf, 800*480*3);
	
	int i, j, k = 0;
	int color = 0;
	
	//液晶屏的扫描方式是：从上到下，从左到右
	//而bmp图像数据的存储方式是：从左到右，从下到上
	//所以要反着写入，就能解决翻转问题
	for (i = 479; i >= 0; i--) {
		for (j = 0; j < 800; j++) {
			color = bmp_buf[k] | bmp_buf[k + 1] << 8 | bmp_buf[k + 2] << 16;// 像素转换
			k += 3;
			fb[i * 800 + j] = color;// 写入液晶屏
		}
	}

	
	munmap(fb, 800*480*4);
	close(bmp_fd);
	// 3. 关闭液晶屏
	close(lcd_fd);
	
}

	
		
int main(int argc, char *argv[])
{
		
	if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s  \n", argv[0]);
        return 1;
    }

	show_bmp(argv[1]);
	return 0;
}

        例程的主要思路是，首先打开BMP图片文件和液晶屏设备，然后读取BMP图片的像素数据，将这些像素数据写入到液晶屏的缓冲区中，最后将缓冲区的内容写入到液晶屏设备中。

        在代码中，我们首先打开了液晶屏设备和BMP图片文件，然后创建了一个映射，这个映射将液晶屏设备的内存映射到了进程的地址空间。接着，我们从BMP图片文件中读取像素数据，将这些数据写入到液晶屏的缓冲区中。最后，我们将缓冲区的内容写入到液晶屏设备中。

三、运行

        有了代码那怎么运行呢，其实之前的博客里也教过，但是还是凑点字数，多说说，只要需要用 rz -y命令把可执行文件传给开发板就行。

         什么？又不会编译了，看这里：

        

        传统就是arm-linux-gcc ，那么快捷方法就是用alias命令把它变成一个快捷指令ag。 

四、总结

        通过这两个例程，我们可以看到在C语言中如何操作液晶屏设备，如何将颜色和图片显示到液晶屏上。这些例程提供了一个很好的起点，让我们能够理解如何在嵌入式系统中进行液晶屏的编程。希望这个文章能对你有所帮助，如果你有任何问题，欢迎在评论区留言。

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