实验九--裸机LCD

一。环境

　　系统：ubuntu12.04

　　开发板：jz2440

　　编译器：gcc

二。说明

    有空补上

三。代码

 Makefile:

 1 CC      = arm-linux-gcc

 2 LD      = arm-linux-ld

 3 AR      = arm-linux-ar

 4 OBJCOPY = arm-linux-objcopy

 5 OBJDUMP = arm-linux-objdump

 6 

 7 CFLAGS         := -Wall -O2

 8 

 9 

10 export     CC LD AR OBJCOPY OBJDUMP CFLAGS

11 

12 objs := head.o init.o nand.o lcddrv.o framebuffer.o main.o

13 

14 lcd.bin: $(objs)

15     ${LD} -Tlcd.lds -o lcd_elf $^

16     ${OBJCOPY} -O binary -S lcd_elf $@

17     ${OBJDUMP} -D -m arm lcd_elf > lcd.dis

18 

19 

20 %.o:%.c

21     ${CC} $(CFLAGS) -c -o $@ $<

22 

23 %.o:%.S

24     ${CC} $(CFLAGS) -c -o $@ $<

25 

26 clean:

27     rm -f lcd.bin lcd_elf lcd.dis *.o

28     

head.S:

 1 @******************************************************************************

 2 @ File: head.S

 3 @ 功能: 设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行

 4 @******************************************************************************       

 5    

 6 .extern     main

 7 .text 

 8 .global _start 

 9 _start:

10 @******************************************************************************       

11 @ 中断向量，本程序中，除Reset和HandleIRQ外，其它异常都没有使用

12 @******************************************************************************       

13     b   Reset

14 

15 @ 0x04: 未定义指令中止模式的向量地址

16 HandleUndef:

17     b   HandleUndef 

18  

19 @ 0x08: 管理模式的向量地址，通过SWI指令进入此模式

20 HandleSWI:

21     b   HandleSWI

22 

23 @ 0x0c: 指令预取终止导致的异常的向量地址

24 HandlePrefetchAbort:

25     b   HandlePrefetchAbort

26 

27 @ 0x10: 数据访问终止导致的异常的向量地址

28 HandleDataAbort:

29     b   HandleDataAbort

30 

31 @ 0x14: 保留

32 HandleNotUsed:

33     b   HandleNotUsed

34 

35 @ 0x18: 中断模式的向量地址

36 HandleIRQ:

37     b   HandleIRQ

38 

39 @ 0x1c: 快中断模式的向量地址

40 HandleFIQ:

41     b   HandleFIQ

42 

43 Reset:                  

44     ldr sp, =4096           @ 设置栈指针，以下都是C函数，调用前需要设好栈

45     bl  disable_watch_dog   @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启

46     bl  clock_init          @ 设置MPLL，改变FCLK、HCLK、PCLK

47     bl  memsetup            @ 设置存储控制器以使用SDRAM

48     bl  nand_init           @ 初始化NAND Flash

49     

50                             @ 复制代码到SDRAM中

51     ldr r0, =0x30000000     @ 1. 目标地址 = 0x30000000，这是SDRAM的起始地址

52     mov r1, #4096           @ 2. 源地址   = 4096，运行地址在SDRAM中的代码保存在NAND Flash 4096地址开始处

53     mov r2, #16*1024        @ 3. 复制长度 = 16K，对于本实验，这是足够了

54     bl  CopyCode2SDRAM      @ 调用C函数CopyCode2SDRAM

55     

56     bl  clean_bss           @ 清除bss段，未初始化或初值为0的全局/静态变量保存在bss段

57 

58 

59 

60     msr cpsr_c, #0xdf       @ 进入系统模式

61     ldr sp, =0x34000000     @ 设置系统模式栈指针，

62 

63 

64 

65     ldr lr, =halt_loop      @ 设置返回地址

66     ldr pc, =main           @ 调用main函数

67 halt_loop:

68     b   halt_loop

上面的sdram，时钟,nand flash等同前面的，不贴出来了

现在与lcd有关的函数：

main.c:

 1 #include "lcddrv.h"

 2 #include "framebuffer.h"

 3 #include "s3c24xx.h"

 4 

 5 void delay()

 6 

 7 {

 8 

 9 unsigned long cnt;

10 

11 for(cnt=0;cnt<100000;cnt++);

12 

13 }

14 

15 int main()

16 {

17     Lcd_Port_Init();                     // 设置LCD引脚

18     Tft_Lcd_Init(); // 初始化LCD控制器

19     Lcd_PowerEnable(0, 1);               // 设置LCD_PWREN有效，它用于打开LCD的电源

20     Lcd_EnvidOnOff(1);                   // 使能LCD控制器输出信号

21 

22     ClearScr(0x0);  // 清屏，黑色

23     while (1)

24     {           

25            

26         Mire();  

27     delay(); 

28         //Lcd_EnvidOnOff(0);

29  

30     }

31     

32     return 0;

33 }

由main函数可以看出，本程序只是驱动lcd来画同心圆，参考代码是韦东山先生的，此处作了较大的删改：

framebuffer.c:

 1 /*

 2  * FILE: framebuffer.c

 3  * 实现在framebuffer上画点、画线、画同心圆、清屏的函数

 4  */

 5 

 6 #include "framebuffer.h"

 7 

 8 extern unsigned int fb_base_addr;

 9 extern unsigned int bpp;

10 extern unsigned int xsize;

11 extern unsigned int ysize;

12 

13 /* 

14  * 画点

15  * 输入参数：

16  *     x、y : 象素坐标

17  *     color: 颜色值

18  *         对于16BPP: color的格式为0xAARRGGBB (AA = 透明度),

19  *     需要转换为5:6:5格式

20  *         对于8BPP: color为调色板中的索引值，

21  *     其颜色取决于调色板中的数值

22  */

23 void PutPixel(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int color)

24 {

25     unsigned char red,green,blue;

26 

27     switch (bpp){

28         case 16:

29         {

30             unsigned short *addr = (unsigned short *)fb_base_addr + (y * xsize + x);

31             red   = (color >> 19) & 0x1f;

32             green = (color >> 10) & 0x3f;

33             blue  = (color >>  3) & 0x1f;

34             color = (red << 11) | (green << 5) | blue; // 格式5:6:5

35             *addr = (unsigned short) color;

36             break;

37         }

38  

39 

40         default:

41             break;

42     }

43 }

44 

45 /* 

46  * 绘制同心圆

47  */

48 void Mire(void)

49 {

50     unsigned int x,y;

51     unsigned int color;

52     unsigned char red,green,blue,alpha;

53 

54     for (y = 0; y < ysize; y++)

55         for (x = 0; x < xsize; x++){

56             color = ((x-xsize/2)*(x-xsize/2) + (y-ysize/2)*(y-ysize/2))/64;

57             red   = (color/8) % 256;

58             green = (color/4) % 256;

59             blue  = (color/2) % 256;

60             alpha = (color*2) % 256;

61 

62             color |= ((unsigned int)alpha << 24);

63             color |= ((unsigned int)red   << 16);

64             color |= ((unsigned int)green << 8 );

65             color |= ((unsigned int)blue       );

66 

67             PutPixel(x,y,color);

68         }

69 }

70 

71 /* 

72  * 将屏幕清成单色

73  * 输入参数：

74  *     color: 颜色值

75  *         对于16BPP: color的格式为0xAARRGGBB (AA = 透明度),

76  *     需要转换为5:6:5格式

77  *         对于8BPP: color为调色板中的索引值，

78  *     其颜色取决于调色板中的数值

79  */

80 void ClearScr(unsigned int color)

81 {   

82     unsigned int x,y;

83     

84     for (y = 0; y < ysize; y++)

85         for (x = 0; x < xsize; x++)

86             PutPixel(x, y, color);

87 }

 

lcddrv.c:

  1 /*

  2  * FILE: lcddrv.c

  3  * 提供操作LCD控制器、调色板等的底层函数

  4  */

  5 

  6 #include "s3c24xx.h"

  7 #include "lcddrv.h"

  8 

  9 #define GPB0_tout0  (2<<(0*2))

 10 #define GPB0_out    (1<<(0*2))

 11 #define GPB1_out    (1<<(1*2))

 12 

 13 #define GPB0_MSK    (3<<(0*2))

 14 #define GPB1_MSK    (3<<(1*2))

 15 

 16 

 17 unsigned int fb_base_addr;

 18 unsigned int bpp;

 19 unsigned int xsize;

 20 unsigned int ysize;

 21 

 22 

 23 /*

 24  * 初始化用于LCD的引脚

 25  */

 26 void Lcd_Port_Init(void)

 27 {

 28     GPCUP   = 0xffffffff;   // 禁止内部上拉

 29     GPCCON  = 0xaaaaaaaa;   // GPIO管脚用于VD[7:0],LCDVF[2:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK,LEND 

 30     GPDUP   = 0xffffffff;   // 禁止内部上拉

 31     GPDCON  = 0xaaaaaaaa;   // GPIO管脚用于VD[23:8]

 32       GPBCON &= ~(GPB0_MSK);  // Power enable pin

 33     GPBCON |= GPB0_out;

 34     GPBDAT &= ~(1<<0);            // Power off

 35    

 36 }

 37 

 38 /*

 39  * 初始化LCD控制器

 40  * 输入参数：

 41  * type: 显示模式

 42  *      MODE_TFT_8BIT_240320  : 240*320 8bpp的TFT LCD

 43  *      MODE_TFT_16BIT_240320 : 240*320 16bpp的TFT LCD

 44  *      MODE_TFT_8BIT_640480  : 640*480 8bpp的TFT LCD

 45  *      MODE_TFT_16BIT_640480 : 640*480 16bpp的TFT LCD

 46  */

 47 void Tft_Lcd_Init()

 48 {

 49    

 50         /* 

 51          * 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5

 52          * 1. LCDCON1:

 53          *    设置VCLK的频率：VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]

 54          *    选择LCD类型: TFT LCD   

 55          *    设置显示模式: 16BPP

 56          *    先禁止LCD信号输出

 57          * 2. LCDCON2/3/4:

 58          *    设置控制信号的时间参数

 59          *    设置分辨率，即行数及列数

 60          * 现在，可以根据公式计算出显示器的频率：

 61          * 当HCLK=100MHz时，

 62          * Frame Rate = 1/[{(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LIINEVAL+1)+(VFPD+1)}x

 63          *              {(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)}x

 64          *              {2x(CLKVAL+1)/(HCLK)}]

 65          *            = 60Hz

 66          * 3. LCDCON5:

 67          *    设置显示模式为16BPP时的数据格式: 5:6:5

 68          *    设置HSYNC、VSYNC脉冲的极性(这需要参考具体LCD的接口信号): 反转

 69          *    半字(2字节)交换使能

 70          */

 71         LCDCON1 = (4<<8) | (LCDTYPE_TFT<<5) | \

 72                   (BPPMODE_16BPP<<1) | (ENVID_DISABLE<<0);

 73         LCDCON2 = (1<<24) | (271<<14) | \

 74                   (1<<6) | (9);

 75         LCDCON3 = (1<<19) | (479<<8) | (1);

 76         LCDCON4 = 40;

 77         LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<11) | (HSYNC_INV<<9) | (VSYNC_INV<<8) | \

 78                   (HWSWP<<1);

 79 

 80         /*

 81          * 设置LCD控制器的地址寄存器LCDSADDR1~3

 82          * 帧内存与视口(view point)完全吻合，

 83          * 图像数据格式如下：

 84          *         |----PAGEWIDTH----|

 85          *    y/x  0   1   2       239

 86          *     0   rgb rgb rgb ... rgb

 87          *     1   rgb rgb rgb ... rgb

 88          * 1. LCDSADDR1:

 89          *    设置LCDBANK、LCDBASEU

 90          * 2. LCDSADDR2:

 91          *    设置LCDBASEL: 帧缓冲区的结束地址A[21:1]

 92          * 3. LCDSADDR3:

 93          *    OFFSIZE等于0，PAGEWIDTH等于(240*2/2)

 94          */

 95         LCDSADDR1 = ((LCDFRAMEBUFFER>>22)<<21) | LOWER21BITS(LCDFRAMEBUFFER>>1);

 96         LCDSADDR2 = LOWER21BITS((LCDFRAMEBUFFER+ \

 97                     (480)*(272)*2)>>1);

 98         LCDSADDR3 = (0<<11) | (480*2/2);

 99 

100         /* 禁止临时调色板寄存器 */

101         TPAL = 0;

102 

103         fb_base_addr = LCDFRAMEBUFFER;

104         bpp = 16;

105         xsize = 480;

106         ysize = 272;

107 

108       

109 }

110 

111 

112 /*

113  * 设置是否输出LCD电源开关信号LCD_PWREN

114  * 输入参数：

115  *     invpwren: 0 - LCD_PWREN有效时为正常极性

116  *               1 - LCD_PWREN有效时为反转极性

117  *     pwren:    0 - LCD_PWREN输出有效

118  *               1 - LCD_PWREN输出无效

119  */

120 void Lcd_PowerEnable(int invpwren, int pwren)

121 {

122     GPGCON = (GPGCON & (~(3<<8))) | (3<<8);   // GPG4用作LCD_PWREN

123     GPGUP  = (GPGUP & (~(1<<4))) | (1<<4);    // 禁止内部上拉    

124         

125     LCDCON5 = (LCDCON5 & (~(1<<5))) | (invpwren<<5);  // 设置LCD_PWREN的极性: 正常/反转

126     LCDCON5 = (LCDCON5 & (~(1<<3))) | (pwren<<3);     // 设置是否输出LCD_PWREN

127 }    

128 

129 /*

130  * 设置LCD控制器是否输出信号

131  * 输入参数：

132  * onoff: 

133  *      0 : 关闭

134  *      1 : 打开

135  */

136 void Lcd_EnvidOnOff(int onoff)

137 {

138     if (onoff == 1)

139     {

140         LCDCON1 |= 1;         // ENVID ON

141         GPBDAT |= (1<<0);            // Power on

142     }

143     else

144     {

145         LCDCON1 &= 0x3fffe;  // ENVID Off

146         GPBDAT &= ~(1<<0);     // Power off

147     }

148 }    

现在贴出重要的头文件做为理解用：

lcddrv.h:

 1 /*

 2  * FILE: lcddrv.h

 3  * 操作LCD控制器、调色板等的底层函数接口

 4  */

 5 

 6 #ifndef __LCDDRV_H__

 7 #define __LCDDRV_H__

 8 

 9 

10 #define LOWER21BITS(n)  ((n) & 0x1fffff)

11 

12 #define BPPMODE_16BPP   0xC

13 

14 

15 #define LCDTYPE_TFT     0x3

16 

17 #define ENVID_DISABLE   0

18 #define ENVID_ENABLE    1

19 

20 #define FORMAT8BPP_5551 0

21 #define FORMAT8BPP_565  1

22 

23 #define HSYNC_NORM      0

24 #define HSYNC_INV       1

25 

26 #define VSYNC_NORM      0

27 #define VSYNC_INV       1

28 

29 #define VDEN_NORM        0

30 #define VDEN_INV        1

31 

32 #define BSWP            1

33 #define HWSWP           1

34 

35 #define LCDFRAMEBUFFER 0x30400000

36 

37 /*

38  * 初始化用于LCD的引脚

39  */

40 void Lcd_Port_Init(void);

41 

42 /*

43  * 初始化LCD控制器

44  * 输入参数：

45  * type: 显示模式

46  *      MODE_TFT_8BIT_640480  : 640*640 8bpp的TFT LCD

47  *      MODE_TFT_16BIT_640480 : 640*640 16bpp的TFT LCD

48  */

49 void Tft_Lcd_Init();

50 

51 void Lcd_EnvidOnOff(int onoff);

52 

53 /*

54  * 设置是否输出LCD电源开关信号LCD_PWREN

55  * 输入参数：

56  *     invpwren: 0 - LCD_PWREN有效时为正常极性

57  *               1 - LCD_PWREN有效时为反转极性

58  *     pwren:    0 - LCD_PWREN输出有效

59  *               1 - LCD_PWREN输出无效

60  */

61 void Lcd_PowerEnable(int invpwren, int pwren);

62 

63 

64 #endif /*__LCDDRV_H__*/

自然不难看出，仍然有不少冗余项，这里先不做深究。

上面代码经过烧写验证，没有问题。

代码删减了串口，中断，以及print函数的硬件重定向等内容，以便更直观理解lcd驱动。

关于代码中重要函数，有时间补上。