RP2040: DMA+PIO驱动8080屏幕，帧率高达200fps

Aoki_kelley

于 2025-03-11 14:58:55 发布

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分类专栏： RP2040 文章标签：单片机

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MCU：RP2040，双核M0+，默频125MHz
屏幕：ST7735驱动芯片，8080 8bit时序
驱动板：自制
关于PIO详见官方的rp2040-datasheet: Chapter 3. PIO

部分代码

PIO代码

将八位数据送到八个并行数据口，同时WR信号产生上升沿
其他控制信号（CS、RD、RS）由内核操作GPIO控制
增加一些延时确保数据能正确送入驱动芯片

.program lcd_8080_8bit

lp1:
  pull block

  set pins, 0

  out pins, 8 [5]

  set pins, 1 [5]

  jmp lp1

DMA初始化

配置DMA通道
DMA的DRQE配置为PIO产生

void dma_init(PIO pio, uint8_t sm) {
    // TX DMA channel
    dma_chan = dma_claim_unused_channel(true);
    
    dma_channel_config c = dma_channel_get_default_config(dma_chan);
    channel_config_set_transfer_data_size(&c, DMA_SIZE_8);
    channel_config_set_read_increment(&c, true);
    channel_config_set_write_increment(&c, false);
    channel_config_set_dreq(&c, pio_get_dreq(pio, sm, true));  // Dreq from PIO
    
    dma_channel_configure(
        dma_chan,
        &c,
        &pio0_hw->txf[sm],
        NULL,
        H_RESOLUTION*V_RESOLUTION*2,
        false                   // Not start yet
    );
}

DMA中断

每次刷新LCD后，在中断中重新发送写显存命令

void dma_irq_handler() {
    st7735_set_cs_pin(1);

    dma_hw->ints0 = 1u << dma_chan;

    fps_calculate();

    st7735_pio_pixel_start(pio, sm);
    dma_channel_set_trans_count(dma_chan, H_RESOLUTION*V_RESOLUTION*2, false);
    dma_channel_set_read_addr(dma_chan, image_array, true);  // Start trans
}

帧率计算

取60次LCD刷新时间的平均值计算帧率

void fps_calculate() {
    uint64_t current_time = time_us_64();
    uint64_t delta_time = current_time - last_time;
    last_time = current_time;

    if (delta_time > 0) {
        fps += 1000000.0f / (float)delta_time;
    }

    count++;
    if (count == 60) {
        count = 0;
        printf("CORE1: FPS: %.2f ", fps / 60.0f);
        printf("FREQ: %u\n", clock_get_hz(clk_sys));
        fps = 0.0f;
    }
}