基于IMX6ULL开发板LCD点阵显示字符学习

最新推荐文章于 2025-03-03 17:51:07 发布

studyingdda

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文章标签：学习 c语言笔记

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/studyingdda/article/details/143270848

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1. 点阵显示字符介绍

1.1 点阵显示字符的概念

点阵显示字符，也称为点阵字体或位图字体，是一种将字符以点阵形式进行表示的方法。在这种表示方法中，每个字符都被划分为一个固定大小的点阵，点阵中的每个点（像素）可以独立控制其是否显示，从而构成字符的轮廓和形状。常见的点阵字体大小有8x8、8x16、16x16、24x24等，这些数字分别表示字符在水平和垂直方向上所占的像素点数。

1.2 点阵显示字符的原理

点阵显示字符的原理可以概括为以下几个步骤：

字符编码与字模：

每个字符都有一个唯一的编码，如ASCII码或Unicode码。
为了在LCD上显示字符，需要将这些编码转换为对应的字模（也称为点阵数据）。字模是一组二进制数据，用于描述字符在点阵中的显示状态（即哪些像素点需要显示）。

像素控制：

LCD屏幕由大量的像素点组成，每个像素点都可以独立控制其是否发光或显示颜色。
通过控制LCD屏幕上特定区域的像素点，可以形成所需的字符形状。

字符显示：

当需要在LCD上显示某个字符时，首先根据字符的编码找到对应的字模。
然后，按照字模中的二进制数据，逐位控制LCD屏幕上对应区域的像素点是否显示。
如果字模中的某位为1，则对应的像素点显示；如果为0，则不显示。

字符定位：

为了在LCD屏幕上正确显示字符，还需要确定字符的显示位置（即字符的起始坐标）。
通过设置字符的起始坐标，可以控制字符在LCD屏幕上的具体位置。

颜色与亮度：

在彩色LCD屏幕上，除了控制像素点的显示与否外，还可以控制像素点的颜色和亮度。
这使得字符的显示更加丰富多彩，可以根据需要设置字符的前景色、背景色以及亮度等属性。

1.3 点阵显示的一般应用

电子显示屏：如广告牌、电子看板等，通过点阵显示字符来展示文字、数字等信息。
嵌入式系统：如智能手表、智能家居设备等，这些设备通常具有较小的LCD屏幕，通过点阵显示字符来显示时间、日期、状态等信息。
计算机终端：早期的计算机终端和某些特定的计算机设备也采用点阵显示字符的方式来显示文本信息。

2. LCD屏幕使用点阵显示英文字符

基于IMX6ULL的LCD屏幕显示字符‘A’。

2.1 字库文件

要在LCD中显示一个ASCII字符，即英文字母这些字符，首先是要找到字符对应的点阵。在Linux内核源码中有这个文件：lib\fonts\font_8x16.c，里面以数组形式保存各个字符的点阵，比如：

在这里插入图片描述

数组里的数字是如何表示点阵的？以字符 A 为例：

在这里插入图片描述

上图左侧有16行数值，每行1个字节。每一个节对应右侧一行中8个像素：像素从右边数起，bit0对应第0个像素，bit1对应第1个像素，……，bit7对应第7个像素。某位的值为1时，表示对应的像素要被点亮；值为0时表示对应的像素要熄灭。

所以要显示某个字符时，根据它的ASCII码在fontdata_8x16数组中找到它的点阵，然后取出这16个字节去描画16行像素。

比如字符A的ASCII值是0x41，那么从fontdata_8x16[0x41*16]开始取其点阵数据。

2.2 源码

#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/fb.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define FONTDATAMAX 4096

static const unsigned char fontdata_8x16[FONTDATAMAX] = {
   …省略，就是font_8x16.c文件中的fontdata_8x16…};

int fd_fb;
struct fb_var_screeninfo var;	/* Current var */
int screen_size;
unsigned char *fbmem;
unsigned int line_width;
unsigned int pixel_width;
/**********************************************************************
 * 函数名称： lcd_put_pixel
 * 功能描述： 在LCD指定位置上输出指定颜色（描点）
 * 输入参数： x坐标，y坐标，颜色
 * 输出参数： 无
 * 返 回 值： 会
 * 修改日期        版本号     修改人	      修改内容
 * -----------------------------------------------
 * 2020/05/12	     V1.0	  zh(angenao)	      创建
 ***********************************************************************/ 
void lcd_put_pixel(int x, int y, unsigned int color)
{
   
	unsigned char *pen_8 = fbmem+y*line_width+x*pixel_width;
	unsigned short *pen_16;	
	unsigned int *pen_32;	

	unsigned int red, green, blue;	

	pen_16 = (unsigned short *)pen_8;
	pen_32 = (unsigned int *)pen_8;

	switch (var.bits_per_pixel)
	{
   
		case 8:
		{
   
			*pen_8 = color;
			break;
		}
		case 16:
		{
   
			/* 565 */
			red   = (color >> 16) & 0xff;
			green = (color >> 8) & 0xff;
			blue  = (color >> 0) & 0xff;
			color = ((red >> 3) << 11) | ((green >> 2) << 5) | (blue >> 3);
			*pen_16 = color;
			break;
		}
		case 32:
		{
   
			*pen_32 = color;
			break;
		}
		default:
		{
   
			printf("can't surport %dbpp\n", var.bits_per_pixel);
			break;
		}
	}
}
/**********************************************************************
 * 函数名称： lcd_put_ascii
 * 功能描述： 在LCD指定位置上显示一个8*16的字符
 * 输入参数： x坐标，y坐标，ascii码
 * 输出参数： 无
 * 返 回 值： 无
 * 修改日期        版本号     修改人	      修改内容
 * -----------------------------------------------
 * 2020/05/12	     V1.0	  zh(angenao)	      创建
 ***********************************************************************/ 
void lcd_put_ascii(int x, int y, unsigned char c)
{
   
	unsigned char *dots = (unsigned char *)&fontdata_8x16[c*16];
	int i, b;
	unsigned char byte;

	for (i = 0; i < 16; i++)
	{
   
		byte = dots[i];
		for (b = 7; b >= 0; b--)
		{
   
			if (byte & (1<<b))
			{
   
				/* show */
				lcd_put_pixel(x+7-b, y+i, 0xffffff); /* 白 */
			}
			else
			{
   
				/* hide */
				lcd_put_pixel(x+7-b, y+i, 0); /* 黑 */
			}
		}
	}
}

int main(int argc, char **argv)
{
   
	fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR