【学习笔记】图解LCD硬件原理 && 调色板与Framebuffer原理 && 根据S3C2440数据手册设置对应寄存器

001LCD硬件原理

LCD操作原理

• LCD屏幕上的点称为像素
• 屏幕后面有电子枪【红绿蓝】：一边移动，一边发出颜色
• 每来一个clk，移动一个像素
• R、G、B三组线确定颜色
• 接收到HSYNC（水平同步信号）脉冲，电子枪从最右边跳到最左边。（跳到下一行）
• 接收到VSYNC[垂直同步信号]从最下边跳到最上边。（跳到原点）

LCD时序图

LCD硬件原理图

006 LCD设置

打开LCD4.3芯片手册，根据芯片手册设置

2440_LCD时序图

LCD display config

可以通过调整四边黑框调整屏幕边框

BPP（bit per pixel）

BPP：在FrameBuffer中每个像素占据多少位，

• 硬件上LCD的BPP是确定的
  但是可以对LCD进行封装
• 16条线，每个像素占16位数据，16BPP
  

002 S3C2440_LCD控制器

功能：

• 1.从内存中（FrameBuffer）取出某个像素的数据：

把FrameBuffer的地址告诉LCD控制器，BPP，分辨率

• 2.配合其他信号把数据发送给LCD：

把时序告诉LCD控制器，设置引脚的极性

BLOCK DIAGRAM

16BPP

在这里插入图片描述

调色板[ palette]

• 本质：内存
• 16BPP中，本来用16bit表示1像素，也可用利用调色板，用8位表示；8BPP：伪彩色；16/24BPP：真彩色。

那么当使用像素深度为8pp时候，像素深度和我们的带宽不一致，我们的颜色要用16位表示，如果直接用上肯定不可能，那我们就可以选择用调色板，调色板中存放了256种16bpp的颜色，这时候我们color存放的就不是真实的颜色值了，而是存放的是调色板中256种颜色的索引，成线性关系一一对应，这样我们大大减轻了系统的负担。用16bpp还是8bpp这得取决实际情况，16bpp肯定比8pp清晰，但同时带来的负荷也更加重。

• 过程：FrameBuffer中8bit —> LCD控制器 —> 调色板中取16bit【用8bit作为索引，取出真正的颜色】 —> LCD

003LCD编程_框架与准备

• 目标：

• 讲解后续程序的框架
• 准备一个支持NAND、NOR启动的程序
  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pMYeoa9H-1580909221579)(en-resource://database/1932:1)]

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定义结构体

• 定义引脚极性结构体

typedef struct pins_polarity{
   
	int vclk;	/* normal:在下降沿获取 */
	int rgb;	/* normal：高电平表示1 */
	int hsync;  /* normal：高脉冲 */
	int vsync;  /* normal：高脉冲 */

}pins_polarity,*p_pins_polarity;

• 定义时序结构体

typedef struct time_sequence{
   
	/* 垂直方向 */
	int tvp;/* vysnc脉冲宽度 */
	int tvb;/* 上边黑框，Vertical Back porch */
	int tvf;/* 下边黑框，Vertical Front porch */

	/* 水平方向 */
	int thp;/* hysnc脉冲宽度 */
	int thb;/* 左边黑框，Horizontal Back porch */
	int thf;/* 右边黑框，Horizontal Front porch */
}time_sequence,*p_time_sequence;

• 定义lcd参数结构体

typedef struct lcd_params{
   
	/* 引脚极性 */
	pins_polarity pins_pol;
	
	/* 时序 */
	pins_sequence time_seq;
	
	/* 分辨率，bpp */
	int xres;
	int yres;
	int bpp;
	
	/* framebuffer的地址 */
	unsigned int fb_base;

}lcd_params,*p_lcd_params;

004LCD_编程_抽象出重要结构体

结构体传参

005LCD_LCD控制器

• S3C2440_controller.c：根据S3C2440数据手册，设置LCD控制器相关寄存器

引脚初始化

void jz2440_lcd_pin_init(void)
{
   
	/* 初始化引脚 : 背光引脚*/
	GPBCON &= ~0x3;
	GPBCON |= 0x01;
	
	/* 初始化引脚 : LCD专用引脚*/
	GPCCON = 0xaaaaaaaa;
	GPDCON = 0xaaaaaaaa;

	/* PWREN */
	GPGCON |= (3<<8);
}

LCDCON1

    /* [17 : 8] :clkval,VCLK = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2]
	 *					9    = 100M/ [(CLKVAL+1) x 2] ,clkval = 4.5 = 5
	 * 					clkval = 100/vclk/2-1
	 * [6 : 5]：0b11,TFT lcd
	 * [4:1]: bpp mode
	 * [0]  : LCD video output and the logic enable/disable.
	 */
	int clkval = (double)HCLK/plcdparams ->time_seq.vclk/2-1+0.5;
	int bppmode = plcdparams->bpp == 8 ? 0xb :\
				   plcdparams->bpp == 16 ? 0xc:\
				   0xd;  /* 0xd:24bpp */
	LCDCON1 = (clkval << 8) | (3<<5) | (bppmode<<1);

LCDCON2

    /* [ 31:24 ] :VBPD    = tvb - 1
	 * [ 23:14 ] :lineval = line - 1
	 * [ 13:6  ] :vfpd    = tvf