ARM9(S3C2440)的LCD顯示——理論知識(shí)

下面先看一下我從別人那轉(zhuǎn)過來的一篇文章，我覺得很有用，看完之后我再說一下自己對(duì)這一塊的了解，也可以先看看我的理解（下面紅字標(biāo)出）再看開始的這篇文章，因?yàn)槲艺f的更通俗，O(∩_∩)O哈哈~。

1. LCD工作的硬件需求：

要使一塊LCD正常的顯示文字或圖像，不僅需要LCD驅(qū)動(dòng)器，而且還需要相應(yīng)的LCD控制器。在通常情況下，生產(chǎn)廠商把LCD驅(qū)動(dòng)器會(huì)以COF/COG的形式與LCD玻璃基板制作在一起，而LCD控制器則是由外部的電路來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在很多的MCU內(nèi)部都集成了LCD控制器，如S 3C2410/2440等。通過LCD控制器就可以產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)器所需要的控制信號(hào)來控制STN/TFT屏了。

2. S3C2440內(nèi)部LCD控制器結(jié)構(gòu)圖：

我們根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)來描述一下這個(gè)集成在S3C2440內(nèi)部的LCD控制器：

a：LCD控制器由REGBANK、LCDCDMA、TIMEGEN、VIDPRCS寄存器組成；

b：REGBANK由17個(gè)可編程的寄存器組和一塊256*16的調(diào)色板內(nèi)存組成，它們用來配置LCD控制器的；

c：LCDCDMA是一個(gè)專用的DMA，它能自動(dòng)地把在偵內(nèi)存中的視頻數(shù)據(jù)傳送到LCD驅(qū)動(dòng)器，通過使用這個(gè)DMA通道，視頻數(shù)據(jù)在不需要CPU的干預(yù)的情況下顯示在LCD屏上；

d：VIDPRCS接收來自LCDCDMA的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為合適的數(shù)據(jù)格式，比如說4/8位單掃，4位雙掃顯示模式，然后通過數(shù)據(jù)端口VD[23:0]傳送視頻數(shù)據(jù)到LCD驅(qū)動(dòng)器；

e：TIMEGEN由可編程的邏輯組成，他生成LCD驅(qū)動(dòng)器需要的控制信號(hào)，比如VSYNC、HSYNC、VCLK和LEND等等，而這些控制信號(hào)又與REGBANK寄存器組中的LCDCON1/2/3/4/5的配置密切相關(guān)，通過不同的配置，TIMEGEN就能產(chǎn)生這些信號(hào)的不同形態(tài)，從而支持不同的LCD驅(qū)動(dòng)器(即不同的STN/TFT屏)。

3. 常見TFT屏工作時(shí)序分析：

LCD提供的外部接口信號(hào)：

所有顯示器顯示圖像的原理都是從上到下，從左到右的。這是什么意思呢？這么說吧，一副圖像可以看做是一個(gè)矩形，由很多排列整齊的點(diǎn)一行一行組成，這些點(diǎn)稱之為像素。那么這幅圖在LCD上的顯示原理就是：

上面時(shí)序圖上各時(shí)鐘延時(shí)參數(shù)的含義如下：(這些參數(shù)的值，LCD產(chǎn)生廠商會(huì)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè))

對(duì)于以上這些參數(shù)的值將分別保存到REGBANK寄存器組中的LCDCON1/2/3/4/5寄存器中：(對(duì)寄存器的操作請(qǐng)查看S3c2440數(shù)據(jù)手冊(cè)LCD部分)

4. 幀緩沖(FrameBuffer)：

幀緩沖是Linux為顯示設(shè)備提供的一個(gè)接口，它把一些顯示設(shè)備描述成一個(gè)緩沖區(qū)，允許應(yīng)用程序通過 FrameBuffer定義好的接口訪問這些圖形設(shè)備，從而不用去關(guān)心具體的硬件細(xì)節(jié)。對(duì)于幀緩沖設(shè)備而言，只要在顯示緩沖區(qū)與顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng)的區(qū)域?qū)懭腩伾担瑢?duì)應(yīng)的顏色就會(huì)自動(dòng)的在屏幕上顯示。下面來看一下在不同色位模式下緩沖區(qū)與顯示點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

我相信看完這些以后大家會(huì)對(duì)這一塊有稍一些了解了，下面是我自己的理解：

LCD是在我們學(xué)習(xí)ARM9時(shí)覺得比較麻煩的一塊，因?yàn)閯偨佑|的時(shí)候一眼望去覺得內(nèi)容可是不少，不知道從哪里下手，呵呵，其實(shí)我們慢慢來分析就會(huì)逐漸明朗起來。

首先說一下我們平時(shí)所說的多少位的LCD，有24位的，有16位的指的是LCD數(shù)據(jù)的位數(shù)，LCD的數(shù)據(jù)實(shí)際上是LCD要顯示的顏色，24位的是紅綠藍(lán)各占8位，16位則是紅綠藍(lán)按照565分配的，其實(shí)24的也可以只接16位，每個(gè)顏色地位接地就可以，所以要給LCD的緩沖區(qū)一個(gè)數(shù)據(jù)才能在LCD上顯示出來。那究竟是怎么顯示的呢，那就得先說一下像素了，LCD的像素實(shí)際上就LCD屏幕有多少個(gè)點(diǎn)，LCD顯示的東西都是一個(gè)一個(gè)點(diǎn)拼湊出來的，比如我用的是320*240的LCD，就是說LCD每一行有320個(gè)點(diǎn)，而每一列有240個(gè)點(diǎn)，所以總共有320*240個(gè)點(diǎn)，我們讓適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)顯示適當(dāng)?shù)念伾瓦_(dá)到了我們的目的。

其實(shí)剛開始困擾我們的是LCD的初始化的問題，要設(shè)置的東西比較多，其實(shí)我們是記不住這些東西的，呵呵，作為入門我們可以參考別人的初始化程序，把里面的參數(shù)改成我們自己的LCD的參數(shù)就OK了。

那么我們到底是怎么把我們要顯示的數(shù)據(jù)送給LCD控制起的呢？是這樣的，我們可以定義一個(gè)二維數(shù)組，把我們要顯示的數(shù)據(jù)存到里面，然后把這個(gè)數(shù)組的地址賦給LCD的相應(yīng)的寄存器，這個(gè)寄存器是LCDSADDRn，具體的設(shè)置大家可以參考數(shù)據(jù)手冊(cè)，我們可以把二維數(shù)組的坐標(biāo)和LCD的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)起來，那么我們就可以隨意的讓哪一個(gè)像素點(diǎn)顯示什么顏色就顯示什么顏色了。這就把數(shù)據(jù)送出的過程，也就是顯示一個(gè)像素點(diǎn)的過程。

到現(xiàn)在我們已經(jīng)知道如何顯示一個(gè)像素了，那接下來就是LCD顯示最基本的東西了----字符和圖片。漢字和圖片的顯示都是基于像素點(diǎn)的顯示的，我們把要顯示的字符和圖片轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后傳遞給LCD即可。我們可以專門的寫一個(gè)顯示字符的函數(shù)和一個(gè)顯示圖片的函數(shù)。顯示字符的數(shù)據(jù)可以用取模軟件生成，因?yàn)樯傻淖址麛?shù)據(jù)是表示的每一個(gè)點(diǎn)要不要亮，亮的地方用1表示，不亮的地方用0表示，所以如果用LCD顯示，我們還要告訴LCD顯示什么顏色，這才是LCD需要的數(shù)據(jù)，比如說16*16的數(shù)據(jù)，有16行16列，我們將一行的數(shù)據(jù)，也就是16位數(shù)據(jù)的每一位都取出來，為1的地方，我們就給LCD一個(gè)16位的數(shù)據(jù)，為0的地方就不給數(shù)據(jù)，這樣就能顯示了，取模生成的數(shù)據(jù)都是按行來的。圖片的顯示直接就將16位的數(shù)據(jù)傳遞給LCD，這個(gè)圖片數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，我們可以用軟件LCD彩色圖片轉(zhuǎn)換工具（BMP_to_H）生成C語言文件，我們只需對(duì)文件進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改就能加入到我們的程序中，修改方法在軟件的說明中都有。

以上這些都是我自己的理解，話雖然不多，但這些都是我剛開始學(xué)的時(shí)候困擾我的地方，我相信看了這些對(duì)你理解LCD到底是怎樣顯示的會(huì)有一定的幫助，說的不對(duì)的地方，請(qǐng)大家及時(shí)幫我改正，呵呵。

下一篇文章中我將結(jié)合具體的代碼分析一下LCD的操作過程。