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用模塊化和面向?qū)ο蟮姆绞,編寫單片機LCD驅(qū)動程序

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發(fā)表于 2024-9-19 17:50:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
" r7 U$ s8 \5 X6 q9 s8 E& e關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!
! q+ d/ U! o: C1 X3 N, r8 c/ s4 \/ M1 f! ^/ z& }$ r; G
來源 | 屋脊雀4 J% l: _/ H: D8 X
網(wǎng)絡(luò)上配套STM32開發(fā)板有很多LCD例程,主要是TFT LCD跟OLED的。從這些例程,大家都能學(xué)會如何點亮一個LCD。但這代碼都有下面這些問題:
5 v, ?) D) Z3 Q1 |% x/ j* x2 X8 r
  • 分層不清晰,通俗講就是模塊化太差。
  • 接口亂。只要接口不亂,分層就會好很多了。
  • 可移植性差。
  • 通用性差。為什么這樣說呢?如果你已經(jīng)了解了LCD的操作,請思考如下情景:: }0 I* ?' J" }& x$ n: \# G
    1、代碼空間不夠,只能保留9341的驅(qū)動,其他LCD驅(qū)動全部刪除。能一鍵(一個宏定義)刪除嗎?刪除后要改多少地方才能編譯通過?
    8 `1 J% n3 Q  `0 |& G2、有一個新產(chǎn)品,收銀設(shè)備。系統(tǒng)有兩個LCD,都是OLED,驅(qū)動IC相同,但是一個是128x64,另一個是128x32像素,一個叫做主顯示,收銀員用;一個叫顧顯,顧客看金額。怎么辦?這些例程代碼要怎么改才能支持兩個屏幕?全部代碼復(fù)制粘貼然后改函數(shù)名稱?這樣確實能完成任務(wù),只不過程序從此就進入惡性循環(huán)了。  w, i+ V: X5 p' I  g+ `% c
    3、一個OLED,原來接在這些IO,后來改到別的IO,容易改嗎?- [* d& [$ D, A4 n$ c% X* O
    4、原來只是支持中文,現(xiàn)在要賣到南美,要支持多米尼加語言,好改嗎?- m1 t+ \$ i# a: r0 d
    LCD種類概述在討論怎么寫LCD驅(qū)動之前,我們先大概了解一下嵌入式常用LCD。概述一些跟驅(qū)動架構(gòu)設(shè)計有關(guān)的概念,在此不對原理和細節(jié)做深入討論,會有專門文章介紹,或者參考網(wǎng)絡(luò)文檔。
    " Z$ P! X8 R& ATFT lcdTFT LCD,也就是我們常說的彩屏。通常像素較高,例如常見的2.8寸,320X240像素。4.0寸的,像素800X400。這些屏通常使用并口,也就是8080或6800接口(STM32 的FSMC接口);或者是RGB接口,STM32F429等芯片支持。其他例如手機上使用的有MIPI接口。
    + R- K6 ]1 j9 h4 y9 _* J! v& [總之,接口種類很多。也有一些支持SPI接口的。除非是比較小的屏幕,否則不建議使用SPI接口,速度慢,刷屏閃屏。玩STM32常用的TFT lcd屏幕驅(qū)動IC通常有:ILI9341/ILI9325等。+ G) c2 Z6 ]: S$ y# M$ y2 k! @
    tft lcd:
    / Y8 g6 ~7 a: t' W$ g 4 q- ^+ l- R( I( M& M
    IPS:+ v" ~6 |' N7 Y; W7 ~- J! @
    ! A' {% X5 G* j) u4 ?8 X  ?
    COG lcd很多人可能不知道COG LCD是什么,我覺得跟現(xiàn)在開發(fā)板銷售方向有關(guān)系,大家都出大屏,玩酷炫界面,對于更深的技術(shù),例如軟件架構(gòu)設(shè)計,都不涉及。使用單片機的產(chǎn)品,COG LCD其實占比非常大。COG是Chip On Glass的縮寫,就是驅(qū)動芯片直接綁定在玻璃上,透明的。實物像下圖:& e5 H) i* y( W% t& H
    , j; E+ j5 p# {: f% K4 k" O) X; X
    這種LCD通常像素不高,常用的有128X64,128X32。一般只支持黑白顯示,也有灰度屏。& I+ t7 \2 J: D; P3 P( e' m
    接口通常是SPI,I2C。也有號稱支持8位并口的,不過基本不會用,3根IO能解決的問題,沒必要用8根吧?常用的驅(qū)動IC:STR7565。6 i# a% s6 m0 S2 x  b# e
    OLED lcd買過開發(fā)板的應(yīng)該基本用過。新技術(shù),大家都感覺高檔,在手環(huán)等產(chǎn)品常用。OLED目前屏幕較小,大一點的都很貴。在控制上跟COG LCD類似,區(qū)別是兩者的顯示方式不一樣。從我們程序角度來看,最大的差別就是,OLED LCD,不用控制背光。。。。。實物如下圖:
    6 B+ _, @7 P0 c! @8 V
    . U, O7 v  V; ^0 f; M  l常見的是SPI跟I2C接口。常見驅(qū)動IC:SSD1615。+ _+ x# [2 L* c# B0 S4 n
    硬件場景接下來的討論,都基于以下硬件信息:
    : e% r) S1 c/ z& z( C1、有一個TFT屏幕,接在硬件的FSMC接口,什么型號屏幕?不知道。
    ) v, V/ ?  T5 j! s& Q( u2、有一個COG lcd,接在幾根普通IO口上,驅(qū)動IC是STR7565,128X32像素。
    + @* l/ E" |* ]. |8 @/ W3、有一個COG LCD,接在硬件SPI3跟幾根IO口上,驅(qū)動IC是STR7565,128x64像素。
    + t: N. W- @0 X2 W7 c4、有一個OLED LCD,接在SPI3上,使用CS2控制片選,驅(qū)動IC是SSD1315。
    ; S3 C, u* I, S - N& [- z3 H8 i# H. h9 D. ~; a
    預(yù)備知識在進入討論之前,我們先大概說一下下面幾個概念,對于這些概念,如果你想深入了解,請GOOGLE。
    3 [5 p! o7 G% D+ d面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο螅蔷幊探绲囊粋概念。什么叫面向?qū)ο竽?編程有兩種要素:程序(方法),數(shù)據(jù)(屬性)。例如:一個LED,我們可以點亮或者熄滅它,這叫方法。LED什么狀態(tài)?亮還是滅?這就是屬性。我們通常這樣編程:
    2 [! P6 ?/ v7 H) T/ R  G/ gu8 ledsta = 0;7 ^8 G/ G7 ~7 D" w, M1 T9 p, P
    void ledset(u8 sta)
    2 K  q% O7 _/ K6 C{
    : ^2 H1 B0 e; [3 v}
    8 d" X& F( g% u3 r8 G這樣的編程有一個問題,假如我們有10個這樣的LED,怎么寫?這時我們可以引入面向?qū)ο缶幊,將每一個LED封裝為一個對象。可以這樣做:
    $ o% h9 D4 o6 B, G/*
    " O' R" g2 m! v5 s- M( u定義一個結(jié)構(gòu)體,將LED這個對象的屬性跟方法封裝。
    9 j7 @8 H/ {, }4 P2 K- c這個結(jié)構(gòu)體就是一個對象。* L5 L$ a' z: d/ L
    但是這個不是一個真實的存在,而是一個對象的抽象。
    ' B) M# }% a* {9 V! r, B3 l*/6 `4 T2 L- A" H* r+ V  j& J
    typedef struct{
    # P0 _5 W8 K+ c0 d$ c8 c    u8 sta;
    # T$ x2 O+ w7 u5 S* e3 n; G    void (*setsta)(u8 sta);% x# z1 u" S+ e# `
    }LedObj;: h: k% c) Q. M( z: U
    /*  聲明一個LED對象,名稱叫做LED1,并且實現(xiàn)它的方法drv_led1_setsta*/
    ' Z3 F1 g7 M* v; ]void drv_led1_setsta(u8 sta)3 t/ x) J  A  F3 L5 ]; f
    {' |, a/ N. b5 N0 @0 L0 L. j, d
    }
    : i% Z& Y; h. n3 M2 ALedObj LED1={4 `+ @5 j1 l0 G3 Y2 w
            .sta = 0,
    , ?/ U( E6 \) L) @$ t1 i$ z        .setsta = drv_led1_setsta,
    7 W. Q: g. ]$ ~2 Y( _$ e# P! B/ k    };  O( p; E* Z; @0 o, i7 r
    /*  聲明一個LED對象,名稱叫做LED2,并且實現(xiàn)它的方法drv_led2_setsta*/5 I3 _/ T3 x7 K  b; l
    void drv_led2_setsta(u8 sta)7 X3 O5 T- M8 ]+ _
    {7 f) D& ~6 M& |
    }
    ; \3 T- I1 d3 S, N4 }# Q! @+ ELedObj LED2={1 n0 V, Q0 h* ~( ]; X% u: ?
            .sta = 0,, r% J9 c  T0 R2 w* T8 T: b
            .setsta = drv_led2_setsta,( `) G' L2 v" E% Q# B; w0 Z
        };$ x! k! s2 ^7 z' d
       
    . {+ Z, K. I; R) g  g, j  u  f. @/*  操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個led*/8 ~$ R) X9 N3 O( W" Y9 m, H
    void ledset(LedObj *led, u8 sta)
    1 f  b2 `3 _8 c5 ~{
    " O3 T( C' z7 t. R" o6 \    led->setsta(sta);
    % K& X8 l  N* d" {6 s}# W! k) e' M; o! ^+ b/ M
    是的,在C語言中,實現(xiàn)面向?qū)ο蟮氖侄尉褪墙Y(jié)構(gòu)體的使用。上面的代碼,對于API來說,就很友好了。操作所有LED,使用同一個接口,只需告訴接口哪個LED。大家想想,前面說的LCD硬件場景。4個LCD,如果不面向?qū)ο螅?strong>「顯示漢字的接口是不是要實現(xiàn)4個」?每個屏幕一個?
    * Z8 Y% F! m+ V" f0 S4 h! v驅(qū)動與設(shè)備分離如果要深入了解驅(qū)動與設(shè)備分離,請看LINUX驅(qū)動的書籍。
    - D' u9 E7 Y9 B5 b3 Z* P什么是設(shè)備?我認為的設(shè)備就是「屬性」,就是「參數(shù)」,就是「驅(qū)動程序要用到的數(shù)據(jù)和硬件接口信息」。那么驅(qū)動就是「控制這些數(shù)據(jù)和接口的代碼過程」+ v/ j7 l3 G, T! y9 M
    通常來說,如果LCD的驅(qū)動IC相同,就用相同的驅(qū)動。有些不同的IC也可以用相同的,例如SSD1315跟STR7565,除了初始化,其他都可以用相同的驅(qū)動。例如一個COG lcd:
    ! [# j/ W) t! R: {?驅(qū)動IC是STR7565 128 * 64 像素用SPI3背光用PF5 ,命令線用PF4 ,復(fù)位腳用PF3. L0 \3 p/ [' ?. d8 i- D
    ?
    上面所有的信息綜合,就是一個設(shè)備。驅(qū)動就是STR7565的驅(qū)動代碼。% z1 U' [7 h! p2 Y' I/ O+ P- s
    為什么要驅(qū)動跟設(shè)備分離,因為要解決下面問題:
    : o0 Z# S. B2 F/ C9 [?有一個新產(chǎn)品,收銀設(shè)備。系統(tǒng)有兩個LCD,都是OLED,驅(qū)動IC相同,但是一個是128x64,另一個是128x32像素,一個叫做主顯示,收銀員用;一個叫顧顯,顧客看金額。0 T; Q" G6 y; ]! z- [( X# {1 y) n
    ?
    這個問題,「兩個設(shè)備用同一套程序控制」才是最好的解決辦法。驅(qū)動與設(shè)備分離的手段:
    4 H: d/ e4 h0 M/ r, `?在驅(qū)動程序接口函數(shù)的參數(shù)中增加設(shè)備參數(shù),驅(qū)動用到的所有資源從設(shè)備參數(shù)傳入。8 X+ b4 H: p; d& H
    ?
    驅(qū)動如何跟設(shè)備綁定呢?通過設(shè)備的驅(qū)動IC型號。' ?2 @9 `2 {+ }$ J
    模塊化我認為模塊化就是將一段程序封裝,提供穩(wěn)定的接口給不同的驅(qū)動使用。不模塊化就是,在不同的驅(qū)動中都實現(xiàn)這段程序。例如字庫處理,在顯示漢字的時候,我們要找點陣,在打印機打印漢字的時候,我們也要找點陣,你覺得程序要怎么寫?把點陣處理做成一個模塊,就是模塊化。非模塊化的典型特征就是「一根線串到底,沒有任何層次感」。
    : p; h0 Z  j2 X+ y, M; SLCD到底是什么前面我們說了面向?qū)ο,現(xiàn)在要對LCD進行抽象,得出一個對象,就需要知道LCD到底是什么。問自己下面幾個問題:
    # ^0 ^' H& X+ M: n5 Y( t
  • LCD能做什么?
  • 要LCD做什么?
  • 誰想要LCD做什么?剛剛接觸嵌入式的朋友可能不是很了解,可能會想不通。我們模擬一下LCD的功能操作數(shù)據(jù)流。APP想要在LCD上顯示 一個漢字。
    6 c- Q8 k  _$ d" ~% c7 m4 T5 e1、首先,需要一個顯示漢字的接口,APP調(diào)用這個接口就可以顯示漢字,假設(shè)接口叫做lcd_display_hz。
    4 |, x; Z6 {4 V1 n& z, f2、漢字從哪來?從點陣字庫來,所以在lcd_display_hz函數(shù)內(nèi)就要調(diào)用一個叫做find_font的函數(shù)獲取點陣。% m. f6 M, m  I0 X, R8 J! d9 {# I
    3、獲取點陣后要將點陣顯示到LCD上,那么我們調(diào)用一個ILL9341_dis的接口,將點陣刷新到驅(qū)動IC型號為ILI9341的LCD上。
    2 O& ?- z' p- M( i2 y8 ]4、ILI9341_dis怎么將點陣顯示上去?調(diào)用一個8080_WRITE的接口。
    ' A0 _. f% a! U好的,這個就是大概過程,我們從這個過程去抽象LCD功能接口。漢字跟LCD對象有關(guān)嗎?無關(guān)。在LCD眼里,無論漢字還是圖片,都是一個個點。那么前面問題的答案就是:
    3 _# v: u4 x1 z( b& y
  • LCD可以一個點一個點顯示內(nèi)容。
  • 要LCD顯示漢字或圖片-----就是顯示一堆點
  • APP想要LCD顯示圖片或文字。結(jié)論就是:所有LCD對象的功能就是顯示點。「那么驅(qū)動只要提供顯示點的接口就可以了,顯示一個點,顯示一片點! 抽象接口如下:7 x; S( H+ {0 E8 {# s
    /*# h' `, H! s; g9 D, M: V! j
        LCD驅(qū)動定義& y$ h; U# w5 Y
    */
    0 P% N4 y6 e, i& q8 @typedef struct  2 ~! @% k$ D4 |, Z/ P( i
    {
    ' F/ B- |4 K- s9 {+ T; ~    u16 id;  {0 o$ F  C) t/ v
        s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    ! K3 H! t1 W" n6 j- K+ \6 N, y    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    : p+ v! `2 i" H( x0 B    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    : f6 I# ]+ ^6 l' h9 o1 f8 Z" \    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);# ^. h- l  K- w4 }+ b
        s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);0 n( r+ g( o% ~
        s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
    2 _3 b! i7 m$ K* ^+ l9 M7 c; n    void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);8 f3 ~+ N( g, k) C
        void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    ) o4 B7 m; O, |, p9 n+ S" k' Z6 j}_lcd_drv;) r6 h0 J; t0 x8 N$ D
    上面的接口,也就是對應(yīng)的驅(qū)動,包含了一個驅(qū)動id號。2 L- _- \/ D+ \0 \  f1 I  h, b9 t+ J
  • id,驅(qū)動型號
  • 初始化
  • 畫點
  • 將一片區(qū)域的點顯示某種顏色
  • 將一片區(qū)域的點顯示某些顏色
  • 顯示開關(guān)
  • 準備刷新區(qū)域(主要彩屏直接DMA刷屏使用)
  • 設(shè)置掃描方向
  • 背光控制顯示字符,劃線等功能,不屬于LCD驅(qū)動。應(yīng)該歸類到GUI層。* D3 _  L0 b. w* g( u+ o
    LCD驅(qū)動框架我們設(shè)計了如下的驅(qū)動框架:1 H: h9 M# ?, r

    ! y! O5 P2 J7 o( O3 ^設(shè)計思路:
    , \* n) W$ ?1 `6 J# y4 L9 F1、中間顯示驅(qū)動IC驅(qū)動程序提供統(tǒng)一接口,接口形式如前面說的_lcd_drv結(jié)構(gòu)體。2 c& {! \- c& U8 D1 \
    2、各顯示IC驅(qū)動根據(jù)設(shè)備參數(shù),調(diào)用不同的接口驅(qū)動。例如TFT就用8080驅(qū)動,其他的都用SPI驅(qū)動。SPI驅(qū)動只有一份,用IO口控制的我們也做成模擬SPI。" x, T5 g  C( c  {% i0 Q  Z
    3、LCD驅(qū)動層做LCD管理,例如完成TFT LCD的識別。并且將所有LCD接口封裝為一套接口。
    " T! r8 V. P9 Z% U  Q- s- ~6 V4、簡易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。  _& g* p& d  K$ J- z1 I' {8 F
    5、字體點陣模塊提供點陣獲取與處理接口。
      o$ V0 h. d0 w8 S由于實際沒那么復(fù)雜,在例程中我們將GUI跟LCD驅(qū)動層放到一起。TFT LCD的兩個驅(qū)動也放到一個文件,但是邏輯是分開的。OLED除初始化,其他接口跟COG LCD基本一樣,因此這兩個驅(qū)動也放在一個文件。2 [$ {2 D) N6 S6 v; ]0 ?
    代碼分析代碼分三層:& h* s9 c% ?# d
    1、GUI和LCD驅(qū)動層 dev_lcd.c dev_lcd.h
    % V8 V) m1 ~% P2、顯示驅(qū)動IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h3 I4 X4 ?3 I  U
    3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h: c) w$ d' f( C* a# Y& Q
    GUI和LCD層這層主要有3個功能 :8 O$ a5 H" k, g5 N( V) q& B( }  }
    「1、設(shè)備管理」. Q& {7 R# R9 W
    首先定義了一堆LCD參數(shù)結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體包含ID,像素。并且把這些結(jié)構(gòu)體組合到一個list數(shù)組內(nèi)。
    8 E! n8 ~9 F" k/*  各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/! e$ z2 C' b$ X3 y) Y1 D( l
    _lcd_pra LCD_IIL9341 ={
    : U! G3 O- F4 U: `# g        .id   = 0x9341,
    4 ?. F" X$ e# i  |$ y; E! s1 `        .width = 240,   //LCD 寬度
    3 F- {$ v) }! h7 n8 o        .height = 320,  //LCD 高度2 Z. C5 N) j; @1 f$ O2 G7 q% L
    };& Y! f9 y5 y" }& I2 t& m8 A
    ...2 f; Y6 X" s3 E5 l" ~) L- P1 i8 ^8 |
    /*各種LCD列表*/% W! T( e5 g/ k8 |" O, d, g
    _lcd_pra *LcdPraList[5]=& C/ _; R3 S8 [5 b5 v: y
                {
    ; h' D9 }# e0 R4 u: x3 `( {: n# y                &LCD_IIL9341,      
    6 J1 ?( D5 Z* }6 j: J                &LCD_IIL9325,
    5 y* R7 \% }1 k                &LCD_R61408,
    ' L+ N7 a& k3 x  \* X. `: Q3 ~                &LCD_Cog12864,3 ?- Y1 Z$ {  ]7 s9 N9 F
                    &LCD_Oled12864,
    $ ]: r# b  J- r2 O$ i1 x  }6 W2 {            };- e) q) k, E' A5 k) U; G
    然后定義了所有驅(qū)動list數(shù)組,數(shù)組內(nèi)容就是驅(qū)動,在對應(yīng)的驅(qū)動文件內(nèi)實現(xiàn)。% Q# z: h6 v, g2 D7 f1 D
    /*  所有驅(qū)動列表/ D6 M# q/ x0 G( W" b
        驅(qū)動列表*/
    ( H+ _" G- y: H0 g" X1 `1 [4 A_lcd_drv *LcdDrvList[] = {
    3 w$ |. m( i& v2 h; n0 I1 E                    &TftLcdILI9341Drv,
    " v& M. p% Q7 t- y                    &TftLcdILI9325Drv,4 o# i# _- `) v$ U2 f3 H
                        &CogLcdST7565Drv,/ C! [* P5 O6 o1 h; s" u/ s9 i6 S
                        &OledLcdSSD1615rv,, a4 L- L9 [9 g* N# P% R
    定義了設(shè)備樹,即是定義了系統(tǒng)有多少個LCD,接在哪個接口,什么驅(qū)動IC。如果是一個完整系統(tǒng),可以做成一個類似LINUX的設(shè)備樹。
      W2 s& W6 V0 q4 ]0 p/*設(shè)備樹定義*/
    $ M2 s; x, d- q, e5 ]; o#define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個LCD設(shè)備: i, ?5 t. z, z( t. ^! A
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=; [0 O! v, R7 U! M5 a
    {# d! f  y6 Q; W' A) m4 h8 L
        {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    : y5 s- A" a$ }& q    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    / i6 e0 B1 J% l8 v' n    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},7 x, R% M4 {, ]! s, `* n. d5 ]
    };
    ; y* b: c) d+ i9 b2 M, G「2 、接口封裝」( A8 M- |+ g; O) s) Q. c
    void dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)
    ! n2 V/ r3 x& m/ u$ a2 t) Gs32 dev_lcd_init(void)# @% ]$ h, o, _9 D4 D8 W
    DevLcd *dev_lcd_open(char *name)+ E2 W4 Z% m' N- N+ t& Q
    s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)
    ( ]: w- V0 a# Q; ~. {# A+ y4 \s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    & `# F4 C/ q$ |' Ms32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)
    6 n0 p: A; a) o  B7 Y7 J9 j2 |s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    : m$ k9 n* ?+ \) f6 y! e8 ys32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)
    3 ^7 q* M- R( M  |, qs32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)) k0 C2 R, N+ P3 P
    s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
    $ t# m4 n; ~& K1 o5 e大部分接口都是對驅(qū)動IC接口的二次封裝。有區(qū)別的是初始化和打開接口。初始化,就是根據(jù)前面定義的設(shè)備樹,尋找對應(yīng)驅(qū)動,找到對應(yīng)設(shè)備參數(shù),并完成設(shè)備初始化。打開函數(shù),根據(jù)傳入的設(shè)備名稱,查找設(shè)備,找到后返回設(shè)備句柄,后續(xù)的操作全部需要這個設(shè)備句柄。! [4 y4 e6 _* ~! h
    「3 、簡易GUI層」
    8 L  R; Q% p, G( `' e& l目前最重要就是顯示字符函數(shù)。3 ]; h9 y/ E( h/ X
    s32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)
    . K  H6 b& k) c% o  T其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測試,后續(xù)會完善。
    + _$ C  b0 C  Z/ L- A. \+ d7 c) g驅(qū)動IC層驅(qū)動IC層分兩部分:
    $ I1 x# |" ]4 q! {. t# M# G「1 、封裝LCD接口」
    * x* ^6 ?3 _0 D2 y' {5 w5 LLCD有使用8080總線的,有使用SPI總線的,有使用VSPI總線的。這些總線的函數(shù)由單獨文件實現(xiàn)。但是,除了這些通信信號外,LCD還會有復(fù)位信號,命令數(shù)據(jù)線信號,背光信號等。我們通過函數(shù)封裝,將這些信號跟通信接口一起封裝為「LCD通信總線」, 也就是buslcd。BUS_8080在dev_ILI9341.c文件中封裝。BUS_LCD1和BUS_lcd2在dev_str7565.c 中封裝。
    " o6 {- l- l' Q「2 驅(qū)動實現(xiàn)」
    1 H: _5 @* n3 Z1 \, `" `實現(xiàn)_lcd_drv驅(qū)動結(jié)構(gòu)體。每個驅(qū)動都實現(xiàn)一個,某些驅(qū)動可以共用函數(shù)。. U( U5 I+ V5 `! D8 C
    _lcd_drv CogLcdST7565Drv = {8 Q$ M/ U) t6 [  C: x8 ~4 g
                                .id = 0X7565,8 @+ }; j  D9 O& y, g1 O7 n# w
                                .init = drv_ST7565_init,
    9 v0 n* u" M; ~3 y- o4 s                            .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,4 \4 X. t. h6 ?
                                .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    . u" k! v9 Y, n* C' h* y" `                            .fill = drv_ST7565_fill,
    ! ]+ j- ?) ]" @6 P                            .onoff = drv_ST7565_display_onoff,- _) s5 N% M  w) f$ e, T5 t
                                .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,$ ~( g+ @: E# ~- x# T9 c" b% f7 v
                                .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
    ( j9 i! y/ P  {7 w3 h' [                            .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    ( E# ~8 {( ?7 A, w! P                            };1 s8 p! u, [+ E) z' [2 |
    接口層8080層比較簡單,用的是官方接口。SPI接口提供下面操作函數(shù),可以操作SPI,也可以操作VSPI。
    5 X+ O6 t7 W/ m5 N: mextern s32 mcu_spi_init(void);
    0 d1 }; w7 p$ Qextern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
    9 X( N9 `& Y1 c. Nextern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);
    ! u/ W4 [  U  ~# x6 }" hextern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);  m0 q- S- N7 w6 ~" Q
    extern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);" H/ `8 q. x" y4 Z! Q8 g
    至于SPI為什么這樣寫,會有一個單獨文件說明。
    : W0 P+ D" a9 a, b7 Q總體流程前面說的幾個模塊時如何聯(lián)系在一起的呢?請看下面結(jié)構(gòu)體:! Z( J8 @2 S. G' E! {, A3 d
    /*  初始化的時候會根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,0 k+ W9 O+ o4 L
        并且匹配驅(qū)動跟參數(shù),并初始化變量。
    7 c: s$ V& `3 L: `: `1 _    打開的時候只是獲取了一個指針 */; g" o, F: a4 o; e" d
    struct _strDevLcd
    0 O$ S( m* {1 p{
    & m. l" Q" `# R    s32 gd;//句柄,控制是否可以打開  N  e! C' r, ^5 }
        LcdObj   *dev;
    $ [7 k9 [" }" R  m: j3 _0 K  u    /* LCD參數(shù),固定,不可變*/
    3 ]. H2 l8 G$ ^    _lcd_pra *pra;
    / w, W) b6 t. E' f: K: c& c: V    /* LCD驅(qū)動 */
    2 L6 H9 l- Q  b8 ]0 l    _lcd_drv *drv;
    ) ]7 s0 i/ ?: l1 S0 Y. J  E2 X7 X    /*驅(qū)動需要的變量*/
    : W6 W4 [* z* d+ E) W8 u/ X. ]    u8  dir;    //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。* m. `8 r/ G3 K$ }4 Z6 m( D- Y
        u8  scandir;//掃描方向4 C/ g; F  A2 `, S
        u16 width;  //LCD 寬度5 u' k8 a) y+ o3 ^$ `
        u16 height; //LCD 高度# n6 W! G5 q+ L. K+ y
        void *pri;//私有數(shù)據(jù),黑白屏跟OLED屏在初始化的時候會開辟顯存" w" V% O# G* U0 o- `0 C5 g1 L
    };% N  n; S0 c) t& G. U
    每一個設(shè)備都會有一個這樣的結(jié)構(gòu)體,這個結(jié)構(gòu)體在初始化LCD時初始化。/ H- h) `1 ^  _; {. n, w; E  o8 Y$ c
  • 成員dev指向設(shè)備樹,從這個成員可以知道設(shè)備名稱,掛在哪個LCD總線,設(shè)備ID。typedef struct! r* F/ F1 w) k) {$ Y
    {
    + s. y  Z6 E0 T    char *name;//設(shè)備名字' A" [. r. h) t/ r  |
        LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上" n) P' D3 [+ ?5 Q5 N$ a2 v3 w6 u- t
        u16 id;
    2 B0 l& i9 w9 v( Y3 f! J}LcdObj;
    - Q) ^5 r# z% \7 ^  b+ F/ a
  • 成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct
    ! ~$ y' b0 ?4 L* k{. f  l( x9 G. ]. T
        u16 id;
    5 Q( w# F/ R. A6 V    u16 width;  //LCD 寬度  豎屏
    ' S4 V+ c& k9 J2 F/ ^    u16 height; //LCD 高度    豎屏
    ) [* j& A) i9 Z, D4 V+ m}_lcd_pra;3 d9 s# _" s. g* j
  • 成員drv指向驅(qū)動,所有操作通過drv實現(xiàn)。typedef struct  
    2 }6 v$ }% U7 L6 U0 X, k1 r) y* {{, ]% a$ k1 b/ U9 a
        u16 id;% I. ?- B( y% t/ I" H
        s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    4 _+ W1 `# Q" l- X1 [$ @    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);
    1 b. _  \/ T, c; B! |    s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);7 n9 D2 x& Z4 }$ M& n/ N% i) M" |
        s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);- ]. s/ o& m; H9 C; m8 E6 A
        s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);* u7 A; _" e/ M% T& M1 A' {
        s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);: `+ m2 R' S2 ?5 N3 n
        void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    2 v( |) I4 j' [    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    3 A. p" O( a& Q9 Z}_lcd_drv;
    5 m" l% E7 g5 J, X/ R4 \
  • 成員dir、scandir、 width、 height是驅(qū)動要使用的通用變量。因為每個LCD都有一個結(jié)構(gòu)體,一套驅(qū)動程序就能控制多個設(shè)備而互不干擾。
  • 成員pri是一個私有指針,某些驅(qū)動可能需要有些比較特殊的變量,就全部用這個指針記錄,通常這個指針指向一個結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體由驅(qū)動定義,并且在設(shè)備初始化時申請變量空間。目前主要用于COG LCD跟OLED LCD顯示緩存。整個LCD驅(qū)動,就通過這個結(jié)構(gòu)體組合在一起。" h% B9 r0 L& r5 ]4 w: p. o
    1、初始化,根據(jù)設(shè)備樹,找到驅(qū)動跟參數(shù),然后初始化上面說的結(jié)構(gòu)體。2 B1 X* H; w. l
    2、要使用LCD前,調(diào)用dev_lcd_open函數(shù)。打開成功就返回一個上面的結(jié)構(gòu)體指針。5 A6 T1 V6 E: B5 g  D
    3、顯示字符,接口找到點陣后,通過上面結(jié)構(gòu)體的drv,調(diào)用對應(yīng)的驅(qū)動程序。5 [  I* y7 ^% M+ c0 _' l! }
    4、驅(qū)動程序根據(jù)這個結(jié)構(gòu)體,決定操作哪個LCD總線,并且使用這個結(jié)構(gòu)體的變量。& |* m& h5 q* x$ r! Z0 n3 c4 A6 P8 G
    用法和好處
  • 好處1請看測試程序1 M' t& z0 i# q. p( u# }6 j1 m1 i
    void dev_lcd_test(void)
    ) B' ^( s& }- {) X{) R% `: v( i2 z
        DevLcd *LcdCog;
    ' e$ H( l+ p1 C  X    DevLcd *LcdOled;) ^, z) @, E+ j/ `  P, C4 o8 J# G& k
        DevLcd *LcdTft;+ _  G; X9 l8 [' H' k
        /*  打開三個設(shè)備 */
    ! d' ?  ^2 N) m    LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");
    $ [2 M3 k/ [4 V    if(LcdCog==NULL)
    ! B  P9 \! i+ E' n9 [        uart_printf("open cog lcd err\r4 t6 z. U4 ], n9 p1 A8 d: C
    ");6 J1 S  ]! r' t% s9 D
        LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");9 k% i) ^3 f5 z; I
        if(LcdOled==NULL)1 u# T+ Z* k+ ]' Z' K/ W
            uart_printf("open oled lcd err\r
    7 @& ?" D* L9 |/ O3 Z4 R8 K");
    - ]( q1 L9 C) d8 o9 K2 s    LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");2 H' U4 X  C" t# ^
        if(LcdTft==NULL)8 B0 E+ m7 L8 u7 v3 B! ?
            uart_printf("open tft lcd err\r
    8 ]* u9 p: J1 K6 B' ]2 v" s! E");! a2 v0 B2 V* S$ d
        /*打開背光*/
    2 T: L0 S+ Z" X# H- D9 t% N5 k    dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);+ }. I! k  Z& n# _- L
        dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);3 K3 W& @! _! b5 Z+ x3 X) N
        dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
    % s' g- R& U1 d5 Q) [    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    ' t& [) o) Y# [+ O& D# {9 X    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);
    4 F; F  @  I, ^* P    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
      B  x! [& n2 B( X( Q' B3 a    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    9 d, s) ]/ a/ u  t* Y$ F    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);/ e' o7 ]; a9 N' \
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);) }( b1 M+ e8 s; v- ?( L
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    9 o9 P& t+ {& d" ~. W8 ~0 I    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    8 I% L& ~' l3 ~  ]1 w+ o" [/ o* h' A    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);1 f" n% r' e7 C( S% g
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED);
    ' P: u6 ~  F6 X: t8 w: `    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
    , h1 e/ l( ^( w( `- I# t    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);, {: p, j% d& a# g
        while(1);
    3 e4 I/ }: n5 i4 ]}( E7 Y1 m/ N. w7 z$ {
    使用一個函數(shù)dev_lcd_open,可以打開3個LCD,獲取LCD設(shè)備。然后調(diào)用dev_lcd_put_string就可以在不同的LCD上顯示。其他所有的gui操作接口都只有一個。這樣的設(shè)計對于APP層來說,就很友好。顯示效果:
    - r- j. g5 _# m! p& c" z+ }9 n3 K 0 P2 F7 [0 k! @$ p6 o) q
  • 好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹是這樣定義的4 e# D' Y. g3 L% f& G3 v0 q
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=7 }6 J: i) S1 j& h; C
    {
    ! y: e) `4 y: w6 _% [/ @    {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    , S$ ^) s, _  {* n( ]    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    ( T; C" b+ O  ~- ?" _% P2 ?1 v2 ?    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    : F* q/ U8 K1 l. J9 }};9 }% t( N7 {1 \) \
    某天,oled lcd要接到SPI上,只需要將設(shè)備樹數(shù)組里面的參數(shù)改一下,就可以了,當(dāng)然,在一個接口上不能接兩個設(shè)備。
    - c- E  K0 ^* G& x/ hLcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=$ \6 q- D; q+ j! I" z+ b
    {3 c& }2 S' Z% c0 b! y: y
        {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},( l$ V, a& k, g: ~! o0 v( j6 ]6 f, a
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},, t9 N6 }- z2 l! x2 H+ r
    };1 r' x( X& n$ _5 i% C3 T; X3 s4 q
    字庫暫時不做細說,例程的字庫放在SD卡中,各位移植的時候根據(jù)需要修改。具體參考font.c。* n1 _9 I, B6 w  }
    聲明代碼請按照版權(quán)協(xié)議使用。當(dāng)前源碼只是一個能用的設(shè)計,完整性與健壯性尚未測試。后續(xù)會放到github,并且持續(xù)更新優(yōu)化。最新消息請關(guān)注www.wujique.com。, |8 a/ k: ?' A
    -END-* ^+ t0 s# |7 ]4 t, H/ x& C
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    4 Y/ Z# \: V' r$ }& ]4 R1 ^1 l1 p                                                       
    5 X+ _+ E2 K8 D/ ]& f1 X  R* r' O                                                                , D1 j# e+ F) Q/ |; j' t+ K
                                                                            # X9 W4 V8 m& E& i/ ?
                                                                                   
    $ i7 o4 p+ a# E/ ~5 A0 g % J% q! g. R7 L: \/ S
                                                                                   
    6 E1 D' T: {+ F6 l                                                                                        淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開發(fā)4 _' _8 H& v& e* W% ^
                                                                                   
      {. I& Q( l) `                                                                        ; d! v) `+ J$ d* B) X3 |: \8 o
                                                                   
    5 Q! }2 E& u: l: p/ g1 }                                                       
    % T* a1 F0 v' x( O& x( b1 {                                               
    ' n; h) r1 f! H6 N9 t# c5 g. X- L% a, r7 V& T
                                                           
    3 [$ i2 W$ ^8 f2 `" x: ]) {, @& P                                                                " ?7 |) X1 M' x2 b
                                                                           
    - q! Y9 V0 W8 m) F& c                                                                                9 K1 o- {( A) w9 ^+ ^
    1 @) U/ U7 l* \# M; v9 \8 B$ _- d
                                                                                   
    6 I, A0 Y& i6 e* k8 ?1 {* g                                                                                        在深圳搞嵌入式,從來沒讓人失望過!
    & i9 v& J- T  q! Y4 W                                                                               
    , _6 f- h& H  r$ G3 F) Z! Q3 A                                                                        ( |1 {% c3 |  P  Z% B6 ?
                                                                    5 M2 w4 d& q" Q" l
                                                            + e7 @, C1 Q) H- t
                                                    8 a: N0 S* A, o* @9 J, f2 \$ F, U

    % E' ]" [1 g& P! [- i* P3 V: Y# c                                                       
    # h( Z3 m6 n$ f                                                                4 }% [% J; Q4 M0 D7 _5 c7 g
                                                                           
    6 w' J& D+ c8 J9 x  q  x' F                                                                                4 ?8 ]) d% ]5 l( R/ a/ l4 L

    . |' V& W1 ]. _4 w                                                                                2 z+ u! `% q2 J" V9 @
                                                                                            蘋果iPhone16發(fā)布了,嵌入式鴻蒙,國產(chǎn)化程度有多高?
    0 T4 @6 E# q1 j- Z, v& e9 K& @                                                                                . L0 V4 h1 Y( _( Q5 _# O
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                                                    我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
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