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用模塊化和面向?qū)ο蟮姆绞剑帉憜纹瑱CLCD驅(qū)動程序

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我是老溫,一名熱愛學習的嵌入式工程師* z* l- z8 J0 }. D. d4 t$ V1 p9 w
關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!
9 @$ Y' L& U; f4 R4 D
" A* A3 V( \( t/ E+ s. d6 Q來源 | 屋脊雀+ _" l+ M( j* M* n7 T' }
網(wǎng)絡(luò)上配套STM32開發(fā)板有很多LCD例程,主要是TFT LCD跟OLED的。從這些例程,大家都能學會如何點亮一個LCD。但這代碼都有下面這些問題:
. i# A1 T. B1 X4 ]+ C
  • 分層不清晰,通俗講就是模塊化太差。
  • 接口亂。只要接口不亂,分層就會好很多了。
  • 可移植性差。
  • 通用性差。為什么這樣說呢?如果你已經(jīng)了解了LCD的操作,請思考如下情景:
    0 r1 K: w3 a$ @0 j, ]1、代碼空間不夠,只能保留9341的驅(qū)動,其他LCD驅(qū)動全部刪除。能一鍵(一個宏定義)刪除嗎?刪除后要改多少地方才能編譯通過?
    " j" n5 y( D. g2 J6 W$ l5 R2、有一個新產(chǎn)品,收銀設(shè)備。系統(tǒng)有兩個LCD,都是OLED,驅(qū)動IC相同,但是一個是128x64,另一個是128x32像素,一個叫做主顯示,收銀員用;一個叫顧顯,顧客看金額。怎么辦?這些例程代碼要怎么改才能支持兩個屏幕?全部代碼復制粘貼然后改函數(shù)名稱?這樣確實能完成任務,只不過程序從此就進入惡性循環(huán)了。% b/ H6 @$ X& ~8 @
    3、一個OLED,原來接在這些IO,后來改到別的IO,容易改嗎?' I- j, F9 _, c% F$ b2 }5 R8 \) }$ G
    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?4 \. A7 ?8 V! f; g! A! M: g
    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。
    8 b2 j4 }. y$ @; Q! gTFT 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。
    4 Y# q. B, X; [* G  _$ V5 Z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。7 I0 D) J+ a, _8 x
    tft lcd:
    ; Z, Q- u4 Y" f/ R
    5 n0 T$ [+ P) c/ T$ q/ u0 \- a" rIPS:( d2 j6 {" k6 Z7 q, G8 r( \

    * y8 f$ @" d! N/ I9 F3 bCOG 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:- l/ }+ u- {0 }8 T

    # r- r' [' t$ J1 f6 T. T0 g* `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。
    + L' M7 _" O, s" ^  ~6 {* v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。
    : p+ T+ F, r, q# KOLED lcd買過開發(fā)板的應該基本用過。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:
    / _+ C) U5 ^$ |$ Z% o ( K' v' M( T0 p( [5 t' X) q$ W
    常見的是SPI跟I2C接口。常見驅(qū)動IC:SSD1615。7 T% z% h# ~7 K1 _
    硬件場景接下來的討論,都基于以下硬件信息:+ Q2 o6 j8 \6 O; L/ s  i
    1、有一個TFT屏幕,接在硬件的FSMC接口,什么型號屏幕?不知道。5 _4 K) b2 H  d1 C! Z  ]- D
    2、有一個COG lcd,接在幾根普通IO口上,驅(qū)動IC是STR7565,128X32像素。
    8 B2 l) t% j* m! P0 I3、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。
    ; j& J7 g+ l& A; Y  |, @6 u2 k4、有一個OLED LCD,接在SPI3上,使用CS2控制片選,驅(qū)動IC是SSD1315。$ A/ o1 ?# C0 C! m1 Z0 U& ^. Y4 o5 r

    ( x  ~# k" C8 |2 k. p& Q預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。5 F2 z( t% ?9 }9 t$ p1 V+ M3 X
    面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο,是編程界的一個概念。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:
    1 N: p: x1 ]. V5 D9 Z4 S) Pu8 ledsta = 0;* c6 n  S# o% n" F! X
    void ledset(u8 sta)
    3 `. @4 Z. ~! o+ {# U{
    + Z& U; J8 O2 w% C$ d3 E# O}
    " A3 e1 ]7 c- s& B) x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:7 C; j5 p- N5 \8 c8 R
    /*( U+ J0 R! U4 F# m
    定義一個結(jié)構(gòu)體,將LED這個對象的屬性跟方法封裝。
    # J' T8 ~) Z9 K這個結(jié)構(gòu)體就是一個對象。
    , [8 h: [# t5 c& Z7 X+ C, q但是這個不是一個真實的存在,而是一個對象的抽象。
    & P) i3 y0 v1 c*/
    0 K1 s. z3 `7 [! M6 Ztypedef struct{0 I7 o6 f8 f+ `! F, T2 L0 Z: ]
        u8 sta;2 z/ ~' f# y4 ~+ f
        void (*setsta)(u8 sta);/ D/ A+ Z# L2 V" |' |* L+ Y" |
    }LedObj;
    $ d) C0 y9 ]  J# ~& b/*  聲明一個LED對象,名稱叫做LED1,并且實現(xiàn)它的方法drv_led1_setsta*/
    7 ~$ j6 b7 t- M4 V% ~void drv_led1_setsta(u8 sta)5 \) w: U  C1 ]; Z* I6 C% D( u, ]" c
    {
    2 `5 s6 j# r- @  m7 T5 r! o4 }) C}
    + _$ E  \4 [9 a) m: nLedObj LED1={
    5 i3 B' ?7 t) L: I# j, B* t        .sta = 0,' u9 i, a3 n5 o5 t8 D) y+ J
            .setsta = drv_led1_setsta,
    ' g. A0 v' E( N5 l    };+ l! \$ g$ m& T$ _
    /*  聲明一個LED對象,名稱叫做LED2,并且實現(xiàn)它的方法drv_led2_setsta*/( y8 A$ T& _: I
    void drv_led2_setsta(u8 sta)& x$ D8 K' i- `9 U; _% x5 o
    {: ?& @9 F/ g+ Z# z2 Z! G$ s
    }5 v9 b2 D& V9 y. K+ k4 ~; G8 e( \  C
    LedObj LED2={& I% B6 ]) H6 R% S/ T2 {. \
            .sta = 0,' ^% l6 F' ^& X  A+ u0 L& X8 A' J! D4 P
            .setsta = drv_led2_setsta,! x! O( O% k9 u4 i/ X( k: U
        };
    # D( E1 E# Y5 Y    ' r. a, S5 R2 S0 x3 b
    /*  操作LED的函數(shù),參數(shù)指定哪個led*/
    8 C" w+ G7 c7 g. m: Pvoid ledset(LedObj *led, u8 sta)
    - o1 K. G" f* K. ^" G{7 h3 t- k9 B: W9 g& t; d( x
        led->setsta(sta);
    ; A/ ^$ S) H( \/ _) N' F% w. u: ]: j}9 T# r4 H7 R3 Z/ A5 L) P! {
    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?$ {3 V; p! b# g1 |. H4 S0 M$ h. B  p
    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。
    . q2 X$ ]0 ]3 X  z/ h: s3 k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」% q% e  N# _- e/ ?, N) d
    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:
    . v4 x, Z7 ?, g9 r, |?驅(qū)動IC是STR7565 128 * 64 像素用SPI3背光用PF5 ,命令線用PF4 ,復位腳用PF3" M/ `1 M$ D  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。
    # q1 z2 P+ Z- z, w8 J- [4 o為什么要驅(qū)動跟設(shè)備分離,因為要解決下面問題:
    - ?$ @: i7 E3 ]! d) K5 F?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。: J* V0 ^) |, b6 N3 L
    ?
    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:
    5 ]- Y& V3 b; Y; s7 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。2 e( t) ?1 T1 U- I  Z: }. ^
    ?
    驅(qū)動如何跟設(shè)備綁定呢?通過設(shè)備的驅(qū)動IC型號。/ y5 Z7 f9 F# L. o3 f
    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」。
    8 S5 z* [3 }. NLCD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:
      S% y6 T5 l  j1 G2 G$ j8 p" D
  • 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。
    . g2 y; Z4 k1 ]- Q) b1、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。
    ( ?5 O( S$ v+ W6 V! p2、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。' x3 H6 ], m0 j$ o( _0 f
    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。# K# K6 B* n2 @3 y, a( d2 ^$ C$ X
    4、ILI9341_dis怎么將點陣顯示上去?調(diào)用一個8080_WRITE的接口。. {+ Y$ Q+ a: B* _2 B1 i# `
    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:2 X& n. n6 V# c5 K1 z& ~& H1 S" P' Z
  • 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:
    ) b' f3 p; L2 O, L/*) C2 z! Y8 }8 @: u& f
        LCD驅(qū)動定義
    ; E& x; [" z0 X*/9 b. A8 ~1 D$ Y( i  O
    typedef struct  8 ?& U  j0 x$ R" w8 _
    {
    * q- x, N+ ~) M. T; e8 [, Y; w5 O9 i  i    u16 id;
    1 j1 L9 L2 A) {    s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    * e+ Y. E7 F; Y3 E" v. S  n    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);( F4 d' S* b5 w* h
        s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    & |+ r5 i; S7 n0 }5 p9 W% \    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
    ( K8 \# R/ w" E" t: R3 j4 K; L    s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    : I8 j9 i- v+ i, u% ~7 G5 @    s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);0 d) }4 ]* f4 O; _  C! e, [, ]
        void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    3 f6 B. n  e# U1 e! @* D    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    % X  ]6 ^' O. g4 G  N7 v, _6 o}_lcd_drv;
    8 y% n+ e! d! A/ y上面的接口,也就是對應的驅(qū)動,包含了一個驅(qū)動id號。+ @/ o% V* l" {( V2 r
  • 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。應該歸類到GUI層。$ s6 O. X1 \8 m! [8 o
    LCD驅(qū)動框架我們設(shè)計了如下的驅(qū)動框架:( l. M/ ^3 t5 I. p1 B0 A. m* }4 s
    - [' \" ]( ]# X
    設(shè)計思路:
    7 O$ B1 g+ _# S) f+ Z, W1、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。
    7 }" X; n7 z) i: j2 q7 f% C2、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。, l0 V! M4 F7 z9 Q5 h
    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。& @8 b* e9 u& p# X8 E" V
    4、簡易GUI層封裝了一些顯示函數(shù),例如劃線、字符顯示。# B' u% _2 P2 z5 P/ K  ^
    5、字體點陣模塊提供點陣獲取與處理接口。' D+ V7 e2 D: ^* u. Y
    由于實際沒那么復雜,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。
    ) V) G6 J4 p* I% d4 Y9 J) u7 {代碼分析代碼分三層:
    % z' R. C2 f& k3 A7 v! u8 v9 T( h1、GUI和LCD驅(qū)動層 dev_lcd.c dev_lcd.h
    - Y0 [1 a9 W0 h/ o9 }2、顯示驅(qū)動IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h% f( R' v' A* E0 a5 q; v- R
    3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h
      [4 w& L% Y! K/ F" n9 h' y+ ?GUI和LCD層這層主要有3個功能 :7 ~# Z: Y$ G" ~/ ~1 o- @
    「1、設(shè)備管理」% U. V/ K, e6 r
    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)。
    * T; g7 y3 v) `9 G/*  各種LCD的規(guī)格參數(shù)*/
    - F1 B( b7 P( I' ?9 u  __lcd_pra LCD_IIL9341 ={/ a4 C; u# D+ j9 t
            .id   = 0x9341,: P" q( h' ?, @" D4 [5 V% X( v
            .width = 240,   //LCD 寬度4 g' ~: v+ A, v* @# i
            .height = 320,  //LCD 高度
    / i( y1 \% ^. o- ~5 ]};4 C. G) p; ~0 ~3 D  F
    ...
    8 E4 O0 l6 x: m- l/*各種LCD列表*/: z4 h, U! `' f$ k0 F
    _lcd_pra *LcdPraList[5]=& X  Y/ @7 c$ c; a$ P
                {  n' u. g& u# y# c: G
                    &LCD_IIL9341,      
    + o3 h) Y( K* {                &LCD_IIL9325,5 V' U  }* W) B% @7 H& D6 _% U
                    &LCD_R61408,
    1 R8 x" E4 Z3 a5 }) R  {9 y8 A* r                &LCD_Cog12864,
    : b- N4 k3 ^* W: |                &LCD_Oled12864,
    0 n; E: P- ?! ~2 d4 m% P& N3 Z, c            };. t# `1 S# T2 m+ g& c0 l3 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,在對應的驅(qū)動文件內(nèi)實現(xiàn)。" T( T9 c: j- V" O
    /*  所有驅(qū)動列表; }/ T% n4 N' ?7 P; e/ Z
        驅(qū)動列表*/
    2 Y1 }1 I4 q: V; z2 h' N4 q_lcd_drv *LcdDrvList[] = {
    $ {5 v& F, {4 q0 b0 ]                    &TftLcdILI9341Drv,7 v3 l- _8 T3 J* m6 j, C
                        &TftLcdILI9325Drv,
    , B/ Y( q' K5 z. M# e                    &CogLcdST7565Drv,8 F' C0 _: h/ m0 j5 ^" E. X7 T" B
                        &OledLcdSSD1615rv,8 E, T' s8 M# j, X/ l* |
    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。* u! y& B1 r1 q# E& U
    /*設(shè)備樹定義*/' M$ [1 I# |6 W& s4 I& `1 G% \
    #define DEV_LCD_C 3//系統(tǒng)存在3個LCD設(shè)備& p, y. V7 d) c" |7 U' V- D3 c
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=$ y7 E3 l8 V! ]/ d  a) V3 W' S
    {+ E/ ~& U& _$ y
        {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},6 N  ?3 ~6 e- s( ~8 W
        {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    3 E" x- `4 y- O    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    " F* n8 o' \4 @8 o& v9 g};
    ! b% |7 f* T) F. f% s) N「2 、接口封裝」
    / W! f5 `* \* \' Z! j: Avoid dev_lcd_setdir(DevLcd *obj, u8 dir, u8 scan_dir)) _3 W8 v- r. u* o1 P( _
    s32 dev_lcd_init(void), g" N" f& M2 U( S( I+ T$ m" P
    DevLcd *dev_lcd_open(char *name)2 k8 \$ D+ U( ]5 F7 a; A! b2 {5 l. n
    s32 dev_lcd_close(DevLcd *dev)1 T9 |: ^5 `, Y" }, V
    s32 dev_lcd_drawpoint(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color)
    2 G3 N+ z0 z1 v! B2 H- L; bs32 dev_lcd_prepare_display(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey)8 B8 g' A& x( V& S; @
    s32 dev_lcd_display_onoff(DevLcd *lcd, u8 sta)
    2 }& B& `4 S- us32 dev_lcd_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color)8 v+ ~% x* n8 O
    s32 dev_lcd_color_fill(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 color)* H0 ]4 Z- Q* y5 T9 K8 A0 u
    s32 dev_lcd_backlight(DevLcd *lcd, u8 sta)
    : n7 h  P, {5 A9 r8 \. Z4 \- Q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,尋找對應驅(qū)動,找到對應設(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。
    7 d* x/ T/ W  i+ N: G( A7 h「3 、簡易GUI層」8 b: ^7 ]/ u, C5 C3 O/ H, t, l
    目前最重要就是顯示字符函數(shù)。
    ) x% u4 }# x' ts32 dev_lcd_put_string(DevLcd *lcd, FontType font, int x, int y, char *s, unsigned colidx)
    7 e) x9 G5 M5 b, r2 r" v/ U' q. l$ u其他劃線畫圓的函數(shù)目前只是測試,后續(xù)會完善。4 W3 Z9 }- }2 I; {) _3 P, c
    驅(qū)動IC層驅(qū)動IC層分兩部分:& K+ b7 G4 r: b+ \: n7 M
    「1 、封裝LCD接口」
    ; L( c1 @; D! g( i( [LCD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。* d& {* Y9 c/ p$ e1 o- j
    「2 驅(qū)動實現(xiàn)」+ Q, X) P. I3 y/ C' V5 Y9 Q3 r
    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)。
    ( i' a# J" N7 c/ y_lcd_drv CogLcdST7565Drv = {7 s/ E3 K8 ?' G" O! F+ w& u) S
                                .id = 0X7565,+ {( k, Z3 R6 G
                                .init = drv_ST7565_init,
    ( C* \! Q4 x4 Z                            .draw_point = drv_ST7565_drawpoint,
    6 x9 T, d( b7 W6 Q0 L% {" ?- g) a$ j                            .color_fill = drv_ST7565_color_fill,
    ( T5 k% G6 u1 d+ X                            .fill = drv_ST7565_fill,
    ! V7 X) \' _* Z) i6 C0 q- e                            .onoff = drv_ST7565_display_onoff,
    : x; l0 ^4 x) C) x- Z0 I                            .prepare_display = drv_ST7565_prepare_display,& W% U) |2 L7 V  ^2 ]+ p9 M
                                .set_dir = drv_ST7565_scan_dir,
    : X' N" d* J: v4 V- `+ D4 v  F                            .backlight = drv_ST7565_lcd_bl
    / }5 i! N! {& l) S                            };1 ~% Q! |% w% {' Z1 i1 i
    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。
    7 a0 I' N* t! r0 ?& nextern s32 mcu_spi_init(void);+ H0 B4 z6 N: `1 k7 w; s1 {
    extern s32 mcu_spi_open(SPI_DEV dev, SPI_MODE mode, u16 pre);
    " A8 E. f1 t4 b- N& U& \# z! k+ h8 ~extern s32 mcu_spi_close(SPI_DEV dev);- t& }+ R+ ~: r4 T
    extern s32 mcu_spi_transfer(SPI_DEV dev, u8 *snd, u8 *rsv, s32 len);
    - R" ^7 T* ?. S/ v0 Sextern s32 mcu_spi_cs(SPI_DEV dev, u8 sta);' e# S9 x. o% K
    至于SPI為什么這樣寫,會有一個單獨文件說明。
    ! k5 T2 }4 B* \$ D, `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:0 y% q  }/ @7 V
    /*  初始化的時候會根據(jù)設(shè)備數(shù)定義,: {  m6 E( i+ V+ @- d
        并且匹配驅(qū)動跟參數(shù),并初始化變量。
    1 q: [6 x. i5 J' f; U    打開的時候只是獲取了一個指針 */. f8 o1 I. |, v  h
    struct _strDevLcd
    & I8 E/ C4 n0 q5 i{% _9 ?  ?- q1 r& ?; y% W4 D
        s32 gd;//句柄,控制是否可以打開
    # S" O1 }# k1 Q: l7 O    LcdObj   *dev;
    ' I! \9 |4 t/ ]% j& }5 Z: S" J( B    /* LCD參數(shù),固定,不可變*/% m: P. M) y" N6 g2 Y1 u: n
        _lcd_pra *pra;
    . @* ]5 t* _6 ]0 l, K* T    /* LCD驅(qū)動 */
    5 I2 u% Z1 u' R* y    _lcd_drv *drv;5 J+ F: A9 U. J% [" d  W& R
        /*驅(qū)動需要的變量*/8 h: w. y$ O% I' b% D. I
        u8  dir;    //橫屏還是豎屏控制:0,豎屏;1,橫屏。
    % f( f: R" y$ m  j% P    u8  scandir;//掃描方向
    ! I, M& b1 K5 ?" G6 l7 Q    u16 width;  //LCD 寬度, z+ v& e& e6 |. h. W& }3 N
        u16 height; //LCD 高度- [1 [. [7 y4 l$ m3 D9 M2 @
        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$ o) C! p3 G+ ~; S& c
    };9 E9 E- J$ U+ I6 \1 Q  {
    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。# l" F9 i/ ~/ H# f. N
  • 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( [" T( J- A* N2 }8 J$ m, m
    {, e% I; L! |1 M, Y( o3 I8 e
        char *name;//設(shè)備名字
    - \) }' J/ c2 ]+ j    LcdBusType bus;//掛在那條LCD總線上1 s  B. p( j9 U- {5 O
        u16 id;
    7 X4 m' K6 A5 Q' _}LcdObj;* O; R4 H; w; o  {
  • 成員pra指向LCD參數(shù),可以知道LCD的規(guī)格。typedef struct
    & l; t% v9 z- \8 A, n{
    1 `5 m3 Q8 Z* p7 T, J% j    u16 id;9 v7 l4 @' l5 a  J2 v6 Y
        u16 width;  //LCD 寬度  豎屏0 y9 v& K1 _3 F7 x9 ?  y
        u16 height; //LCD 高度    豎屏
    . X/ K6 ]9 `  }) z1 T8 u}_lcd_pra;  G' ~7 u% N5 i
  • 成員drv指向驅(qū)動,所有操作通過drv實現(xiàn)。typedef struct  
    6 H2 b& L* S9 |9 `{
    # W) W3 s6 s) ^4 _- s    u16 id;
    2 D$ H5 C5 o6 R0 `. `5 p8 E$ F    s32 (*init)(DevLcd *lcd);
    5 i: X! I. K% Q% c8 ^0 a# t    s32 (*draw_point)(DevLcd *lcd, u16 x, u16 y, u16 color);2 F4 ]* W# W$ a4 d1 ]
        s32 (*color_fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
    , T! T$ f2 m" t$ n    s32 (*fill)(DevLcd *lcd, u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);5 S  }0 P) G$ O" y( f, i
        s32 (*prepare_display)(DevLcd *lcd, u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);  D% G- u; Q  d8 J9 h5 Z0 ?
        s32 (*onoff)(DevLcd *lcd, u8 sta);( l# K+ z5 w9 T/ E- ?0 I- h& x
        void (*set_dir)(DevLcd *lcd, u8 scan_dir);
    ( K( q- }; K- n# g; L5 q    void (*backlight)(DevLcd *lcd, u8 sta);
    7 ^3 u6 ?- }  w, W3 x7 [}_lcd_drv;% s: X9 o3 ~, x8 g
  • 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。
    ) C; s$ S5 n7 I0 D8 o) s1、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。
    + G- O& u+ U6 l' X% R3 s/ H2、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。* x# y6 K$ d5 y: v* H
    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)用對應的驅(qū)動程序。2 J  X  s7 E6 _6 d8 T- {3 E
    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。) ?$ C: v' J1 H3 Z/ f* S
    用法和好處
  • 好處1請看測試程序
    . ~  `0 Q# }! v) V, |void dev_lcd_test(void)0 u7 G4 @7 T) U. h, z( r
    {! P/ @( W  ^  U9 x* y7 t) _
        DevLcd *LcdCog;
    * e: @9 y* n+ [' E    DevLcd *LcdOled;
    " f! A! \5 x, o$ k! x4 Z    DevLcd *LcdTft;! }  v7 d. [4 v! A# W4 E" m
        /*  打開三個設(shè)備 */
    ( T. R: j1 j5 W6 B: I    LcdCog = dev_lcd_open("coglcd");; L7 ^. ]1 q& n+ B
        if(LcdCog==NULL)" Q7 k' H4 S, h  q* q% B3 ^
            uart_printf("open cog lcd err\r
    % _  c. p! j$ x/ E' U+ ^! }8 G");
    2 x  L1 i: f9 B    LcdOled = dev_lcd_open("oledlcd");# t" s7 i8 R6 h3 k% l
        if(LcdOled==NULL)% Q/ P3 @# `& f
            uart_printf("open oled lcd err\r8 h, c" Z$ C1 t* N$ a
    ");$ O5 g0 ~& j' u! m* L9 m  j
        LcdTft = dev_lcd_open("tftlcd");
    + K: ^5 Z0 I% e/ H  ~  d- p6 E2 H    if(LcdTft==NULL)
    + ?& T7 E! |% |% d, y        uart_printf("open tft lcd err\r: Z! p+ @5 r1 V5 j; j
    ");' D. R! W) V! B
        /*打開背光*/" F5 I1 ]) ?3 ^' i2 c% m
        dev_lcd_backlight(LcdCog, 1);, c6 s8 Y0 Z7 @
        dev_lcd_backlight(LcdOled, 1);5 o# [' s- M5 L" }
        dev_lcd_backlight(LcdTft, 1);
    # J, c$ @% l: A3 G' B, W- p    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);
    6 W) z/ }- O8 O- h, W    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是oled lcd", BLACK);
    0 _  `+ z# O: H  O- s) M4 C7 h    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    8 k) N! \6 i, V' h: l    dev_lcd_put_string(LcdOled, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);+ i4 o3 |9 P- w- {6 s
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,1, "ABC-abc,", BLACK);$ g- L5 p9 n% h1 ~/ O
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 13, "這是cog lcd", BLACK);( W% b& A- M4 \1 P% j8 v
        dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SONGTI_1212, 10,30, "www.wujique.com", BLACK);
    & r: H2 h  t* l2 V, [, q" H- K    dev_lcd_put_string(LcdCog, FONT_SIYUAN_1616, 1, 47, "屋脊雀工作室", BLACK);
    2 _3 [& U# R, r) R, L8 y! q; y    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,30, "ABC-abc,", RED);% F/ F( q2 Z1 r
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,60, "這是tft lcd", RED);# z8 e6 O/ V) U* ^! K
        dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SONGTI_1212, 20,100, "www.wujique.com", RED);
    % u- b) P3 d8 M8 y    dev_lcd_put_string(LcdTft, FONT_SIYUAN_1616, 20,150, "屋脊雀工作室", RED);
    + i4 k4 ~3 k" E* B* U4 J    while(1);
    : k5 B; m5 p3 B* l' J}
      r" [% V; T9 H1 b# s" ^2 z/ r* k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:7 a1 n# s% q7 T8 M7 P/ m+ s  R9 P
    , y2 m. k% d+ b8 a8 X* j
  • 好處2現(xiàn)在的設(shè)備樹是這樣定義的
    0 w) O! V- Z% e4 v8 ]LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=
    0 u( c- E; ~. s+ V+ y1 V- T! ^{3 d% \( q. z0 J$ b1 W# d+ L
        {"oledlcd", LCD_BUS_VSPI, 0X1315},
    - E* F  U, @5 B! f: C" u+ y  {    {"coglcd", LCD_BUS_SPI,  0X7565},
    : d9 r  Q: Y* n. A( R4 u+ t# J    {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    / F7 u7 o. |4 |" @3 s. x" x# m0 I};7 G; B7 [) k- v4 B% z# \
    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,當然,在一個接口上不能接兩個設(shè)備。8 W9 Y9 t' ]! l0 n$ I, ?7 \3 X
    LcdObj LcdObjList[DEV_LCD_C]=' t6 ^2 V, L. \6 @7 b; G
    {5 {* x* }8 ?" u+ G
        {"oledlcd", LCD_BUS_SPI, 0X1315},7 p; B4 ?4 H  A
        {"tftlcd", LCD_BUS_8080, NULL},
    . ^6 s: I- C/ c9 f7 F' \! g- e: T};
    ) {8 O) L0 b5 M1 [# o( m2 G: Q: S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。
    9 j- f3 ~. X' Y0 f5 v5 C7 m聲明代碼請按照版權(quán)協(xié)議使用。當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。9 B6 J" \( F7 D$ N# k, w% T
    -END-
    # f, b4 e8 g4 {( b8 }' k3 h往期推薦:點擊圖片即可跳轉(zhuǎn)閱讀. h7 x/ v0 f. }, M8 p+ j! _) W) x* A! ^
                                                            & ^7 w5 L9 e6 _: K
                                                                   
    ; O  P# L" A, T7 s                                                                       
    6 v0 H# X* k4 S5 x# O% o5 W" Z                                                                               
    + E7 w4 Q9 I6 {  o3 b' X' E - z$ {3 |* {; U  X+ y1 s! C: x, M0 F
                                                                                    ( F4 o" H% [# \: G$ U
                                                                                            淺談為何不該入行嵌入式技術(shù)開發(fā)# F* f! k$ Y6 Z4 t2 {
                                                                                    : v5 X% Y2 [9 Z
                                                                           
    " ~8 c) u7 @8 B# w+ a                                                               
    3 ]" Q5 U: P8 T4 |4 P7 F                                                       
    & f- }! r/ g: C) u+ q                                                8 h* Z- b( O7 [6 l. S
    / g; J3 V6 l" G# R0 o2 f1 }% \5 t- G
                                                            " I0 m# J& n; a  q8 T# K+ ~
                                                                   
    5 D) _1 l- ], q                                                                        5 Q9 Z: G2 z( ]  i: Q  ]
                                                                                    & C$ S4 r0 v9 `$ O
    . J  O2 t7 I: Y, Z
                                                                                   
    - ^& j3 v* V6 O# u8 s+ y/ u  g  v8 c                                                                                        在深圳搞嵌入式,從來沒讓人失望過!6 d0 ]/ j7 {# }
                                                                                   
    & M6 o) [7 P+ B# H6 _( |/ h                                                                       
    9 X, l+ i. A; J/ o) U. i. g                                                                & _$ ]: R0 Q* i5 O8 y' ^+ d
                                                            ! |# u$ w% r# n- B
                                                    ( M6 ]* n4 h" @% p5 s" e
    , X$ C/ F+ U7 b
                                                            & W/ t) l* A1 I& p/ \
                                                                    1 }, `* l' r  V* }
                                                                            6 H: U0 U# B5 h4 `
                                                                                    + K& f6 ?; O9 W% P" r
    . _! p) T- h8 ]2 x
                                                                                   
    1 P5 R, h1 k; k/ B7 x                                                                                        蘋果iPhone16發(fā)布了,嵌入式鴻蒙,國產(chǎn)化程度有多高?
    ' w% T- E/ Z3 l* L, h6 j0 r                                                                               
    * K) M3 t7 t+ `+ w0 [+ z                                                                       
    7 o' W% P9 o+ d; J# `. T                                                               
    , l: E4 A+ @) i4 D                                                       
    0 L# W% i3 H, B( |2 K% ?4 o" W5 a                                                我是老溫,一名熱愛學習的嵌入式工程師
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