基于S3C2440A終端LCD驅動電路的設計與實現

　　LCD作為一種被動顯示器件本身并不能發光，必須要有背光模塊提供光源。白光LED由于復雜程度較低、成本低且尺寸較小，被普遍用做嵌入式手持設備的LCD背光源。本文中背光驅動電路如圖3所示。

　　驅動芯片采用MP1521，該芯片有3組獨立的電流反饋回路，可同時驅動3組并聯的LED。現將3組反饋回路FB1、FB2、FB3短接，可以提供更大的驅動電流，用于驅動6個白色串聯LED背光燈。

　　MP1521支持兩種方式控制LED亮度，一是將BRT連接在范圍為0.26V~1.2V的電壓上，另外一種是通過PWM信號控制LED亮度。設計時，將其連接在PWM端口，使用PWM控制LCD背光亮度。

　　S3C2440A有5個16bit定時器，其中定時器0、1、2、3有PWM功能。將BRT連接到能夠輸出PWM信號的CPU的TOUT0/GPB0引腳，利用定時器0產生的PWM信號控制LCD亮度。通過改變PWM信號的占空比調整LED亮度，而通過設置CPU內部寄存器的值可以改變PWM的占空比。

　　為了節省功耗，電路的使能(EN)端接CPU的LCD_PWREN管腳，高電平時背光電路工作;低電平時背光電路不工作。同時，可將EN端通過電阻直接連接到3.3V電源上以便調試時使用。

　　LCD_BCK+和LCD_BCK-分別連接到串聯LED的正負兩端。

　　軟件設計

　　手持終端的嵌入式Linux所采用的內核版本是kernel-2.4.18。 為了使LCD能正常顯示，還需要在Linux系統下開發LCD的驅動程序。

　　字符設備的驅動程序

　　字符設備是Linux系統中最簡單的設備，可以像文件一樣訪問。當字符設備初始化的時候，其驅動程序向Linux內核登記，在chrdevs向量表中增加一個device_struct數據結構條目。這個設備的主設備標識符用作這個向量表的索引。一個設備的主設備標識符是固定的。chrdevs向量表中的device_struct數據結構包括一個登記設備驅動程序名稱的指針和一個指向一組文件操作的指針。這組文件操作本身位于這個設備的字符設備驅動程序中，并處理一些特定任務。

　　Linux下的幀緩沖設備

　　Linux操作系統為LCD等顯示設備提供了幀緩沖區。幀緩沖區(Framebuffer)是Linux為顯示設備提供的一個接口，是把顯存抽象化后的一種設備。為LCD編寫驅動程序的實質就是為幀緩沖區編寫驅動程序。

　　由于幀緩沖驅動程序的實現在許多論文中有詳細敘述，這里不再贅述，本文重點討論背光設備驅動程序的實現。

　　LCD背光設備的驅動程序

　　LCD背光設備可看作字符設備，可以按照字符設備驅動程序的編寫方法進行實現。在驅動程序里實現了LCD各種控制功能。驅動程序主要包括lcdctrl.c和lcdctrl_smdk2440.c。其中lcdctrl.c屏蔽了具體的硬件，它通過鉤子函數調用lcdctrl_smdk2440.c相關函數完成各種具體操作。為了形象地說明兩個文件之間的關系，這里以LCD亮度調節過程為例，說明函數的調用過程，如圖4所示。

　　lcdctrl.c中的lcdctrl_ioctl函數需根據上層應用程序的不同參數實現不同的功能，這些控制LCD的功能包括亮度調整、對比度調整、關閉LCD、開啟LCD等。

　　下面分別敘述兩個文件的實現。

　　lcdctrl.c文件

　　1、定義file_operation結構體

　　static struct file_operations lcdctrl_fops = {

　　ioctl: lcdctrl_ioctl,

　　open: lcdctrl_open,

　　release: lcdctrl_close };

　　LCD的各種控制功能在lcdctrl_ioctl函數中實現，lcdctrl_open和lcdctrl_close不實現具體功能，直接返回0值。

　　2、lcdctrl_ioctl函數

　　lcdctrl_ioctl函數需根據上層應用程序的不同參數實現不同的功能，這里主要說明亮度調節功能的實現。部分代碼如下：

　　static int lcdctrl_ioctl(struct inode * inode, struct file *filp, unsigned int cmd , unsigned long arg)

　　{……

　　switch(cmd)

　　{ ……

　　case

　　_LCDCTRL_IOCTL_BRIGHTNESS:

　　if ((arg >=0) (arg = 100))

　　ret = lcdctrl_set_brightness(arg);

　　break; //調節LCD背光亮度

　　……

　　break;}

　　return ret;}

　　當應用程序傳遞的命令參數為LCDCTRL_IOCTL_BRIGHTNESS時，lcdctrl_ioctl調用lcdctrl_set_ brightness具體實現亮度調節功能。

　　3、lcdctrl_set_brightness函數

　　lcdctrl_set_brightness具體實現亮度調節功能。主要代碼如下：

　　int lcdctrl_set_brightness(int b)

　　{

　　brightness = b;

　　return lcd_device->set_brightness(b);

　　}

　　可以看出，此函數調用lcd_ device->set_brightness函數，而lcd_device在初始化時已被指向與具體的硬件相關的函數。