基于嵌入式系統(tǒng)的彩色液晶顯示驅動控制

3 LCD驅動的工作時序

圖4所示為LCD驅動主動模式下的工作時序圖。其中L_PCLK為像素時鐘，用于把像素數(shù)據(jù)輸入到LCD顯示器中的移位寄存器中，針對于TFT- LCD連續(xù)跳變；L_LCLK為行掃描時鐘，針對于TFT-LCD是水平同步信號，用于LCD顯示器行顯示的結束和把移位寄存器的行數(shù)據(jù)送到顯示器中，并且行指針加1；L_FCLK為幀掃描時鐘，針對于TFT-LCD是垂直同步信號，用于LCD顯示器新的幀像素的開始，復位時行指針指向屏幕的頂部；L_BIAS是數(shù)據(jù)使能信號[2]。

4 微處理器與LCD顯示屏的接口

顯示驅動硬件主要由嵌入式LCD控制器、微處理器與LCD顯示屏的接口等部分構成。

圖5所示為PXA270微處理器與LCD接口原理圖。由于PXA270集成了LCD控制單元，這使LCD接口的設計變得十分簡單。只須電氣連接，無須外擴LCD控制芯片。

L_DD[15:O]：像素點16位數(shù)據(jù)線，使用5紅、6綠和5藍實現(xiàn)不同顏色的顯示，而TFT-LCD紅、綠、藍均有6個引腳，故將B0、R0接地。LCD的顯示效果與功耗在很大程度上決定于背光源，因而需對其進行控制。地址線SA-A[20-22]作為譯碼輸入，基地址為Ox0800_0000 的片選信號nCS2選中74LCXl38譯碼器，讓74LCXl38的輸出引腳Y0產生脈沖上升沿，驅動LCX374鎖存來自數(shù)據(jù)總線的低8位數(shù)據(jù)，只要在數(shù)據(jù)總線上輸出Ox80，則可通過Q7使LCD-BACK-0N/0FF輸出高電平，控制LCD背光源打開。

5 軟件設計

軟件主要由嵌入式操作系統(tǒng)與應用軟件兩部分構成，在應用軟件中完成對LCD的驅動。本文采用Linux-2.4.19作為軟件平臺，程序的交叉編譯使用arm-linux-gcc，其中Linux-2.4.19-rmk6-pxal-cerf1內核能穩(wěn)定地支持PXA270處理器，因Linux的源代碼開放，將其下載后只需根據(jù)自己的硬件配置對內核中的現(xiàn)有代碼與驅動進行裁剪、修改、移植或編寫部分驅動。PXA270對LCD顯示屏的驅動分為兩個方面：一是對LCD控制器及相關部件的初始化，包括創(chuàng)建Frame Buffer、寄存器組與DMA通道的設置等；二是對Frame Buffer的讀、寫等操作[3、4、5]。

5.1 定義顯示緩沖區(qū)

Linux下的LCD驅動屬于字符設備驅動范圍，PXA270處理器與LCD間數(shù)據(jù)傳輸也非常頻繁，因而在內存中定義一個“顯示緩沖區(qū)”Frame Buffer，形成一個虛擬的顯示器，具體位置在Linuxdriversvideo下。Frame Buffer的大小=每像素位數(shù)*每屏行數(shù)*(每行像素+每行需插入的空像素)/8。本系統(tǒng)中LCD分辨率為640*480，16位/像素，單屏幕模式，F(xiàn)rame Buffer理論值為614400個字節(jié)，實際設置640KB。

5.2 初始化函數(shù)的編寫

在linux的/drivers/video/pxafb.c文件中，通過fb_options()和pxafb_setup()函數(shù)來獲取內核的啟動參數(shù)并返回pxafb_driver結構,該結構中pxafb_probe是一個函數(shù)指針，指向pxafb_probe()函數(shù),在該函數(shù)中完成對 LCD控制器和Frame Buffer等的整個初始化過程，初始化函數(shù)部分代碼如下：

struct pxafb_info * fbi; //數(shù)據(jù)結構pxafb_info，主要用于Frame Buffer設備及其操作驅動框架的參數(shù)定義，如Frame Buffer的物理和虛擬地址、DMA和一些LCD控制寄存器描述參數(shù)等

struct pxafb_mach_info * inf; //數(shù)據(jù)結構pxafb_mach_info，定義運行機器的一些參數(shù),如pixclock、xres、yres等

pxafb_backlight_power = inf->pxafb_backlight_power; //LCD背光

pxafb_lcd_power = inf->pxafb_lcd_power; //LCD電源

fbi = pxafb_init_fbinfo(dev); //完成數(shù)據(jù)結構pxafb_info和pxafb_mach_info的初始化，設置使用的字體、顯示屏的規(guī)格等LCD硬件參數(shù)并保存到其中

ret = pxafb_map_video_memory(fbi); //根據(jù)LCD硬件參數(shù)在內存創(chuàng)建顯示緩沖區(qū)

pxa_set_cken(CKEN16_LCD,1); //時鐘使能寄存器CKEN可使能許多外設單元的時鐘，其bit16置1使能LCD單元時鐘