S3C44B0X微處理器內(nèi)置LCD控制器
引言
S3C44B0X微處理器是三星公司專為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供的高性價(jià)比和高性能的微控制器解決方案。它使用ARM7TDMI核，工作在66MHz，集成了LCD控制器等外圍器件。它的LCD控制器具有通用性,能與大多數(shù)LCD顯示模塊接口。接口設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)都很簡單，廣泛應(yīng)用于智能儀表、PDA等的顯示部分。
內(nèi)置LCD控制器介紹
概述
S3C44B0X內(nèi)置的LCD控制器的作用是將顯示緩存(在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中)的LCD數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠縇CD驅(qū)動(dòng)器，并產(chǎn)生必須的LCD控制信號(hào)。
它支持灰度LCD和彩色LCD。在灰度LCD上，使用基于時(shí)間抖 動(dòng)算法(time-basedditheringalgorithm)和FRC(FrameRateControl)方法，可以支持單色、4級灰度和16級灰度模式的灰度LCD。在彩色LCD上，可以支持256種色彩。不同尺寸的LCD具有不同數(shù)量的垂直和水平象素、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)寬度、接口時(shí)間和刷新率。LCD控制器可以進(jìn)行編程控制相應(yīng)的寄存器值，以適應(yīng)不同的LCD顯示板。
LCD控制器邏輯框圖
圖1為LCD控制器的邏輯框圖。從框圖可以看出LCD控制器是用來實(shí)現(xiàn)傳輸顯示數(shù)據(jù)及產(chǎn)生必要的控制信號(hào)，如VFRAME、VLINE、VCLK和VM。除了控制信號(hào)，還有顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)端口VD[7:0]。
LCD控制器包括REGBANK、LCDDMA、VIDPRCS和TIMEGEN。 REGBANK有18個(gè)可編程寄存器，用于配置LCD控制器。LCDDMA為專用DMA，可以自動(dòng)地將顯示數(shù)據(jù)從幀內(nèi)存?zhèn)魉偷絃CD驅(qū)動(dòng)器中。通過專用DMA，可以實(shí)現(xiàn)在不需要CPU介入的情況下顯示數(shù)據(jù)。VIDPRCS從LCDDMA接收數(shù)據(jù)，將相應(yīng)格式的數(shù)據(jù)通過TIMEGEN(包含可編程邏輯)，以支持常見的LCD驅(qū)動(dòng)器所需要的不同接口時(shí)間和速率的要求。TIMEGEN部分產(chǎn)生VFRAME，VLINE，VCLK和VM等信號(hào)。
LCD控制器提供下列外部接口信號(hào)：
VFRAME：LCD控制器和驅(qū)動(dòng)器之間的幀同步信號(hào)。通知LCD屏新的一幀顯示，LCD控制器在一個(gè)完整幀顯示后發(fā)出VFRAME信號(hào)。
VLINE：LCD控制器和驅(qū)動(dòng)器間同步脈沖信號(hào)。LCD驅(qū)動(dòng)器通過它將水平移位寄存器的內(nèi)容顯示到LCD屏上。LCD控制器在一整行數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)絃CD驅(qū)動(dòng)器后發(fā)出VLINE信號(hào)。
VCLK：LCD控制器和驅(qū)動(dòng)器之間的象素時(shí)鐘信號(hào)。
VM：LCD驅(qū)動(dòng)器所使用的交流信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器用VM打開或關(guān)閉象素的行和列電壓極性。
VD[3:0]：LCD象素?cái)?shù)據(jù)輸出端口。
VD[7:4]：LCD象素?cái)?shù)據(jù)輸出端口。
LCD控制器的寄存器。
LCD控制器通過18個(gè)可編程寄存器來配置LCD顯示模塊的尺寸、顯示模式、接口數(shù)據(jù)寬度等。
LCD控制寄存器一(LCDCON1)
LCDCON1所在地址：0x01F00000;
屬性：R/W;
復(fù)位值：0x00000000。
LCDCON1中各個(gè)位的意義見表1：
LCD控制寄存器二(LCDCON2)
LCDCON2的地址：0x01F00004;
屬性：R/W;
復(fù)位值：0x00000000。
LCDCON2中各個(gè)位的意義見表2：
LCD控制寄存器三(LCDCON3)
LCDCON3的地址：0x01F00040;
屬性：R/W;
復(fù)位值：0x00。
LCDCON3中各個(gè)位的意義見表3：
幀緩沖區(qū)開始地址一(LCDSADDR1)
LCDSADDR1的地址：0x01F00008;
屬性：R/W;
復(fù)位值：0x000000。
LCDSADDR1中各個(gè)位的意義見表4：
幀緩沖區(qū)開始地址二(LCDSADDR2)
的地址：0x01F0000C;
屬性：R/W;
復(fù)位值：0x000000。
LCDSADDR2中各個(gè)位的意義見表5：[!--empirenews.page--]
注:用戶通過改變LCDBASEU和LCDBASEL的值來滾動(dòng)屏幕,但在幀結(jié)束時(shí),不能改變LCDBASEU和LCDBASEL的值,因?yàn)轭A(yù)取下一幀的數(shù)據(jù)優(yōu)先于改變幀,如果這時(shí)改變幀,預(yù)取的數(shù)據(jù)將無效而且顯示不正確。為了檢查LINECNT,應(yīng)當(dāng)屏蔽中斷,否則如果在讀LINECNT后,任意中斷剛好執(zhí)行,因?yàn)镮SR的執(zhí)行,LINECNT的值可能無效。
緩沖區(qū)開始地址三(LCDSADDR3)
LCDSADDR3的地址：0x01F00010;
屬性：R/W;
復(fù)位值：0x000000。
LCDSADDR3中各個(gè)位的意義見表6：
注：PAGEWIDTH和OFFSIZE必須在ENVID=0時(shí)變化。
內(nèi)置LCD控制器的應(yīng)用
LCD控制器能與大多數(shù)LCD顯示模塊接口，例如DMF50081，KCS057QV1AJ等。
KCS057QV1AJ是由KYOCERA公司生產(chǎn)，具有320 240個(gè)象素點(diǎn)、帶CFL背光的STN(超扭曲向列)256色LCD顯示模塊。它不帶LCD控制器，很容易與S3C44B0X內(nèi)置的LCD控制器接口。本節(jié)將詳述它與LCD控制器的硬件接口連線以及它的驅(qū)動(dòng)程序。
LCD控制器與KCS057QV1AJ接口設(shè)計(jì)
KCS057QV1AJ提供的外部接口信號(hào)線如下：
FRM：驅(qū)動(dòng)器掃描的同步信號(hào)線;
LOAD：數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)線;
CP：數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘信號(hào)線;
DISP：顯示控制信號(hào)線;
D[7:0]：8根顯示數(shù)據(jù)輸入線。
在KCS057QV1AJ與LCD控制器之間接線時(shí)，KCS057QV1AJ的FRM、LOAD、CP、D[7:0]分別和LCD控制器的VFRAME、VLINE、VCLK、VD[7:0]相連。DISP引腳與S3C44B0X的GPIO的GPC15相連，通過GPC15來控制LCD顯示模塊的打開和關(guān)閉。具體接線如圖2。
KCS057QV1AJ驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)
驅(qū)動(dòng)程序包括初始化S3C44B0X端口D和端口C的函數(shù)，初始化LCD控制器的函數(shù)，打開和關(guān)閉LCD顯示模塊的函數(shù)，在LCD顯示模塊上顯示條紋的函數(shù)，所有的函數(shù)都有詳細(xì)的注釋。
初始化端口D和端口C函數(shù)如下：
void Port_Init(void)
{
rPCONC=0x5f55ffff;/GPC15為輸出端口，GPC4-GPC7分配給LCD數(shù)據(jù)線VD7-VD4;
rPUPC=0x0;/端口C所有的引腳上拉允許;
rPDATC=0x3fff; /端口C所有的引腳初始化為高電平;
rPCOND=0xaaaa;/端口D所有的引腳分配給LCD控制器;
rPUPD=0x0;/端口D所有的引腳上拉允許;
rPDATD=0xff;/端口D所有的引腳初始化為高電平。
}
初始化LCD控制器函數(shù)如下：
void LCD_Init()
{
int i;
U32 LCDBASEU,LCDBASEL,LCDBANK;
LCDDisplayOpen(FALSE);/關(guān)閉LCD;
rLCDCON1=(0);/關(guān)閉視頻輸出;
rLCDCON2=(239)|(119<<10)|(15<<21);
/設(shè)置確定行掃描的返回時(shí)間為15個(gè)MCLK，設(shè)置屏為彩色320 240點(diǎn);
LCDBANK=0xc000000>>22;/設(shè)置顯示緩沖區(qū)首地址在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的位置;
LCDBASEU=0x0;/設(shè)置緩沖區(qū)的開始地址;
LCDBASEL=LCDBASEU+(160) 240;
rLCDSADDR1=(0x3<<27)|(LCDBANK<<21)|LCDBASEU;
/設(shè)置顯示模塊為彩色模式等;
rLCDSADDR2=(0<<29)|(0<<21)|LCDBASEL;
rLCDSADDR3=(320/2)|(0<<9);/不使用虛屏;
rREDLUT=0xfca86420;/設(shè)置紅色查表寄存器， 與特定的顯示要求有關(guān);
rGREENLUT=0xfca86420;/設(shè)置綠色查表寄存器，與特定的顯示要求有關(guān);
rBLUELUT=0xfffffa50;/設(shè)置蘭查表寄存器，與特定的顯示要求有關(guān);
rLCDCON1=LCDCON1_ENVID|0<<1|0<<2|0<<3|(2<<5) |1<<7|(0x3<<8)|(0x3<<10)|(CLKVAL<<12);
/使能視頻輸出，8位單掃描方式，設(shè)置WDLY，WLH,CLKVAL;
for(i=0;i<80*240;i++)/顯示緩沖區(qū)清零。
*(pLCDBuffer16+i)=0x0;
}
從圖2知，GPC15用來打開關(guān)閉LCD。打開和關(guān)閉LCD顯示模塊的函數(shù)如下：
void LCDDisplayOpen(U8 isOpen)
{
if(isOpen)
{
rPDATC|=0x8000;/打開LCD
}
else{
rPDATC&=0x7fff;/關(guān)閉LCD
}
}
在LCDBANK寄存器中已經(jīng)定義了顯示緩沖區(qū)在系統(tǒng)存儲(chǔ)器的段首地址為0xc000000，要顯示字符、圖片只需將字符、圖片取模得到的數(shù)據(jù)送到該緩沖區(qū)就可以了。但是要注意，彩色LCD是8位數(shù)據(jù)表示一個(gè)象素。對緩沖區(qū)首地址進(jìn)行如下定義：
U32 pLCDBuffer16=(U32*)0xc000000;
下面舉一個(gè)在整個(gè)屏上顯示明暗相間的條紋的程序，顯示明暗條紋函數(shù)如下：
void LCDstripe ()
{
int i,lcddata;
for(i=0;i<(320*240)/4;i++)
{
lcddata0=0x0ffff0000;
*(pLCDBuffer16+i)=lcddata;/向幀緩沖區(qū)送數(shù)據(jù)，每次4個(gè)象素的數(shù)據(jù)。
}
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