1. LCD工作的硬件需求：

要使一塊LCD正常的顯示文字或圖像，不僅需要LCD驅(qū)動(dòng)器，而且還需要相應(yīng)的LCD控制器。在通常情況下，生產(chǎn)廠商把LCD驅(qū)動(dòng)器會(huì)以COF/COG的 形式與LCD玻璃基板制作在一起，而LCD控制器則是由外部的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在很多的MCU內(nèi)部都集成了LCD控制器，如S3C2410/2440等。通 過(guò)LCD控制器就可以產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)器所需要的控制信號(hào)來(lái)控制STN/TFT屏了。

2. S3C2440內(nèi)部LCD控制器結(jié)構(gòu)圖：

我們根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)來(lái)描述一下這個(gè)集成在S3C2440內(nèi)部的LCD控制器：

a：LCD控制器由REGBANK、LCDCDMA、TIMEGEN、VIDPRCS寄存器組成；

b：REGBANK由17個(gè)可編程的寄存器組和一塊256*16的調(diào)色板內(nèi)存組成，它們用來(lái)配置LCD控制器的；

c：LCDCDMA是一個(gè)專(zhuān)用的DMA，它能自動(dòng)地把在偵內(nèi)存中的視頻數(shù)據(jù)傳送到LCD驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)使用這個(gè)DMA通道，視頻數(shù)據(jù)在不需要CPU的干預(yù)的情況下顯示在LCD屏上；

d：VIDPRCS接收來(lái)自LCDCDMA的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為合適的數(shù)據(jù)格式，比如說(shuō)4/8位單掃，4位雙掃顯示模式，然后通過(guò)數(shù)據(jù)端口VD[23:0]傳送視頻數(shù)據(jù)到LCD驅(qū)動(dòng)器；

e：TIMEGEN由可編程的邏輯組成，他生成LCD驅(qū)動(dòng)器需要的控制信號(hào)，比如VSYNC、HSYNC、VCLK和LEND等等，而這些控制信號(hào)又與REGBANK寄存器組中的LCDCON1/2/3/4/5的配置密切相關(guān)，通過(guò)不同的配置，TIMEGEN就能產(chǎn)生這些信號(hào)的不同形態(tài)，從而支 持不同的LCD驅(qū)動(dòng)器(即不同的STN/TFT屏)。

3.常見(jiàn)TFT屏工作時(shí)序分析：

LCD提供的外部接口信號(hào)：

VSYNC/VFRAME/STV：垂直同步信號(hào)（TFT）/幀同步信號(hào)（STN）/SEC TFT信號(hào);

HSYNC/VLINE/CPV：水平同步信號(hào)（TFT）/行同步脈沖信號(hào)（STN）/SEC TFT信號(hào)；

VCLK/LCD_HCLK：象素時(shí)鐘信號(hào)（TFT/STN）/SEC TFT信號(hào)；

VD［23:0］：LCD像素?cái)?shù)據(jù)輸出端口（TFT/STN/SEC TFT）；

VDEN/VM/TP：數(shù)據(jù)使能信號(hào)（TFT）/LCD驅(qū)動(dòng)交流偏置信號(hào)（STN）/SEC TFT 信號(hào)；

LEND/STH：行結(jié)束信號(hào)（TFT）/SEC TFT信號(hào)；

LCD_LPCOE：SEC TFT OE信號(hào)；

LCD_LPCREV：SEC TFT REV信號(hào)；

LCD_LPCREVB：SEC TFT REVB信號(hào)。

所有顯示器顯示圖像的原理都是從上到下，從左到右的。這是什么意思呢？這么說(shuō)吧，一副圖像可以看做是一個(gè)矩形，由很多排列整齊的點(diǎn)一行一行組成，這些點(diǎn)稱(chēng)之為像素。那么這幅圖在LCD上的顯示原理就是：

A：顯示指針從矩形左上角的第一行第一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的在LCD上顯示，在上面的時(shí)序圖上用時(shí)間線表示就為VCLK，我們稱(chēng)之為像素時(shí)鐘信號(hào)；

B：當(dāng)顯示指針一直顯示到矩形的右邊就結(jié)束這一行，那么這一行的動(dòng)作在上面的時(shí)序圖中就稱(chēng)之為1 Line；

C：接下來(lái)顯示指針又回到矩形的左邊從第二行開(kāi)始顯示，注意，顯示指針在從第一行的右邊回到第二行的左邊是需要一定的時(shí)間的，我們稱(chēng)之為行切換；

D：如此類(lèi)推，顯示指針就這樣一行一行的顯示至矩形的右下角才把一副圖顯示完成。因此，這一行一行的顯示在時(shí)間線上看，就是時(shí)序圖上的HSYNC；

E：然 而，LCD的顯示并不是對(duì)一副圖像快速的顯示一下，為了持續(xù)和穩(wěn)定的在LCD上顯示，就需要切換到另一幅圖上（另一幅圖可以和上一副圖一樣或者不一樣，目 的只是為了將圖像持續(xù)的顯示在LCD上）。那么這一副一副的圖像就稱(chēng)之為幀，在時(shí)序圖上就表示為1 Frame，因此從時(shí)序圖上可以看出1 Line只是1 Frame中的一行；

F：同樣的，在幀與幀切換之間也是需要一定的時(shí)間的，我們稱(chēng)之為幀切換，那么LCD整個(gè)顯示的過(guò)程在時(shí)間線上看，就可表示為時(shí)序圖上的VSYNC。

上面時(shí)序圖上各時(shí)鐘延時(shí)參數(shù)的含義如下：（這些參數(shù)的值，LCD產(chǎn)生廠商會(huì)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)）

VBPD（vertical back porch）：表示在一幀圖像開(kāi)始時(shí)，垂直同步信號(hào)以后的無(wú)效的行數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的upper_margin；

VFBD（vertical front porch）：表示在一幀圖像結(jié)束后，垂直同步信號(hào)以前的無(wú)效的行數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的lower_margin；

VSPW（vertical sync pulse width）：表示垂直同步脈沖的寬度，用行數(shù)計(jì)算，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的vsync_len；

HBPD（horizontal back porch）：表示從水平同步信號(hào)開(kāi)始到一行的有效數(shù)據(jù)開(kāi)始之間的VCLK的個(gè)數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的left_margin；

HFPD（horizontal front porth）：表示一行的有效數(shù)據(jù)結(jié)束到下一個(gè)水平同步信號(hào)開(kāi)始之間的VCLK的個(gè)數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的right_margin；

HSPW（horizontal sync pulse width）：表示水平同步信號(hào)的寬度，用VCLK計(jì)算，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的hsync_len；

對(duì)于以上這些參數(shù)的值將分別保存到REGBANK寄存器組中的LCDCON1/2/3/4/5寄存器中：（對(duì)寄存器的操作請(qǐng)查看S3c2440數(shù)據(jù)手冊(cè)LCD部分）

LCDCON1：17 - 8位CLKVAL

6 - 5位掃描模式（對(duì)于STN屏：4位單/雙掃、8位單掃）

4 - 1位色位模式（1BPP、8BPP、16BPP等）

LCDCON2：31 - 24位VBPD

23 - 14位LINEVAL

13 - 6位VFPD

5 - 0位VSPW

LCDCON3：25 - 19位HBPD

18 - 8位HOZVAL

7 - 0位HFPD

LCDCON4： 7 - 0位HSPW

LCDCON5：

4.幀緩沖(FrameBuffer)：

幀緩沖是Linux為顯示設(shè)備提供的一個(gè)接口，它把一些顯示設(shè)備描述成一個(gè)緩沖區(qū)，允許應(yīng)用程序通過(guò)FrameBuffer定義好的接口訪問(wèn)這些圖形設(shè)備，從而不用去關(guān)心具體的硬件細(xì)節(jié)。對(duì)于幀緩沖設(shè)備而言，只要在顯示緩沖區(qū)與顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng)的區(qū)域?qū)懭腩伾?，?duì)應(yīng)的顏色就會(huì)自動(dòng)的在屏幕上顯示。

下面看看2440test里面的lcd.c文件

static void PutPixel（U32 x，U32 y，U16 c）

{

if（x《SCR_XSIZE && y《SCR_YSIZE）

LCD_BUFFER［（y）］［（x）］ = c;

}

很容易發(fā)現(xiàn)TFT LCD上顯示單個(gè)像素的函數(shù)實(shí)際上很簡(jiǎn)潔

看來(lái)似乎只需要LCD_BUFFER［（y）］［（x）］ = c這一句話

下面就來(lái)分析下，是如何通過(guò)這一句話來(lái)實(shí)現(xiàn)在LCD上顯示單個(gè)像素的

先分析下LCD_Init（）即LCD初始化函數(shù)

rLCDCON1 = （LCD_PIXCLOCK 《《 8） | （3 《《 5） | （12 《《 1）;

LCDCON1 0x4d000000

#define LCD_WIDTH 240

#define LCD_HEIGHT 320

#define LCD_PIXCLOCK 4

#define LCD_RIGHT_MARGIN 36

#define LCD_LEFT_MARGIN 19

#define LCD_HSYNC_LEN 5

#define LCD_UPPER_MARGIN 1

#define LCD_LOWER_MARGIN 5

#define LCD_VSYNC_LEN 1

CLKVAL［17:8］ = 4

TFT： VCLK = HCLK / ［（CLKVAL+1） * 2］ （ CLKVAL》=0 ）

MMODE［7］ = 0

PNRMODE［6:5］ = 11 TFT LCD panel

BPPMODE［4:1］ = 1100 16bpp for TFT

ENVID［0］ = 0 Disable

rLCDCON2 = （LCD_UPPER_MARGIN 《《 24） | （（LCD_HEIGHT - 1） 《《 14） | （LCD_LOWER_MARGIN 《《 6） | （LCD_VSYNC_LEN 《《 0）;

LCDCON2 0x4d000004

VBPD = 1

VBPD（vertical back porch）：表示在一幀圖像開(kāi)始時(shí)，垂直同步信號(hào)以后的無(wú)效的行數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的upper_margin

LINVAL = 240 – 1

LINVAL：LCD屏的垂直大小

VFPD = 5

VFPD（vertical front porch）：表示在一幀圖像結(jié)束后，垂直同步信號(hào)以前的無(wú)效的行數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的lower_margin

VSPW = 1

VSPW（vertical sync pulse width）：表示垂直同步脈沖的寬度，用行數(shù)計(jì)算，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的vsync_len

rLCDCON3 = （LCD_RIGHT_MARGIN 《《 19） | （（LCD_WIDTH - 1） 《《 8） | （LCD_LEFT_MARGIN 《《 0）;

LCDCON3 0x4d000008

HBPD = 36

HBPD（horizontal back porch）：表示從水平同步信號(hào)開(kāi)始到一行的有效數(shù)據(jù)開(kāi)始之間的VCLK的個(gè)數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的left_margin

HOZVAL = 320 – 1

HOZVAL：LCD屏的水平大小

HFPD = 19

HFPD（horizontal front porth）：表示一行的有效數(shù)據(jù)結(jié)束到下一個(gè)水平同步信號(hào)開(kāi)始之間的VCLK的個(gè)數(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的right_margin

rLCDCON4 = （13 《《 8） | （LCD_HSYNC_LEN 《《 0）;

LCDCON4 0x4d00000c

MVAL = 13

HSPW = 5

HSPW（horizontal sync pulse width）：表示水平同步信號(hào)的寬度，用VCLK計(jì)算，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)中的hsync_len

# define LCD_CON5 （（1《《11） | （1 《《 9） | （1 《《 8） | （1 《《 3） | （1 《《 0））

rLCDCON5 = LCD_CON5;

LCDCON5 0x4d000010

HWSWP = 1 Swap Enable

PWREN = 1 Enable PWREN signal

INVVFRAME = 1 VFRAME/VSYNC pulse polarity Inverted 選擇負(fù)極性脈沖

INVVLINE = 1 VLINE/HSYNC pulse polarity Inverted 選擇負(fù)極性脈沖

FRM565 = 1 5:6：5 Format

rLCDINTMSK |= 3;

INT_FrSyn = 1 LCD frame synchronized interrupt Masked

INT_FiCnt = 1 LCD FIFO interrupt Masked

rTCONSEL &= （~7）;

rTCONSEL &= ~（（1《《4） | 1）;

MODE_SEL = 0 Sync mode

RES_SEL = 0 320 x 240

LPC_EN = 0 LPC3600 Disable

rTPAL = 0x0;

Temporary palette register enable bit Disable

volatile static unsigned short LCD_BUFFER［SCR_YSIZE］［SCR_XSIZE］;

#define LCD_ADDR （（U32）LCD_BUFFER）

#define M5D（n） （（n）&0x1fffff）

rLCDSADDR1 = （（LCD_ADDR 》》 22） 《《 21） | （（M5D（LCD_ADDR 》》 1）） 《《 0）;

rLCDSADDR2 = M5D（（LCD_ADDR + LCD_WIDTH * LCD_HEIGHT * 2） 》》 1）;

rLCDSADDR3 = LCD_WIDTH;

LCDSADDR1 0x4d000014 幀緩沖起始寄存器1

LCDBANK［29:21］ = （U32）LCD_BUFFER 》》 22

These bits indicate A［30:22］ of the bank location for the video buffer in the system memory. LCDBANK value cannot be changed even when moving the view port. LCD frame buffer should be within aligned 4MB region， which ensures that LCDBANK value will not be changed when moving the view port. So， care should be taken to use the malloc（） Function

系統(tǒng)內(nèi)存地址A［30:22］處的Bank位置為圖像緩沖。LCDBANK的值在視圖移動(dòng)的值在視圖移動(dòng)時(shí)不能改變，LCD幀緩沖應(yīng)該在4MB區(qū)域?qū)R，保證LCDBANK的值在移動(dòng)視圖時(shí)不會(huì)改變。

LCDBASEU［20:0］ = （（U32）LCD_BUFFER 》》 1）&0x1fffff

For dual-scan LCD ： These bits indicate A［21:1］ of the start address of the upper address counter， which is for the upper frame memory of dual scan LCD or the frame memory of single scan LCD.

For single-scan LCD ： These bits indicate A［21:1］ of the start address of the LCD frame buffer.

雙掃描：表明高地址計(jì)數(shù)器的起始地址A［21:1］，用于LCD雙掃描的上部幀內(nèi)存或者單掃描的幀內(nèi)存

單掃描：表明LCD幀緩沖的起始地址A［21:1］

LCDSADDR2 0x4d000018幀緩沖起始寄存器2

LCDBASEL［20:0］ = （（LCD_ADDR + LCD_WIDTH * LCD_HEIGHT * 2） 》》 1）& 0x1fffff

= （LCD_ADDR 》》 1 + LCD_WIDTH * LCD_HEIGHT）& 0x1fffff

For dual-scan LCD： These bits indicate A［21:1］ of the start address of the lower address counter， which is used for the lower frame memory of dual scan LCD.

For single scan LCD： These bits indicate A［21:1］ of the end address of the LCD frame buffer.

LCDBASEL = （（the frame end address） 》》1） + 1

= LCDBASEU + （PAGEWIDTH+OFFSIZE） x （LINEVAL+1）

雙掃描：表明低地址計(jì)數(shù)器的起始地址A［21:1］，用于LCD雙掃描的下部幀內(nèi)存或者單掃描的幀內(nèi)存

單掃描：表明LCD幀緩沖的結(jié)束地址A［21:1］

LCDSADDR3 0x4d00001c幀緩沖起始寄存器3

OFFSIZE = 0

PAGEWIDTH = 320 虛擬屏頁(yè)寬（半字?jǐn)?shù)量） 定義了幀中的視圖域?qū)挾?/p>

程序分析至此，大概已經(jīng)清楚是如何通過(guò)LCD_BUFFER［（y）］［（x）］ = c來(lái)實(shí)現(xiàn)在LCD上顯示單個(gè)像素了。

就是在設(shè)置好各個(gè)LCD寄存器之后，通過(guò)將LCD_BUFFER地址與LCDBANK以及LCDBASEU、LCDBASEL對(duì)應(yīng)之后，通過(guò)改變LCD_BUFFER里不同單元存儲(chǔ)的值（即像素的顏色），即可在LCD相應(yīng)位置上做出顯示。

那么在應(yīng)用不同LCD的時(shí)候，只需對(duì)LCDCONx以及LCDSADDRx做出相應(yīng)的配置，在創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組，做出上述的地址映射即可。

關(guān)于VCLK計(jì)算，由于配置的是TFT，可用到公式VCLK = HCLK / ［（CLKVAL+1） * 2］ （ CLKVAL》=0 ）

設(shè)置的FLK為400MHz，HCLK為100MHz，CLKVAL = 4，因此VLCK = 10MHz