驱动开发-LCD显示技术

1、LCD显示技术一、 确定任务1、 掌握基本的字符设备的驱动程序设计。2、 掌握基本的文件操作。3、 掌握在操作系统下的帧缓冲驱动程序的原理。二、 学习内容 1、 阅读S5PV210数据手册，熟悉LCD控制器的原理。2、 编写操作帧缓冲设备的应用程序。3、 编写makefile文件。4、下载并调试帧缓冲的应用程序。三、基础知识1、 硬件原理：a) 原理图：对TFT的LCD，需要行同步信号（HSYNC）、场同步信号（VSYNC）、点时钟信号（VCLK）、数据使能信号（VDEN）、数据信号（VD23:0）。由以上可知：需要设置的参数包括：VSPW、VBPD、LINEVAL、VFPD，HSPW、HBP

2、D、HOZVAL、HFPD。这些参数需要根据实际的TFT LCD的数据手册来设置。b) 系统框架图：由图可知，S5PV210的显示控制部分最多支持5个窗口的叠加，支持YUV、RGB、I80这三个接口，下面我们仅以窗口0、RGB接口为例来介绍。VIDCON0控制寄存器：设置LCD接口时序（TFT LCD），LCD的数据位数（本实验为32位），分频比及输出使能。VIDCON1时序1控制器：设置VCLK、HSYNC、VSYNC、VDEND等信号的极性。VIDCON2控制器控制RGB的输出格式。VIDCON3控制器设置图片的大小变换属性。VIDTCON0和VIDTCON1控制寄存器设置VSPW、VBP

3、D、VFPD、HSPW、HBPD、HFPD等参数。VIDTCON1控制寄存器设置VSYNCEN的使能。四、基本原理1、 本实验以4.3英寸的AT043TN24的TFTLCD为例。（请读者详细阅读数据手册2、 驱动原理：LCD控制器的功能是显示驱动信号，进而驱动LCD。用户只需要通过读写一系列的寄存器，完成配置和显示驱动。在驱动LCD设计的过程中首要的是配置LCD控制器，而在配置LCD控制器中最重要的一步则是帧缓冲区（FrameBuffer）的指定。用户所要显示的内容皆是从缓冲区中读出，从而显示到屏幕上的。帧缓冲区的大小由屏幕的分辨率和显示色彩数决定。驱动帧缓冲的实现是整个驱动开发过程的重点。帧

4、缓冲区是出现在及以后版本内核当中的一种驱动程序接口，这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区设备区。帧缓冲区为图像硬件设备提供了一种抽象化处理，它代表了一些视频硬件设备,允许应用软件通过定义明确的界面来访问图像硬件设备。这样软件无须了解任何涉及硬件底层驱动的东西（如硬件寄存器）。它允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写和I/O控制等操作。通过专门的设备节点可对该设备进行访问， 如/dev/fb*。 用户可以将它看成是显示内存的一个映像， 将其映射到进程地址空间之后，就可以进行读写操作，而读写操作可以反映到LCD。帧缓冲设备对应的设备文件是/dev/fb*。如果系统有多个显卡，Linux还

5、支持多个帧缓冲设备，最多可达32个，即/dev/fb0/dev/fb31。而/dev/fb则指向当前的帧缓冲设备，通常情况下，默认的帧缓冲设备为/dev/fb0。帧缓冲设备也属于字符设备，采用“文件层-驱动层”的接口方式。 设备初始化,通过 driver_register()函数注册 FB 设备驱动程序, driver_refister()是 2.6内核中提供的注册驱动程序的方法,其原型在drivers/base/driver.c中定义，它使得系统加载、检测、卸载驱动程序有一个统一的接口，系统会调用 pxafb_driver ->probe 来检测是否存在有效的设备。五、代码设计 与编译

6、1、驱动分析：a) drivers/video/samsung/s3cfb.c 分配帧缓冲空间，初始化寄存器及引脚设置，完成帧缓冲的注册。主要函数：static int _devinit s3cfb_probe(struct platform_device *pdev)struct s3c_platform_fb *pdata;struct s3cfb_global *fbdev;struct resource *res;int i, j, ret = 0;fbdev = kzalloc(sizeof(struct s3cfb_global), GFP_KERNEL); /申请帧缓冲驱动的核心

7、数据结构if (!fbdev) dev_err(&pdev->dev, "failed to allocate for ""global fb structuren");ret = -ENOMEM;goto err_global;fbdev->dev = &pdev->dev;gfbdev = fbdev;fbdev->regulator = regulator_get(&pdev->dev, "pd"); if (!fbdev->regulator) dev_err(fbd

8、ev->dev, "failed to get regulatorn");ret = -EINVAL;goto err_regulator;ret = regulator_enable(fbdev->regulator);if (ret < 0) dev_err(fbdev->dev, "failed to enable regulatorn");ret = -EINVAL;goto err_regulator;pdata = to_fb_plat(&pdev->dev);if (!pdata) dev_err(fb

9、dev->dev, "failed to get platform datan");ret = -EINVAL;goto err_pdata;fbdev->lcd = (struct s3cfb_lcd *)pdata->lcd;if (pdata->cfg_gpio)pdata->cfg_gpio(pdev);if (pdata->clk_on)pdata->clk_on(pdev, &fbdev->clock);res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0)

10、; /获取平台资源if (!res) dev_err(fbdev->dev, "failed to get io memory regionn");ret = -EINVAL;goto err_io;res = request_mem_region(res->start, res->end - res->start + 1, pdev->name);if (!res) dev_err(fbdev->dev, "failed to request io memory regionn");ret = -EINVAL;got

11、o err_io;fbdev->regs = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1);if (!fbdev->regs) dev_err(fbdev->dev, "failed to remap io regionn");ret = -EINVAL;goto err_mem;s3cfb_set_vsync_interrupt(fbdev, 1);s3cfb_set_global_interrupt(fbdev, 1);s3cfb_init_global(fbdev);if (s3cfb

12、_alloc_framebuffer(fbdev) /申请帧缓冲区ret = -ENOMEM;goto err_alloc;if (s3cfb_register_framebuffer(fbdev) /注册帧缓冲区ret = -EINVAL;goto err_register;s3cfb_set_clock(fbdev);s3cfb_set_window(fbdev, pdata->default_win, 1);s3cfb_display_on(fbdev);fbdev->irq = platform_get_irq(pdev, 0);if (request_irq(fbdev-

13、>irq, s3cfb_irq_frame, IRQF_SHARED,pdev->name, fbdev) dev_err(fbdev->dev, "request_irq failedn");ret = -EINVAL;goto err_irq;#ifdef CONFIG_FB_S3C_LCD_INITif (pdata->backlight_on)pdata->backlight_on(pdev);if (!bootloaderfb && pdata->reset_lcd)pdata->reset_lcd(pde

14、v);#endif#ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPENDfbdev->early_suspend.suspend = s3cfb_early_suspend;fbdev->early_suspend.resume = s3cfb_late_resume;fbdev->early_suspend.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_DISABLE_FB;register_early_suspend(&fbdev->early_suspend);#endifret = device_create_file(&(pde

15、v->dev), &dev_attr_win_power);if (ret < 0)dev_err(fbdev->dev, "failed to add sysfs entriesn");dev_info(fbdev->dev, "registered successfullyn");#if !defined(CONFIG_FRAMEBUFFER_CONSOLE) && defined(CONFIG_LOGO)if (fb_prepare_logo( fbdev->fbpdata->defaul

16、t_win, FB_ROTATE_UR) printk("Start display and show logon");/* Start display and show logo on boot */fb_set_cmap(&fbdev->fbpdata->default_win->cmap, fbdev->fbpdata->default_win);fb_show_logo(fbdev->fbpdata->default_win, FB_ROTATE_UR);#endifreturn 0;int s3cfb_direct

17、_ioctl(int id, unsigned int cmd, unsigned long arg)switch (cmd) case FBIOGET_FSCREENINFO: /获取屏幕信息ret = memcpy(argp, &fb->fix, sizeof(fb->fix) ? 0 : -EFAULT;break;case FBIOGET_VSCREENINFO: /获取缓冲区信息ret = memcpy(argp, &fb->var, sizeof(fb->var) ? 0 : -EFAULT;break;case FBIOPUT_VSCREE

18、NINFO: /设置缓冲区ret = s3cfb_check_var(struct fb_var_screeninfo *)argp, fb);if (ret) dev_err(gfbdev->dev, "invalid vscreeninfon");break;ret = memcpy(&fb->var, (struct fb_var_screeninfo *)argp, sizeof(fb->var) ? 0 : -EFAULT;if (ret) dev_err(gfbdev->dev, "failed to put new v

19、screeninfon");break;fix->line_length = var->xres_virtual * var->bits_per_pixel / 8;fix->smem_len = fix->line_length * var->yres_virtual;s3cfb_set_win_params(gfbdev,id);break;case S3CFB_WIN_POSITION: /获取窗口位置ret = memcpy(&user_win, (struct s3cfb_user_window _user *)arg, size

20、of(user_win) ? 0 : -EFAULT;if (ret) dev_err(gfbdev->dev, "failed to S3CFB_WIN_POSITIONn");break;if (user_win.x < 0)user_win.x = 0;if (user_win.y < 0)user_win.y = 0;if (user_win.x + var->xres > lcd->width)win->x = lcd->width - var->xres;elsewin->x = user_win.x;

21、if (user_win.y + var->yres > lcd->height)win->y = lcd->height - var->yres;elsewin->y = user_win.y;s3cfb_set_window_position(gfbdev, win->id);break;case S3CFB_GET_LCD_WIDTH: /屏幕宽度ret = memcpy(argp, &lcd->width, sizeof(int) ? 0 : -EFAULT;if (ret) dev_err(gfbdev->dev,

22、"failed to S3CFB_GET_LCD_WIDTHn");break;break;case S3CFB_GET_LCD_HEIGHT: /屏幕高度ret = memcpy(argp, &lcd->height, sizeof(int) ? 0 : -EFAULT;if (ret) dev_err(gfbdev->dev, "failed to S3CFB_GET_LCD_HEIGHTn");break;break;b) /drivers/video/samsung/s3cfb_fimd6x.c 和S5PV210的显示控制单元

23、相关的文件，主要用来设置该单元的相关寄存器。s3cfb_set_gpio(void)，用于初始化显示单元的引脚。2、驱动程序的编译：全部编译进内核a) 进入内核目录，#make menuconfig -device drivers-graphics support然后按下图进行设置：（按字母“Y”）编译生成内核镜像，将其烧写到实验箱上。3、测试程序(详细请读者查看附件)：#define FB_PATH"/dev/fb0"const unsigned short colors = 0x07FF0000, 0xF81F0000, 0xFFE00000, 0x00000000, 0xFFFF0000, 0xF800000, 0x0000001F, 0x07E00000;int main(void) fbfd = open(FB_PATH, O_RDWR); if (ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo)vinfo.bits_per_pixel = 32; /设置32位色if(ioctl(fbfd,FBIOPUT_VSCREENINFO,&vinfo) if (ioctl(fbfd, FBIOGET_FSCREENINFO, &am