sdk-bsp-stm32f407-spark/projects/03_driver_lcd

LCD 显示例程

简介

本例程主要介绍了如何在 LCD 上显示文字和图片。

硬件说明

星火 1 号开发板板载的是一块 1.3 寸，分辨率为 240x240 的 LCD 显示屏，显示效果十分细腻。显示屏的驱动芯片是 ST7789 v3, 通信接口使用的是 8080 并口，通过 fsmc 模拟出驱动时序和单片机进行通讯。使用了 8 根数据线传输数据，一根地址选择线作为芯片的使能信号。

软件说明

本例程的源码位于 /projects/03_driver_lcd。

显示图片和文字的源代码位于 libraries/Board_Drivers/lcd/drv_lcd.c 中。

在 main 函数中，通过调用已经封装好的 LCD API 函数，首先执行的是清屏操作，将 LCD 全部刷成白色。然后设置画笔的颜色为黑色，背景色为白色。接着显示 RT-Thread 的 LOGO。最后会显示一些信息，包括 16x16 像素， 24x24 像素和 32x32 像素的三行英文字符，一条横线和一个同心圆。

int main(void)
{
    lcd_clear(WHITE);

    /* show RT-Thread logo */
    lcd_show_image(0, 0, 240, 69, image_rttlogo);

    /* set the background color and foreground color */
    lcd_set_color(WHITE, BLACK);

    /* show some string on lcd */
    lcd_show_string(10, 69, 16, "Hello, RT-Thread!");
    lcd_show_string(10, 69 + 16, 24, "RT-Thread");
    lcd_show_string(10, 69 + 16 + 24, 32, "RT-Thread");

    /* draw a line on lcd */
    lcd_draw_line(0, 69 + 16 + 24 + 32, 240, 69 + 16 + 24 + 32);

    /* draw a concentric circles */
    lcd_draw_point(120, 194);
    for (int i = 0; i < 46; i += 4)
    {
        lcd_draw_circle(120, 194, i);
    }
    return 0;
}

例程代码分析 -- LCD驱动库 drv_lcd

创建新工程时，选中基于RT-Spark开发板构建模板工程。模板工程建立成功后，工程目录下的libraries目录中出现lcd依赖库。

在lcd目录下的drv_lcd.c文件中存放着LCD驱动的关键代码。

1. LCD硬件初始化：在LCD外设的配置中，大致可分为两大部分

   1. LCD硬件初始化--配置ST7789V3芯片寄存器

      rt_err_t drv_lcd_init(struct rt_device *device)
      {
      
      SRAM_HandleTypeDef hsram1 = {0};
      FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef read_timing = {0};
      FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef write_timing = {0};
      
      #ifndef BSP_USING_ONBOARD_LCD_PWM_BL
      rt_pin_mode(LCD_BL, PIN_MODE_OUTPUT);
      #endif /* BSP_USING_ONBOARD_LCD_PWM_BL */
      
      #ifdef BSP_USING_ONBOARD_LCD_TEAREFFECT
      rt_pin_mode(LCD_TE_PIN, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
      rt_pin_attach_irq(LCD_TE_PIN, PIN_IRQ_MODE_RISING, lcd_teareffect_isr, RT_NULL);
      #endif /* BSP_USING_ONBOARD_LCD_TEAREFFECT */
      rt_pin_mode(LCD_RST, PIN_MODE_OUTPUT);
      
      rt_pin_write(LCD_RST, PIN_LOW);
      rt_thread_mdelay(100);
      rt_pin_write(LCD_RST, PIN_HIGH);
      rt_thread_mdelay(100);
      // FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef Timing = {0};
      
      /** Perform the SRAM1 memory initialization sequence
      */
      hsram1.Instance = FSMC_NORSRAM_DEVICE;
      hsram1.Extended = FSMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;
      /* hsram1.Init */
      hsram1.Init.NSBank = FSMC_NORSRAM_BANK3;
          
      /*
      省略部分代码
      */
      
      return RT_EOK;
      }
      INIT_COMPONENT_EXPORT(drv_lcd_init);
      

可以看到，init初始化函数被导入到了RT-Thread内核启动流程之中，位于启动过程中的component部分。

1. LCD软件初始化--注册进入RT-Thread Kernel

   struct drv_lcd_device
   {
   struct rt_device parent;
   
   struct rt_device_graphic_info lcd_info;
   };
   
   static struct drv_lcd_device _lcd;
   
   int drv_lcd_hw_init(void)
   {
   rt_err_t result = RT_EOK;
   struct rt_device *device = &_lcd.parent;
   /* memset _lcd to zero */
   memset(&_lcd, 0x00, sizeof(_lcd));
   
   _lcd.lcd_info.bits_per_pixel = 16;
   _lcd.lcd_info.pixel_format = RTGRAPHIC_PIXEL_FORMAT_RGB565;
   
   device->type = RT_Device_Class_Graphic;
   #ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
   device->ops = &lcd_ops;
   #else
   device->init = drv_lcd_init;
   device->control = drv_lcd_control;
   #endif
   device->user_data = &fsmc_lcd_ops;
   /* register lcd device */
   rt_device_register(device, "lcd", RT_DEVICE_FLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_STANDALONE);
   
   return result;
   }
   INIT_DEVICE_EXPORT(drv_lcd_hw_init);
   

可以看到，init函数进行了RT-Thread内核中的LCD硬件设备的初始化。其中的_lcd便是我们的硬件LCD设备，在经过一系列初始化配置后，将LCD设备通过rt_device_register函数，以Graphic Device设备的身份注册进入RT-Thread内核之中。

在前面的初始化部分，我们已经对LCD设备指定了各个操作对应的函数，如初始化init、控制设备control。

关键结构体解析

1. rt_device -- RT-Thread内核device类结构体

   struct rt_device
   {
   struct rt_object          parent;                   /**< inherit from rt_object */
   
   enum rt_device_class_type type;                     /**< device type */
   rt_uint16_t               flag;                     /**< device flag */
   rt_uint16_t               open_flag;                /**< device open flag */
   
   rt_uint8_t                ref_count;                /**< reference count */
   rt_uint8_t                device_id;                /**< 0 - 255 */
   
   /* device call back */
   rt_err_t (*rx_indicate)(rt_device_t dev, rt_size_t size);
   rt_err_t (*tx_complete)(rt_device_t dev, void *buffer);
   
   #ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
   const struct rt_device_ops *ops;
   #else
   /* common device interface */
   rt_err_t  (*init)   (rt_device_t dev);
   rt_err_t  (*open)   (rt_device_t dev, rt_uint16_t oflag);
   rt_err_t  (*close)  (rt_device_t dev);
   rt_size_t (*read)   (rt_device_t dev, rt_off_t pos, void *buffer, rt_size_t size);
   rt_size_t (*write)  (rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void *buffer, rt_size_t size);
   rt_err_t  (*control)(rt_device_t dev, int cmd, void *args);
   #endif /* RT_USING_DEVICE_OPS */
   
   #ifdef RT_USING_POSIX_DEVIO
   const struct dfs_file_ops *fops;
   struct rt_wqueue wait_queue;
   #endif /* RT_USING_POSIX_DEVIO */
   
   void                     *user_data;                /**< device private data */
   };
   

2. rt_device_graphic_info -- RT-Thread内核图形设备类结构体

   /**
   * graphic device information structure
   */
   struct rt_device_graphic_info
   {
   rt_uint8_t  pixel_format;                           /**< graphic format */
   rt_uint8_t  bits_per_pixel;                         /**< bits per pixel */
   rt_uint16_t pitch;                                  /**< bytes per line */
   
   rt_uint16_t width;                                  /**< width of graphic device */
   rt_uint16_t height;                                 /**< height of graphic device */
   
   rt_uint8_t *framebuffer;                            /**< frame buffer */
   rt_uint32_t smem_len;                               /**< allocated frame buffer size */
   };
   

在本例程中，LCD设备继承了device类与Graphic Device图形设备类，以实现“以图形设备注册进入RT-Thread内核”的效果。

关键函数解析

1. rt_device_register -- RT-Thread设备注册函数

   /**
   * @brief This function registers a device driver with a specified name.
   *
   * @param dev is the pointer of device driver structure.
   *
   * @param name is the device driver's name.
   *
   * @param flags is the capabilities flag of device.
   *
   * @return the error code, RT_EOK on initialization successfully.
   */
   rt_err_t rt_device_register(rt_device_t dev,
                           const char *name,
                           rt_uint16_t flags);
   

   通过此函数，将设备注册进入RT-Thread内核链表之中。 参数：

   1. dev：RT-Thread内核设备的指针，指向我们要注册的设备结构体
   2. name：设备的别名，可用于在RT-Thread内核中查找设备
   3. flag：设备的属性标识，可传入RT_DEVICE_FLAG_RDWR等属性
      

其余LCD操作API, 如draw_Line, draw_Point与常规LCD驱动类似

运行

编译 & 下载

• RT-Thread Studio：在 RT-Thread Studio 的包管理器中下载 STM32F407-RT-SPARK 资源包，然后创建新工程，执行编译。
• MDK：首先双击 mklinks.bat，生成 rt-thread 与 libraries 文件夹链接；再使用 Env 生成 MDK5 工程；最后双击 project.uvprojx 打开 MDK5 工程，执行编译。

编译完成后，将开发板的 ST-Link USB 口与 PC 机连接，然后将固件下载至开发板。

运行效果

按下复位按键重启开发板，观察开发板上 LCD 的实际效果。正常运行后，LCD 上会显示 RT-Thread LOGO，下面会显示 3 行大小为 16、 24、 32 像素的文字，文字下面是一行直线，直线的下方是一个同心圆。如下图所示：

同时，可以通过命令行指令进行LCD控制，命令内容如下：

1. app_lcd_clean -- 清屏
2. app_lcd_string -- 显示例程字符串部分
3. app_lcd_circle -- 显示例程圆圈部分

注意事项

屏幕的分辨率是 240x240，输入位置参数时要注意小于 240，不然会出现无法显示的现象。图像的取模方式为自上而下，自左向右，高位在前， 16 位色（RGB-565）。本例程未添加中文字库，不支持显示中文。

引用参考

暂无。