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在Linux下驅動(dòng)STN彩色LCD
伴隨著(zhù)高性能嵌入式處理器的飛速發(fā)展與普及，特別是ARM處理器系列的出現，嵌入式系統的功能也變得越來(lái)越強大。以前的單色LCD已不能滿(mǎn)足現今的各種多媒體應用，彩色LCD被越來(lái)越多地應用到嵌入式系統中。同時(shí)，在應用需求的促使下，許多工作在Linux下的圖形界面軟件包的開(kāi)發(fā)和移植工作中都涉及到底層LCD驅動(dòng)的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。在硬件采用Intel ASSABET開(kāi)發(fā)板，軟件采用Linux 2.4.19平臺，編譯器為arm-linux-gcc的交叉編譯器作為開(kāi)發(fā)的前提下，因為ASSABET開(kāi)發(fā)板上使用的是Sharp 3.9英寸320×240 TFT彩色LCD，現改用Kyocera 7.7英寸640×480 STN型彩色LCD，所以通過(guò)對其Linux驅動(dòng)程序進(jìn)行改寫(xiě)和調試，成功地實(shí)現了對該種屏的驅動(dòng)和顯示。
LCD
控制器
LCD控制器的功能是顯示驅動(dòng)信號，進(jìn)而驅動(dòng)LCD顯示器。在驅動(dòng)LCD設計的過(guò)程中首要的是配置LCD控制器。在配置LCD控制器中最重要的一步則是幀緩沖區的指定。用戶(hù)所要顯示的內容皆是從緩沖區中讀出，從而顯示到屏幕上。幀緩沖區的大小由屏幕的分辨率和顯示色彩數決定。驅動(dòng)幀緩沖的實(shí)現是整個(gè)驅動(dòng)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重點(diǎn)。
ASSABET開(kāi)發(fā)板采用SA1110作為處理器。SA1110微處理器是Intel公司生產(chǎn)的一種基于StrongARM環(huán)境的微處理器。該處理器內部有一LCD驅動(dòng)控制器，可支持單、雙屏顯示和最大1024×1024dpi。每個(gè)像素數據以4、8、12或16位編碼后存儲于外部存儲器內，通過(guò)LCD的專(zhuān)用DAM控制器，被裝入至532位的FIFO中。在雙屏顯示時(shí)，兩個(gè)DMA通道分別負責上下屏幕的顯示，但只有第一個(gè)DMA通道有調色板緩沖器。幀緩沖器中的已編碼像素數據是作為指針指向256×12位的調色板。調色板的色調數據控制著(zhù)抖動(dòng)邏輯，以產(chǎn)生各種灰度和彩色信號并從LCD數據引腳輸出。
顯示屏
LCD選擇Kyocera公司的7.7英寸STN型LCD。該LCD可在640×480分辨率的情況下提供12位彩色顯示。該屏為雙屏掃描模式，具有兩個(gè)8位的數據通道，每種基色都由4位的抖動(dòng)邏輯來(lái)產(chǎn)生15級灰度，因此可以顯示最多153=3375種可能的顏色。
驅動(dòng)LCD的設計
幀緩沖設備
幀緩沖設備為圖像硬件設備提供了一種抽象化處理。它代表了一些視頻硬件設備,允許應用軟件通過(guò)定義明確的界面來(lái)訪(fǎng)問(wèn)圖像硬件設備。這樣軟件無(wú)需了解任何涉及硬件底層驅動(dòng)的東西(如硬件寄存器)。它允許上層應用程序在圖形模式下直接對顯示緩沖區進(jìn)行讀寫(xiě)和I/O控制等操作。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的設備節點(diǎn)可對該設備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，如/dev/fb*。
Linux下可支持多個(gè)幀緩沖設備，最多可達32個(gè)，即從/dev/fb0到/dev/fb31。通常情況下，缺省的幀緩沖設備為/dev/fb0。
在SA1110處理器的LCD控制器操作中，幀緩沖器用于存放全部屏幕的所有編碼像素數據。在它的最低位地址處是32或512字節的緩沖器，用來(lái)存放調色板數據表。32位緩沖器用于4、12或16位像素編碼的16項調色板；512字節緩沖器用于裝入8位像素編碼的256項調色板。在12或16位像素編碼時(shí)，不使用調色板，此時(shí)的幀緩沖器的起始32字節必須填入全零。
主要結構體
struct fb_fix_screeninfo中記錄了幀緩沖設備和指定顯示模式的不可修改信息。它包含了屏幕緩沖區的物理地址和長(cháng)度。
struct fb_var_screeninfo中記錄了幀緩沖設備和指定顯示模式的可修改信息。它包括顯示屏幕的分辨率、每個(gè)像素的比特數和一些時(shí)序變量。其中變量xres定義了屏幕一行所占的像素數，yres定義了屏幕一列所占的像素數，bits_per_pixel定義了每個(gè)像素用多少個(gè)位來(lái)表示。
struct fb_info是Linux為幀緩沖設備定義的驅動(dòng)層接口。它不僅包含了底層函數，而且還有記錄設備狀態(tài)的數據。每個(gè)幀緩沖設備都與一fb_info結構相對應。其中成員變量modename為設備名稱(chēng)，fontname為顯示字體，fbops為指向底層操作的函數的指針。
Linux內核配置與編譯
使用下面的命令啟動(dòng)Linux內核配置工具：
#make menuconfig
啟動(dòng)如下內核選項，選擇對應的選項之后，執行下面的命令：
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