|
S3C44B0X内部具有一个LCD驱动控制器，自动产生LCD驱动控制所需的控制信号，因此S3C44B0X可以与黑白灰度、STN型彩色LCD屏直接接口，而不需要另外加LCD控制器。在这种接口方式下，LCD显示缓冲区映射在系统的存储器空间上，程序只需将像素点内容写入存储器对应地址就可以实现对应LCD屏上像素点颜色的显示，十分方便。
本实例以S3C44B0X与一个STN型320×240像素的彩色液晶接口为例，介绍S3C44B0X与彩色液晶的接口方法，及如何在LCD上显示某种色彩、如何绘制简单图形。重点掌握LCD控制器的初始化和绘制简单图形的编程方法。
3．1 STN型彩色LCD模块介绍
ARMSys上采用的是Sharp公司的LM057QC1T01型STN彩色液晶显示模块。该液晶模块的显示格式为320（×3）×240。即显示屏每行具有320个像素点，共240行；每个像素点由RGB（红、绿、蓝）三种颜色组成。
3．1．1 LCD模块的接口信号线定义
参考以下接口时序图，能够更好地理解每条接口信号线的作用：
图11－1 LM057QC1T01的接口时序图
◎ 写满整个屏的数据称为1个“帧”的数据，YD是帧同步信号，该信号启动LCD屏的新一帧的数据。两个YD脉冲之间的时间长度就称之为“帧周期”。根据LCD模块的特性，帧刷新周期为12ms到14ms，频率为70Hz～80Hz。每1帧中包含240个LP脉冲。
◎LP为行（共240行）数据输入锁存信号，该信号启动LCD屏新的一行的数据。也就是行同步脉冲信号。每1行中包括320×3/8个XCK脉冲信号。
◎XCK为行数据输入信号，也就是每一行中像素点数据传输的时钟信号；每组8位的数据在XCK的下降沿处被输入锁存。
◎D0~D7是8位的显示数据输入信号。
3．2 S3C44B0X的内部LCD控制器介绍
…… ……
3．2．1 LCD控制器的外部接口信号
◎ VFRAME：LCD控制器和LCD驱动器之间的帧同步信号。该信号告诉LCD屏的新的一帧开始了。LCD控制器在一个完整帧显示完成后立即插入一个VFRAME信号，开始新一帧的显示；该信号与LCD模块的YD信号相对应。
◎VLINE：LCD控制器和LCD驱动器之间的线同步脉冲信号，该信号用于LCD驱动器将水平线（行）移位寄存器的内容传送给LCD屏显示。LCD控制器在整个水平线（整行）数据移入LCD驱动器后，插入一个VLINE信号；该信号与LCD模块的LP信号相对应。
◎ VCLK：LCD控制器和LCD驱动器之间的像素时钟信号，由LCD控制器送出的数据在VCLK的上升沿处送出，在VCLK的下降沿处被LCD驱动器采样；该信号与LCD模块的XCK信号相对应。
◎ VM：LCD驱动器的AC信号。VM信号被LCD驱动器用于改变行和列的电压极性，从而控制像素点的显示或熄灭。VM信号可以与每个帧同步，也可以与可变数量的VLINE信号同步；
◎ VD[3:0]：LCD像素点数据输出端口。与LCD模块的D[3:0]相对应。
◎ VD[7:4]：LCD像素点数据输出端口。与LCD模块的D[7:4]相对应。
◎ DISP_ON：采用一个通用I/O口与LCD模块的DISP信号相对应（一般情况下高电平为开，低电平关）。
◎ EL_ON：采用一个通用I/O口作为背光逆变器的开关。
3．2．2 LCD控制器的操作
3．2．2．1显示类型
S3C44B0X的LCD控制器支持3种LCD驱动器：4位双扫描，4位单扫描，8位单扫描显示模式。其中，8位单扫描方式如下图所示：
图11－2 8位单扫描方式
8位单扫描显示采用8位并行数据线进行“行”数据连续移位输出，直到整个帧的数据都被移出为止。彩色像素点的显示要求3种颜色的图像数据，这使得行数据移位寄存器需要传输3倍于每行像素点个数的数据。这个RGB数据通过平行数据线连续地移位至LCD驱动器。如上图11－2所示。
图11－3是LM057QC1T01的扫描模式图，可见LM057QC1T01是按照8位单扫描模式工作的。在8位单扫描方式中，LCD控制器的8条（VD[7:0]）数据输出可以直接与LCD驱动器连接。
图11－3 LM057QC1T01的扫描模式
3．2．2．2像素点字节数据格式（BSWP=0）
在彩色模式下，1个字节8位（3位红色、3位绿色、2位蓝色）的图像数据对应于一个像素点。像素点字节在存储器中保存的格式为332模式，如下表所示：
3．2．2．3虚拟显示
S3C44B0X支持硬件方式的平行或垂直滚动。如果要使屏幕滚动，可以通过修改LCDSADDR1和LCDSADDR2寄存器中的LCDBASEU和LCDBASEL的值来实现。但不是通过修改PAGEWIDTH和OFFSIZE来实现。LCDBASEU、LCDBASEL、PAGEWIDTH和OFFSIZE的定义也可以通过下图来认识：
图11－4 在虚拟显示屏中实现滚动
从图中可以看出，如果要实现滚动，则显示缓冲区的大小要大于LCD显示屏的大小。
3．2．2．4查找表
S3C44B0X可以支持调色板表（即查找表），用于各种色彩选择或灰度级别的选择。这种方法给予用户很大的灵活性。查找表也称为调色板，在灰度模式中，通过查找表可以在16级灰度中选择4级灰度；在彩色模式中，1个字节的图像数据是用3位来表示红色，3位表示绿色，2位表示蓝色。通过查找表，可以选择16级红色中的8级红色，16级绿色中的8级绿色，16级蓝色中4级蓝色。256色意味着所有颜色都是由8种红色，8种绿色和4种蓝色构成（8×8×4＝256）。参考后面小节关于查找表寄存器的说明，例如REDLUT（红色查找表寄存器），1个字节的3位是表示红色的，这3位可以取值000、001、010……111共8个值。取某个值时，对应的色彩级别究竟是多少，就在查找表中设定。每个色彩级别由4位数据表示，因此共有16个色彩级别可供选择。
3．2．3 LCD控制器专用寄存器
…… ……
实现方法与步骤
4．1 I/O口LCD功能设置
通常采用S3C44B0X的PC口和PD口作为LCD驱动接口，因此需要设置PC和PD工作在第3功能状态，设置I/O口控制寄存器的语句如下：
rPCONC = 0x0f00ff54;
rPCOND= 0xaaaa;
4．2 LCD初始化程序
4．2．1控制信号寄存器设置向导
S3C44B0X包括一个LCD控制器时序发生器TIMEGEN，由它来产生VFRAM, VLINE, VCLK和VM控制时序。这些控制信号由寄存器LCDCON1和LCDCON2进行配置。通过对寄存器中配置项目的设置，TIMEGEN就可以产生适应于各种LCD屏的控制信号了。
VFRAME和VLINE脉冲的产生通过对LCDCON2寄存器的HOZVAL和LINEVAL域进行配置来完成。每个域都与LCD的尺寸和显示模式有关。HOZVAL和LINEVAL可以通过下式计算出来：
◎ HOZVAL = (显示宽度/VD数据线的位数) －1；
在彩色模式下：显示宽度= 3×每行的像素点数目
例如对于我们采用的LCD，HOZVAL= (320×3/8)－1
◎ LINEVAL = (显示宽度)－1；在单扫描显示类型下。
LINEVAL = (显示宽度/2)－1；在双扫描显示类型下。
例如对于我们采用的LCD，LINEVAL = 240-1
VCLK信号的频率可以通过LCDCON1寄存器的CLKVAL域来确定。它们存在以下关系：
VCLK(Hz) = MCLK/ (CLKVAL×2)
LCD控制器的最大VCLK频率为16.5MHz，这使得LCD控制器几乎支持所有已有的LCD驱动器。由于上述关系，CLKVAL的值决定了VCLK的频率，为了确定CLKVAL的值，应该计算一下LCD控制器向VD端口传输数据的速率，使得VCLK的值大于数据传输的速率。
数据传输速率通过以下的公式计算：
◎ 数据传输速率＝HS×VS×FR×MV
HS：LCD的行的尺寸；
VS：LCD的列的尺寸；
FR：帧速率；
MV：模式值，取值如下表：
在ARMSys系统中：
HS = 320；VS = 240；FR = 70；MV = 3/8。因此：
数据传输速率＝320×240×70×3/8＝2016000
VCLK的值应大于2M，小于16M，因此在我们的系统中CLKVAL可以取值3～15。
VFRAME信号的频率与LCDCON1和LCDCON2寄存器中的WLH（VLINE脉冲宽度）,WHLY（VLINE脉冲之后VCLK的延时宽度），HOZVAL, VLINEBLANK, 和LINEVAL有关。大多数的LCD驱动器需要适应的帧频率，参考3.1.1节，LM057QC1T01的帧频率范围是70Hz～80Hz。液晶屏所需要的VCLK的值计算可以依据下式：
VCLK(Hz) = (HOZVAL+1) / [ (1 / (frame_rate x (LINEVAL+1))) - ((WLH+WDLY+LINEBLANK) / MCLK )]
| 