基于S3C2440A終端LCD驅動(dòng)電路的設計與實(shí)現

　　LCD作為一種被動(dòng)顯示器件本身并不能發(fā)光，必須要有背光模塊提供光源。白光LED由于復雜程度較低、成本低且尺寸較小，被普遍用做嵌入式手持設備的LCD背光源。本文中背光驅動(dòng)電路如圖3所示。

　　驅動(dòng)芯片采用MP1521，該芯片有3組獨立的電流反饋回路，可同時(shí)驅動(dòng)3組并聯(lián)的LED?，F將3組反饋回路FB1、FB2、FB3短接，可以提供更大的驅動(dòng)電流，用于驅動(dòng)6個(gè)白色串聯(lián)LED背光燈。

　　MP1521支持兩種方式控制LED亮度，一是將BRT連接在范圍為0.26V~1.2V的電壓上，另外一種是通過(guò)PWM信號控制LED亮度。設計時(shí)，將其連接在PWM端口，使用PWM控制LCD背光亮度。

　　S3C2440A有5個(gè)16bit定時(shí)器，其中定時(shí)器0、1、2、3有PWM功能。將BRT連接到能夠輸出PWM信號的CPU的TOUT0/GPB0引腳，利用定時(shí)器0產(chǎn)生的PWM信號控制LCD亮度。通過(guò)改變PWM信號的占空比調整LED亮度，而通過(guò)設置CPU內部寄存器的值可以改變PWM的占空比。

　　為了節省功耗，電路的使能(EN)端接CPU的LCD_PWREN管腳，高電平時(shí)背光電路工作;低電平時(shí)背光電路不工作。同時(shí)，可將EN端通過(guò)電阻直接連接到3.3V電源上以便調試時(shí)使用。

　　LCD_BCK+和LCD_BCK-分別連接到串聯(lián)LED的正負兩端。

　　軟件設計

　　手持終端的嵌入式Linux所采用的內核版本是kernel-2.4.18。 為了使LCD能正常顯示，還需要在Linux系統下開(kāi)發(fā)LCD的驅動(dòng)程序。

　　字符設備的驅動(dòng)程序

　　字符設備是Linux系統中最簡(jiǎn)單的設備，可以像文件一樣訪(fǎng)問(wèn)。當字符設備初始化的時(shí)候，其驅動(dòng)程序向Linux內核登記，在chrdevs向量表中增加一個(gè)device_struct數據結構條目。這個(gè)設備的主設備標識符用作這個(gè)向量表的索引。一個(gè)設備的主設備標識符是固定的。chrdevs向量表中的device_struct數據結構包括一個(gè)登記設備驅動(dòng)程序名稱(chēng)的指針和一個(gè)指向一組文件操作的指針。這組文件操作本身位于這個(gè)設備的字符設備驅動(dòng)程序中，并處理一些特定任務(wù)。

　　Linux下的幀緩沖設備

　　Linux操作系統為L(cháng)CD等顯示設備提供了幀緩沖區。幀緩沖區(Framebuffer)是Linux為顯示設備提供的一個(gè)接口，是把顯存抽象化后的一種設備。為L(cháng)CD編寫(xiě)驅動(dòng)程序的實(shí)質(zhì)就是為幀緩沖區編寫(xiě)驅動(dòng)程序。

　　由于幀緩沖驅動(dòng)程序的實(shí)現在許多論文中有詳細敘述，這里不再贅述，本文重點(diǎn)討論背光設備驅動(dòng)程序的實(shí)現。

　　LCD背光設備的驅動(dòng)程序

　　LCD背光設備可看作字符設備，可以按照字符設備驅動(dòng)程序的編寫(xiě)方法進(jìn)行實(shí)現。在驅動(dòng)程序里實(shí)現了LCD各種控制功能。驅動(dòng)程序主要包括lcdctrl.c和lcdctrl_smdk2440.c。其中lcdctrl.c屏蔽了具體的硬件，它通過(guò)鉤子函數調用lcdctrl_smdk2440.c相關(guān)函數完成各種具體操作。為了形象地說(shuō)明兩個(gè)文件之間的關(guān)系，這里以L(fǎng)CD亮度調節過(guò)程為例，說(shuō)明函數的調用過(guò)程，如圖4所示。

　　lcdctrl.c中的lcdctrl_ioctl函數需根據上層應用程序的不同參數實(shí)現不同的功能，這些控制LCD的功能包括亮度調整、對比度調整、關(guān)閉LCD、開(kāi)啟LCD等。

　　下面分別敘述兩個(gè)文件的實(shí)現。

　　lcdctrl.c文件

　　1、定義file_operation結構體

　　static struct file_operations lcdctrl_fops = {

　　ioctl: lcdctrl_ioctl,

　　open: lcdctrl_open,

　　release: lcdctrl_close };

　　LCD的各種控制功能在lcdctrl_ioctl函數中實(shí)現，lcdctrl_open和lcdctrl_close不實(shí)現具體功能，直接返回0值。

　　2、lcdctrl_ioctl函數

　　lcdctrl_ioctl函數需根據上層應用程序的不同參數實(shí)現不同的功能，這里主要說(shuō)明亮度調節功能的實(shí)現。部分代碼如下：

　　static int lcdctrl_ioctl(struct inode * inode, struct file *filp, unsigned int cmd , unsigned long arg)

　　{……

　　switch(cmd)

　　{ ……

　　case

　　_LCDCTRL_IOCTL_BRIGHTNESS:

　　if ((arg >=0) (arg = 100))

　　ret = lcdctrl_set_brightness(arg);

　　break; //調節LCD背光亮度

　　……

　　break;}

　　return ret;}

　　當應用程序傳遞的命令參數為L(cháng)CDCTRL_IOCTL_BRIGHTNESS時(shí)，lcdctrl_ioctl調用lcdctrl_set_ brightness具體實(shí)現亮度調節功能。

　　3、lcdctrl_set_brightness函數

　　lcdctrl_set_brightness具體實(shí)現亮度調節功能。主要代碼如下：

　　int lcdctrl_set_brightness(int b)

　　{

　　brightness = b;

　　return lcd_device->set_brightness(b);

　　}

　　可以看出，此函數調用lcd_ device->set_brightness函數，而lcd_device在初始化時(shí)已被指向與具體的硬件相關(guān)的函數。