基于A(yíng)RM與WindowsCE的LCD顯示器設計

結合IntelPXA270內置的LCD控制器和FG070053DSSWJGT1液晶屏的內部結構以及時(shí)序圖的分析，設計LCD顯示接口電路，主要是把IntelPXA270的控制信號與LCD屏的控制引腳連接起來(lái)，如圖3所示。通過(guò)16位數據線(xiàn)把LCD控制器的數據發(fā)送腳與FG070053DSSWJGT1的數據接收腳連接起來(lái)，即把（R0―R4，G0―G5，B0―B4）與L_DD0-L_DD15連接起來(lái)；把幀時(shí)鐘，行時(shí)鐘，像素時(shí)鐘等與LCD屏連接； ADJ采用電壓為0―3.0V、 頻率為20KHZ的PWM脈沖，調節液晶屏背光燈的亮度，在滿(mǎn)足用戶(hù)要求的同時(shí)還可有效地控制功耗。圖3中，網(wǎng)絡(luò )標號LCLK是行時(shí)鐘控制信號，FCLK是幀時(shí)鐘控制信號，PCLK是像素時(shí)鐘控制信號，OE為數據輸出使能信號。VDD由直流5V穩壓電源提供，U/D通過(guò)電阻拉低后對屏幕提供上下翻轉信號，L/R支持屏幕左右翻轉控制。

圖3 TFT LCD接口電路

3 LCD顯示程序的設計

在WindowsCE下LCD驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)使用基本圖形引擎（GPE）類(lèi)來(lái)實(shí)現[1] [5]。在使用GPE類(lèi)編寫(xiě)驅動(dòng)程序之前，首先分析使用GPE類(lèi)編寫(xiě)顯示驅動(dòng)時(shí)對顯示設備的要求，內存布局要求顯示設備使用線(xiàn)性幀緩沖區，全部的顯示內存是連續的；接下來(lái)分析GPE類(lèi)對內存中數據格式的要求。LCD屏是自頂向下的格式，像素（0，0）在左上角，像素（width-1,height-1）在右下角。 幀緩沖區的步幅，即表示顯示設備上一個(gè)掃描行在內存中占的字節數，應當是四字節的整數倍，即使在每個(gè)掃描行的末尾填充一些無(wú)用的字節，CPU不需做“排”選擇也可以存取整個(gè)幀緩沖區，幀緩沖區不應當使用位面（位面就是每種顏色信道RGB>在幀緩沖區進(jìn)行分開(kāi)存儲）。

使用IntelPXA270 內置的LCD控制器，集成了7個(gè)通道的DMA，支持像素深度分別為2、4、8、16、18、24位的RGB模式，采用16位RGB模式進(jìn)行設計。圖像數據保存在內存中，使用DMA方式進(jìn)行幀數據存取，幀的大小及幀地址是指定的，可以滿(mǎn)足GPE類(lèi)的線(xiàn)性幀緩沖區的要求，LCD控制與LCD屏都滿(mǎn)足WindowsCE 下使用GPE類(lèi)來(lái)實(shí)現顯示驅動(dòng)的硬件要求。

3.1 創(chuàng )建基于GPE類(lèi)的顯示驅動(dòng)程序

使用GPE類(lèi)簡(jiǎn)化了WindowsCE顯示設備的開(kāi)發(fā)工作，GPE類(lèi)代表一個(gè)顯示設備，是一個(gè)純虛的類(lèi)，設計顯示驅動(dòng)時(shí)必須繼承這個(gè)基本GPE類(lèi)。

首先定義一個(gè)新的類(lèi)（class SA2Video）來(lái)繼承GPE類(lèi)，根據GPE類(lèi)的要求，實(shí)現以下函數：

NumModes ------返回顯示驅動(dòng)所支持的顯示模式。
GetModeInfo ------返回指定顯示模式的信息，如顯示像素寬度和深度，處理由NumModes()函數返回的顯示模式，當SetModes()函數被調用時(shí)，總是返回在模式配置列表中的第一個(gè)模式值。
SetModes ------設置顯示模式。
AllocSurface------分配一個(gè)頁(yè)面，頁(yè)面僅僅是保存像素數據的RAM或視頻RAM，是一個(gè)塊內存，GPESurf類(lèi)能用于代表系統顯存上的一個(gè)頁(yè)面，保證在視頻RAM上分配一個(gè)頁(yè)面。
SetPointerShape------設置光標位圖和光標區。
MovePointer------移動(dòng)光標。
BltPrepare ------在位塊傳輸操作之前調用，如果驅動(dòng)支持位塊傳輸之前的操作，它就允許驅動(dòng)建立硬件位塊傳輸（blit）操作，并返回一個(gè)實(shí)際操作函數去執行位塊傳輸（blit），在GPE類(lèi)中提供默認的Blit操作函數。
BltComplete------在塊傳輸完成之后執行，如果有必要的話(huà)，它允許設備做任何的清除操作。
Line ------在畫(huà)線(xiàn)操作之前和之后調用，如果在畫(huà)線(xiàn)之前調用，該函數可以建立硬件的畫(huà)線(xiàn)操作，然后返回GPE默認的畫(huà)線(xiàn)操作；如果在畫(huà)線(xiàn)之后調用，該函數可以做任何畫(huà)線(xiàn)操作之后的清除。
InVBlank ------標志是否在水平同步周期時(shí)顯示更新了。
這些函數在GPE類(lèi)的源代碼中為空函數，所以必須在（class SA2Video）中實(shí)現函數重載。

3.2 創(chuàng )建LCD控制器接口驅動(dòng)程序

創(chuàng )建LCD控制器的接口驅動(dòng)程序主要是完成硬件的配置，包括LCD控制器和IO引腳接口的配置。首先根據LCD顯示接口的電路連接，配置IntelPXA270內的IO寄存器，然后根據外接的LCD屏提供的參數配置LCD控制器，主要是配置TFT接口時(shí)序，如幀時(shí)鐘，行時(shí)鐘，像素時(shí)鐘，數據輸出使能等[6]。在xllp_lcd.c文件中的XllpLCDInit（）函數實(shí)現硬件的初始化，以下為該函數的關(guān)鍵代碼：

XLLP_STATUS_T XllpLCDInit(P_XLLP_LCD_T pXllpLCD)
{ XLLP_STATUS_T status = 0;
// 初始化IO接口，根據LCD連接電路圖進(jìn)行配置
LCDSetupGPIOs(pXllpLCD);
// 初始LCD控制器及幀緩沖區
LCDInitController(pXllpLCD);
// 清除LCD控制器的狀態(tài)寄存器
LCDClearStatusReg(pXllpLCD);
// 使能LCD 控制器，驅動(dòng)LCD屏顯示數據
LCDEnableController(pXllpLCD);
return status;
}

3.3 LCD控制器顯示模式的設置

WindowsCE GDI 支持帶有多種顏色灰度和顏色模式的顯示設備，從僅用一位表示的顏色到調色板調制出真32位RGB，每一種格式支持幾種不同的像素排列方式，這取決于對顯示內存的訪(fǎng)問(wèn)是否支持單字節方式、雙字節字方式、四字節方式。

使用下列掩碼來(lái)提取紅、綠、藍數值：每個(gè)像素用16位表示的格式是一種掩碼格式，并且不被調色，每個(gè)像素我們用兩字節來(lái)存儲。結合TFT LCD顯示接口的硬件電路圖和IntelPXA270 內置的LCD控制器，按照IntelPXA270處理器手冊上的說(shuō)明，需要對控制引腳初始化[7]。在圖3中，第14口用來(lái)進(jìn)行幀時(shí)鐘控制，結合IntelPXA270數據手冊，我們配置第14口為L(cháng)_VSYNC功能，用如下語(yǔ)句實(shí)現：
GAFR0_L|=((GAFR0_L～(1u29))|(1u28))
所有顯示數據線(xiàn)L_DD0―L_DD15都設為輸出口，并設為顯示器的數據輸出，程序設計如下：