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1、广广 东东 机机 电电 职职 业业 技技 术术 学学 院院嵌入式技术基础嵌入式技术基础 （设计报告）（设计报告）题题 目：目：基于基于 arm2440arm2440 的的 LCDLCD 驱动的设计与实现驱动的设计与实现 学学 院：院： 信息工程学院信息工程学院 专业名称：专业名称：计算机控制（智能产品设计与生产）计算机控制（智能产品设计与生产） 学学 号：号： XXXXXXXXXXXXXX 学生姓名：学生姓名： XXXXXX 指导教师：指导教师： XXXXXX 20XX 年年 X 月月 X 日日引言引言随着计算机的不断发展，各种 SOC 的功能越来越强大，嵌入式系统正以前所为有的发展 速度进入
2、我们生活中的各个领域，从工业生产到我们所使用的消费电子产品，随处可见嵌入 式系统的身影。而 LCD 显示系统做为一个很好的人机交互的窗口，已经成为大多是嵌入式系 统不可或缺的组成部分。S3C2440 是韩国 Samsung 公司基于 ARM920T 内核而设计生产的嵌入式处理器，同时支持16/32 位指令集，具有低功耗，高性价比等特点，主要面向手持设备。本文就以 S3C2440 为 平台，应用其内部的 LCD 控制器，阐述 LCD 驱动程序的设计。绪论1I.1 课题设计的目的及其意义1I.3 课题设计的任务和要求21 1 课题的方案设计与论证31.1 系统整体方案的设计31.2 系统整体方案的
3、论证32 2 LinnxLinnx 下的 LCDLCD 驱动的实现6 2.1 开发环境62.2 LCD 控制器介绍62.3 软件设计72.4 主要功能函数 iIlit probe()实现72.5 调试结果7总 结9参考文献9绪绪 论论0.1 课题设计目的及意义课题设计目的及意义Linux 操作系统是一个开放源码的操作系统，具有良好的稳定性及实时性，同 时具有体积小、可裁减、可定制、硬件支持广等特点，因此在嵌入式开发过程中 被广泛应用，各种 SOC 的功能越来越强大，嵌入式系统正以前所未有的发展 速 度进入我们生活中的各个领域，从工业生产到我们所使用的消费电子产品，随处 可见嵌入 式系统的身影。
4、嵌入式开发过程除了要根据需求完成相应的硬件设计外， 同时需要设计相应的软件应用程序，而驱动程序的开发和实现决定了应崩程序是 否能正常稳定的访问和控制硬件外设，凶此驱动程序的开发和实现在嵌入式开发 过程中就显得尤为关键，而 LCD 显示系统做为一个很好的人机交互的窗口，已 经成为大多是嵌入式系 统不可或缺的组成部分。S3C2440 是韩国 Samsung 公司 基于 ARM920T 内核而设计生产的嵌入式处理器，同时支持 16/32 位指令集，具 有低功耗，高性价比等特点，主要面向手持设备。本文就以 S3C2440 为 平台， 应用其内部的 LCD 控制器，阐述 LCD 驱动程序的设计。开发环境
5、 .主机:VMWare-Fedora 9 .开发板:Mini2440-64MB Nand, Kerne1:2.6.30.4 .编译器:arm-linux-gcc-4.3.2摘要：根据人机交互对于 LCD 显示系统的需求，围绕 S3C2440 嵌入式处理器， 研究 LCD 控制器的设置，以及在 Linux 下的驱动的工作原理，并介绍在 Linux 系统下 FrameBuffer 设备驱动的结构组成及实现方法。关键字：嵌入式，S3C2440，LCD 驱动，FrameBufferLCD driver based on S3C2440 Abstract： For the requirement of
6、LCD display in human-machine interface，using S3C2440 embedded processor ， introduce how to set these controller registers and the principle of drivers in Linux，and also described the structure of the FrameBuffer device and how to write a FrameBuffer driver。 Keywords: S3C2440，LCD driver，FrameBuffer1
7、1 课题的方案设计与论证课题的方案设计与论证1.1 系统整体方案的设计ARM 微处理器目前在各个领域得到了广泛应用，其中 i 星公司生产的 S3C2440 芯片由于技术成熟，操作方便，价格低廉可适用性强，在民用市场得到了广泛的应用。目前，嵌入式的操作系统大都使用 wIN CE 的操作系统。其特点是具有完善的嵌入式 GUI 和嵌入式浏览器；功能强大且易于使用的 Windows 开发工具，有利于系统建立后的后期软件项目开发。但 WINDOWS 的开发工具 EVC 等。大都是针对应用程序的，并不针对于前期开发。如果要根据不同的硬件外围对其内核进行修改则需要购买付费软件 PLATFORM BUILDE
8、R。其系统占用空间大网络危险性高等特点，无疑给开发造成了不小的困难。而 LINUX 内核支持几乎所有的主流芯片，如 X86。ARM，MIPs，POWERPC 等。其次，该系统要求的存储器空间较少。节约有限的硬件资源。而 Win CE 对资源的要求更高。再次UNUX 系统具备高口 r 定制性，能够根据需要方便的增加和减少各项功能模块。而后。该操作系统具有高安全性和高可靠性在安全性方面“nux 病毒极少并拥有众多安全增强。最后，也是生产中不得不考虑的成本方面WINCE 的内核虽然是公开的但编辑内核需要的软件 PLATFORM BUILDER 确是收费软件；IJNUX 标准内核代码则町以自由下载并且
9、通过通用的 VI 的编辑器进行编辑，个人用户均可免费操作。综合以上的分析，我们选择对 LINUX 系统的 LcD 液晶屏驱动进行研究。以达到设计出一个稳定、可移植性强的 UNUX 液晶屏驱动程序的目的。2 S3C2440 的 LCD 控制器S3C2440 是 i 星公司生产的基于 ARM9 内核的 RISC 微处理器，主频 400MHz，最高533MHZ。它拥有车富的片上资源可以进行 IOSB，cAMERA，ID 等功能的扩展。其中集成的 LCD 控制器具有通用性，可与大多数的 LCD 显示模块接口。它的 LCD 控制器可用于传输视频数据并产生必要的控制信号(像 VFRAME、VUNE、VCL
10、K、VM 等)。S3C2440的输出视频数据端口为 vD23：0。 1.2 系统整体方案的论证1.2.1 芯片介绍 S3C2440 的 LCD 控制器负责产生液晶屏所需要的各种控制信号并负责把显示缓存中的数 据送到液晶屏以显示。LCD 控制器是可编程的，支持单色和彩色 显示，支持多种显示器，支持多种水平像素和 竖直像素，数据总线带宽，接口时 钟和刷新率。图 0.2 为 LCD 控制器逻辑框图，LCD 控制器有 REGBANK，LCDCDMA，VIDPRCS，TIMEGEN 和 LPC3600 组成。 其中 REGBAN 有 17 个可编程的寄存器和 25616 个调色存储器用来配置 LCD 控
11、制器。 LCDCDMA 是一个专用的 DMA，他能够自动传送显存里的内容到 LCD 上 去显示。 VIDPRCS 接受 LCDCDMA 传送过来的数据然后从 VD23:0口发送到 LCD 驱动器并在此把他们转换成合适的格式。 TIMEGEN 由可编程逻辑组成，它针对不同的 LCD 驱动器提供不同的接口 时序。 TIMEGEN 模块产生 VFRAME，VLINE，VCLK，VM 等等信号。而这 些控制信号又与 REGBANK 寄存器组中的 LCDCON 1/2/3/4/5 的配置密切相关， 通过不同的配置，TIMEGEN 就能产生这些信号的不同形态，从而支持不同的LCD 驱动器(即不同的 STN
12、/TFT 屏)。图 0.2 LCD 控制器逻辑框图LCD 控制器内部共有 18 个控制寄存器，在设备初始化的时候要针对不同 的 LCD 显面板对这些寄存器进行相应设置，才能够正确的显小。LCDCONI-LCDCON5 主要用来设置与 LCD 而板相关的信息以及产生对 于不同的显器而需要的不同的控制信号。帧缓冲起始地址寄存器 1-3 (LCDSADDRI-3)用于指;:视频缓冲区在系统存 储器中的地址，包括起始地址和结束地址，以及虚拟屏幕的偏移量和虚拟屏的页 宽度。RGB 查找表包括红色查找表寄存器(REDLUT)、绿色查找表寄存器 (GREENLUT)和蓝色查找表寄存器(BLUELUT)。在这
13、 3 个寄存器中，可以分别设 定使用的 8 种红色、8 种绿色、和吐种蓝色。 抖动模式寄存器(Dithering Mode Register)，实际上，红色、绿色和蓝色的差异，是通过时间抖动算法及帧率控制来实现的，因此还需要设置抖动模式寄存器。1.2.3 LCD 寄存器介绍S3C2440 的 LCD 控制寄存器主要有 LCDCONl23，45 寄存器。我们的设计目的就是要根据人体工学原理设计出人眼能够识别的最舒服的画面。一般情况下，肉眼能够识别的最舒服的帧频率应该是 60HZ。它与 LCDCONl 和 LCDCON2/3/4 寄存器的VSYNC、VB2PD、VFPD、UNEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、HOZVAL 和 CLKVAL 都有关系。大多数 LcD 驱动器都需要与显示器相旺配的帧频率，帧频率计算公式如下：由此，我们只需要知道待驱动的 LCD 液晶屏的硬件参数，就町以利用以上公式设置寄存器的值了。 。下面我们来看看 NEC 公司生产的 NL2432 液晶屏的硬件指标及逻辑时序。1.2.4 NL2
