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1、S3C224400A下彩彩色液晶晶显示器器的设计计嵌入式系系统已成成为当今今最热门门的概念念之一,对大多多数嵌入入式系统统开发者者而言,显示系系统的硬硬件和软软件开发发是不可可回避的的关键性性技术。三三星公司司开发的的S3CC24440A是是一款以以ARMM9200T为内内核的嵌嵌入式微微处理器器,它的的最高工工作频率率达5333MHHz,内内含3通通道的异异步串行行口,UUSB主主、从单单元设备备接口,摄像头头接口,触摸屏屏接口,LCDD控制器器等众多多片上外外设接口口,且具具低功耗耗、高性性能,广广泛适用用于PDDA、便便携式媒媒体播放放器、手手持式导导航仪等等领域。目目前国内内对该款款高
2、性价价比嵌入入式微处处理器的的开发应应用才起起步不久久。夏普普公司生生产的LLCD屏屏LQ0035QQ7DHH01为为3.55in透透反射式式TFTT-LCCD显示示器,屏屏幕分辨辨率为33202400,能提提供26621444种色色彩,显显示亮度度达到1100nnit,使设计计人员能能够在各各种照明明条件下下利用它它来生动动地展示示图像和和文字信信息。本本文以SS3C224400A和LLQ0335Q77DH001为硬硬件基础础,设计计了显示示硬件电电路。 软件平平台采用用Linnux 2.44.200, 交交叉编译译器为aarm-linnux-gccc 2.95.3,完完成了对对LQ0035
3、QQ7DHH01显显示屏的的驱动程程序开发发。以以三星公公司的嵌嵌入式微微处理器器S3CC24440A和和夏普公公司3.5innLCDD屏LQQ0355Q7DDH011为基础础,设计计了显示示硬件电电路,介介绍了帧帧缓冲设设备的处处理机制制及底层层驱动的的接口函函数,针针对本显显示系统统给出了了如何开开发其LLinuux帧缓缓冲设备备驱动程程序。不不论是显显示硬件件电路还还是软件件驱动程程序,都都有很强强的可移移植性,可以方方便地移移植到不不同的平平台。1显示系系统硬件件电路11.1 LCDD控制器器电路 LCDD控制器器用来传传输图像像数据并并产生相相应的控控制信号号,S33C24440AA
4、 LCCD控制制器能支支持高达达4K色色STNN屏和2256KK色TFFT屏,支持1102447668分辨辨率下的的各种液液晶屏, 具有有LCDD专用DDMA。LLCD控控制器产产生的控控制信号号和数据据信号主主要有： VFRAAME：LCDD 控制制器和LLCD驱驱动器之之间的帧帧同步信信号, LCDD控制器器在一个个完整帧帧显示完完成后插插入一个个VFRRAMEE信号,开始新新一帧的的显示。 VLINNE：LLCD控控制器和和LCDD驱动器器之间的的行同步步信号,LCDD控制器器在整行行数据移移入LCCD驱动动器后插插入一个个VLIINE信信号。 VCLKK：LCCD控制制器和LLCD驱驱
5、动器之之间的像像素时钟钟信号, 由LLCD控控制器送送出的数数据在VVCLKK的上升升沿处送送出,在在VCLLK的下下降沿处处被LCCD驱动动器采样样。 VM：数数据输出出使能信信号,在在VM 信号跃跃变成高高电平后后行数据据信号开开始由LLCD控控制器输输出至LLCD驱驱动器,当VMM信号跃跃变为低低电平后后数据输输出停止止。 数据线：也就是是RGBB信号线线,S33C24440AA LCCD控制制器有VVD00:233共224根数数据线,数据格格式不同同,接线线方式就就不同。本本文用的的是RGGB5665方式式,只需需要166根数据据线(红红色5根根,绿色色6根,蓝色55根)。其其数据线线
6、接线方方式如表表1所示示：LCD控控制器电电路如图图1所示示：1.2 时序和和数据匹匹配电路路 由于于S3CC24440A 的LCCD控制制器与LLCD屏屏LQ0035QQ7DHH01在在数据格格式及显显示时序序上无法法匹配,需要选选用一种种时序控控制ICC或者用用CPLLD(也也就是通通常所说说的LCCD伴侣侣芯片)来对不不同数据据格式的的数据接接口进行行映射。但但CPLLD面积积较大、成成本较高高,因而而通常只只在需要要对电路路进行灵灵活配置置的情况况下才使使用。本本文时序序控制IIC选用用夏普公公司的LLZ9FFC222。该芯芯片专用用于对TTFT型型QVGGA屏幕幕(屏幕幕分辨率率32
7、002440)的的LCDD进行时时序控制制。这是是一个118biit(RR6G66B6)的控制制器,由由于本文文采用的的是RGGB5665 116位工工作模式式,所以以将其输输入引脚脚R0和和B0接接地。时时序和数数据匹配配电路如如图2所所示：1.3 多路电电压产生生电路 LCDD屏内集集成有数数字电路路和模拟拟电路,需要外外部提供供数字电电压和模模拟电压压。另外外,为了了完成数数据扫描描,需要要TFTT轮流开开启/关关闭。当当TFTT开启时时,数据据通过源源极驱动动器加载载到显示示电极,显示电电极和公公共电极极问的电电压差再再作用于于液晶实实现显示示,因此此需要控控制LCCD的开开启电压压、
8、关闭闭电压,以及加加到公共共电极上上的电压压, 本本系统采采用松下下公司生生产的芯芯片LMM11117DTT-3.3来产产生LCCD所需需要的数数字电压压,采用用美国MMAXIIM 公公司推出出的有源源矩阵液液晶显示示器电源源芯片MMAX116644来产生生其他电电压,MMAX116644内部集集成有两两个DCC-DCC变换器器,可以以为小型型TFTT LCCD提供供高效的的调节电电压。LLCD所所需各电电压如表表2所示示：多路电电压产生生电路如如图3所所示1.44 显示示驱动和和LQ0035QQ7DHH01的的接口电电路显示示驱动和和LQ0035QQ7DHH01的的接口电电路如图图4所示示：
9、1.55 显示示系统整整体结构构框图显显示系统统整体结结构框图图如图55所示。图5 显示系统结构框图2 Liinuxx下的帧帧缓冲(fraame buffferr)设备备 Liinuxx下编写写显示设设备的驱驱动程序序有两种种方法：一种是是把显示示设备抽抽象成一一般的字字符设备备,驱动动程序的的写法和和一般的的字符设设备驱动动类似;第二种种就是帧帧缓冲设设备驱动动程序的的编写。由由于第一一种方法法不规范范,而且且实现功功能有限限,故一一般不提提倡;而而帧缓冲冲驱动程程序比较较简单,也容易易实现,因而在在嵌入式式系统里里得到了了广泛应应用。 帧缓冲冲设备是是一个提提供显示示内存和和显示芯芯片寄存
10、存器从物物理内存存映射到到进程地地址空间间中的设设备,是是Linnux为为图形设设备提供供的一个个抽象接接口,它它将显示示设备抽抽象为帧帧缓冲区区。帧缓缓冲允许许上层应应用程序序在图形形模式下下直接对对显示缓缓冲区进进行读写写操作。这这种操作作是抽象象的、统统一的。应应用程序序不必关关心物理理显存的的位置、换换页机制制等等具具体细节节。 帧帧缓冲设设备属于于字符设设备,采采用“文文件层-驱动层层”的接接口方式式。 LLinuux内核核inccludde/ffnuxx/fbb.h中中定义了了帧缓冲冲设备的的驱动层层接口ffb_iinfoo结构体体,fbb_innfo定定义了当当前工作作的显示示卡
11、的状状态和帧帧缓冲设设备的操操作函数数, 它它仅对内内核可见见。文件件fb.h中还还定义了了fb_varr_sccreeeninnfo(显示卡卡可变特特性,这这些特性性在程序序运行期期间可以以由应用用程序动动态改变变)、ffb_ffix_scrreenninffo(显显示卡不不可变特特性,这这些特性性在硬件件初始化化时就被被定义了了, 以以后不得得修改)、fbb_cmmap(RGBB颜色映映射表)等结构构体,帧帧缓冲设设备驱动动程序主主要依靠靠这几个个结构体体工作。除除了结构构体fbb_innfo只只能在内内核空间间访问外外,其他他三个结结构体都都可以在在用户空空间访问问。 LLinuux内核
12、核driiverrsvvideeoffbmeem.cc中定义义了帧缓缓冲设备备的文件件层接口口fille_ooperratiionss结构体体,它对对应用程程序可见见,结构构体中功功能函数数opeen()和reeleaase()不需需要底层层的支持持.而rreadd()、wwritte()、mmmap()则需需要调用用fb_gett_fiix()、fbb_geet_vvar()、ffb_sset_varr()、ffb_gget_cmaap、ffb_sset_cmaap()(这些些函数位位于结构构体fbb_innfo中中指针ffbopps指向向的结构构体变量量中)等等与底层层LCDD硬件相相关的
13、函函数的支支持。另另一个功功能函数数是iooctll(),iocctl()是设设备驱动动程序中中对设备备的I/O通道道进行管管理的函函数,应应用程序序通过iiocttl()系统调调用来调调用fbb_geet_ffix()、ffb_gget_varr()、ffb_sset_varr()、ffb_sset_cmaap()、fbb_geet_ccmapp()等等来获得得和设置置结构体体fb_inffo中ffb_vvar_scrreenninffo结构构变量vvar、ffb_ffix_scrreenninffo 结结构变量量fixx 和ffb_ccmapp结构变变量cmmap等等变量的的信息。在在fb
14、mmem.c中给给出了iiocttl()命令和和fb_inffo中结结构体ffb_oops的的成员函函数的对对应关系系如下：FBIIOGEET_VVSCRREENNINFFO ffb_gget_varrFBIIOPUUT_VVSCRREENNINFFO ffb_sset_varrFBIIOGEET_FFSCRREENNINFFO ffb_gget_fixxFBIIOPUUTCMMAP fb_sett_cmmapFFBIOOGETTCMAAP ffb_gget_cmaap用户户应用程程序只需需要调用用FBIIOXXXXX来来操作LLCD硬硬件。 文件ffbmeem.cc中还定定义了帧帧缓冲设设备
15、底层层驱动的的管理函函数：rregiisteer_fframmebuuffeer(sstruuct fb_inffo 33 fbb_innfo)unrregiisteer_fframmebuuffeer(sstruuct fb_inffo 33 fbb_innfo) 帧缓缓冲设备备在驱动动层所要要做的工工作仅仅仅是对LLinuux为帧帧缓冲的的驱动层层接口ffb_iinfoo进行初初始化.然后调调用这两两个函数数对其注注册或注注销。帧帧缓冲设设备驱动动层接口口直接对对LCDD设备硬硬件进行行操作,而fbbmemm.c可可以记录录和管理理多个底底层设备备驱动。3 显示示系统帧帧缓冲驱驱动的编编写3.1 定定义LCCD控制制器结构构体 前前面已经经说过,LCDD控制器器的功能能是传输输图像数数据并产产生相应应的控制制信号来来驱动LLCD显显示器,驱动程程序需要要根据当当前具体体显示硬硬件的特特性,通通过读写写一系列列的LCCD控制制寄存器器来完成成设定显显示器分分辨率和和显示数数据的格格式,设设置控制制信号时时序,指指定显示示缓 中中区地址址等,从从而提供供给显示示设备合合适的数数据信号号和控制制信号。文文中根据据
