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1、一 实验内容简要描述1实验目的学会驱动程序的编写方法，配置S3C2410的LCD驱动，以及在LCD屏上显示包括bmp和jpeg两种格式的图片2实验内容（1）分析S3c2410实验箱LCD以及LCD控制器的硬件原理，据此找出相应的硬件设置参数，参考xcale实验箱关于lcd的设置，完成s3c2410实验箱LCD的设置（2）在LCD上显示一张BMP图片或JPEG图片3实验条件（软硬件环境）PC机、S3C2410开发板、PXA255开发板二 实验原理1. S3C2410内置LCD控制器分析1.1 S3C2410 LCD控制器一块LCD屏显示图像，不但需要LCD驱动器，还需要有相应的LCD控制器。通常
2、LCD驱动器会以COF/COG的形式与LCD 玻璃基板制作在一起，而LCD控制器则由外部电路来实现。而S3C2410内部已经集成了LCD控制器，因此可以很方便地去控制各种类型的LCD屏，例如：STN和TFT屏。S3C2410 LCD控制器的特性如下：（1）STN屏支持3种扫描方式：4bit单扫、4位双扫和8位单扫支持单色、4级灰度和16级灰度屏支持256色和4096色彩色STN屏（CSTN）支持分辩率为640*480、320*240、160*160以及其它规格的多种LCD（2）TFT屏支持单色、4级灰度、256色的调色板显示模式支持64K和16M色非调色板显示模式支持分辩率为640*480，3
3、20*240及其它多种规格的LCD对于控制TFT屏来说，除了要给它送视频资料（VD23:0）以外，还有以下一些信号是必不可少的，分别是：VSYNC（VFRAME） ：帧同步信号HSYNC（VLINE） ：行同步信号VCLK ：像数时钟信号VDEN（VM） ：数据有效标志信号由于本项目所用的S3C2410上的LCD是TFT屏，并且TFT屏将是今后应用的主流，因此接下来，重点围绕TFT屏的控制来进行。图1.1是S3C2410内部的LCD控制器的逻辑示意图： 图1.1REGBANK 是LCD控制器的寄存器组，用来对LCD控制器的各项参数进行设置。而 LCDCDMA 则是LCD控制器专用的DMA信道，
4、负责将视频资料从系统总线（System Bus）上取来，通过 VIDPRCS 从VD23:0发送给LCD屏。同时 TIMEGEN 和 LPC3600 负责产生 LCD屏所需要的控制时序，例如VSYNC、HSYNC、VCLK、VDEN，然后从 VIDEO MUX 送给LCD屏。 1.2 TFT屏时序分析图1.2是TFT屏的典型时序。其中VSYNC是帧同步信号，VSYNC每发出1个脉冲，都意味着新的1屏视频资料开始发送。而HSYNC为行同步信号，每个HSYNC脉冲都表明新的1行视频资料开始发送。而VDEN则用来标明视频资料的有效，VCLK是用来锁存视频资料的像数时钟。并且在帧同步以及行同步的头尾都
5、必须留有回扫时间，例如对于VSYNC来说前回扫时间就是（VSPW+1）（VBPD+1），后回扫时间就是（VFPD +1）；HSYNC亦类同。这样的时序要求是当初CRT显示器由于电子枪偏转需要时间，但后来成了实际上的工业标准，乃至于后来出现的TFT屏为了在时序上于CRT兼容，也采用了这样的控制时序。 图1.2S3C2410实验箱上的LCD是一款3.5寸TFT真彩LCD屏，分辩率为240*320，下图为该屏的时序要求。 图1.3通过对比图1.2和图1.3，我们不难看出：VSPW+1=2 - VSPW=1VBPD+1=2 - VBPD=1LINVAL+1=320- LINVAL=319VFPD+1=
6、3 - VFPD=2HSPW+1=4 - HSPW=3HBPD+1=7 - HBPW=6HOZVAL+1=240- HOZVAL=239HFPD+1=31 - HFPD=30以上各参数，除了LINVAL和HOZVAL直接和屏的分辩率有关，其它的参数在实际操作过程中应以上面的为参考，不应偏差太多。 1.3 LCD控制器主要寄存器功能详解图1.4LINECNT ：当前行扫描计数器值，标明当前扫描到了多少行。CLKVAL ：决定VCLK的分频比。LCD控制器输出的VCLK是直接由系统总线（AHB）的工作频率HCLK直接分频得到的。做为240*320的TFT屏，应保证得出的VCLK在510MHz之间。
7、MMODE ：VM信号的触发模式（仅对STN屏有效，对TFT屏无意义）。PNRMODE ：选择当前的显示模式，对于TFT屏而言，应选择11，即TFT LCD panel。BPPMODE ：选择色彩模式，对于真彩显示而言，选择16bpp（64K色）即可满足要求。ENVID ：使能LCD信号输出。图1.5VBPD ， LINEVAL ， VFPD ， VSPW 的各项含义已经在前面的时序图中得到体现。 图1.6HBPD ， HOZVAL ， HFPD 的各项含义已经在前面的时序图中得到体现。 图1.7HSPW 的含义已经在前面的时序图中得到体现。MVAL 只对 STN屏有效，对TFT屏无意义。HS
8、PW 的含义已经在前面的时序图中得到体现，这里不再赘述。MVAL 只对 STN屏有效，对TFT屏无意义。 图1.8VSTATUS ：当前VSYNC信号扫描状态，指明当前VSYNC同步信号处于何种扫描阶段。HSTATUS ：当前HSYNC信号扫描状态，指明当前HSYNC同步信号处于何种扫描阶段。BPP24BL ：设定24bpp显示模式时，视频资料在显示缓冲区中的排列顺序（即低位有效还是高位有效）。对于16bpp的64K色显示模式，该设置位无意义。FRM565 ：对于16bpp显示模式，有2中形式，一种是RGB5:5:5:1，另一种是5:6:5。后一种模式最为常用，它的含义是表示64K种色彩的16
9、bit RGB资料中，红色（R）占了5bit，绿色（G）占了6bit，兰色（B）占了5bitINVVCLK ， INVLINE ， INVFRAME ， INVVD ：通过前面的时序图，我们知道，CPU的LCD控制器输出的时序默认是正脉冲，而LCD需要VSYNC（VFRAME）、VLINE（HSYNC）均为负脉冲，因此 INVLINE 和 INVFRAME 必须设为“1 ”，即选择反相输出。INVVDEN ， INVPWREN ， INVLEND 的功能同前面的类似。PWREN 为LCD电源使能控制。在CPU LCD控制器的输出信号中，有一个电源使能管脚LCD_PWREN，用来做为LCD屏电源
10、的开关信号。ENLEND 对普通的TFT屏无效，可以不考虑。BSWP 和 HWSWP 为字节（Byte）或半字（Half-Word）交换使能。由于不同的GUI对FrameBuffer（显示缓冲区）的管理不同，必要时需要通过调整 BSWP 和 HWSWP 来适应GUI。2. Linux 驱动2.1 FrameBufferLinux是工作在保护模式下，所以用户态进程是无法像DOS那样使用显卡BIOS里提供的中断调用来实现直接写屏，Lin仿显卡的功能，将显ux抽象出FrameBuffer这个设备来供用户态进程实现直接写屏。Framebuffer机制模卡硬件结构抽象掉，可以通过Framebuffer的
11、读写直接对显存进行操作。用户可以将Framebuffer看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以直接进行读写操作，而写操作可以立即反应在屏幕上。这种操作是抽象的，统一的。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。这些都是由Framebuffer设备驱动来完成的。在Linux系统下，FrameBuffer的主要的结构如图所示。Linux为了开发FrameBuffer程序的方便，使用了分层结构。fbmem.c处于Framebuffer设备驱动技术的中心位置。它为上层应用程序提供系统调用，也为下一层的特定硬件驱动提供接口；那些底层硬件驱动需要用到这儿的接口来向系统内核注册
12、它们自己。fbmem.c 为所有支持FrameBuffer的设备驱动提供了通用的接口，避免重复工作。下将介绍fbmem.c主要的一些数据结构。2.2 数据结构2.2.1 Linux FrameBuffer的数据结构在FrameBuffer中，fb_info可以说是最重要的一个结构体，它是Linux为帧缓冲设备定义的驱动层接口。它不仅包含了底层函数，而且还有记录设备状态的数据。每个帧缓冲设备都与一个fb_info结构相对应。fb_info的主要成员如下struct fb_info int node;struct fb_var_screeninfo var;/* Current var */str
13、uct fb_fix_screeninfo fix;/* Current fix */struct fb_videomode *mode;/* current mode */struct fb_ops *fbops;struct device *device;/* This is the parent */struct device *dev;/* This is this fb device */char _iomem *screen_base;/* Virtual address */unsigned long screen_size;/* Amount of ioremapped VRA
14、M or 0 */ ;其中node成员域标示了特定的FrameBuffer，实际上也就是一个FrameBuffer设备的次设备号。fb_var_screeninfo结构体成员记录用户可修改的显示控制器参数，包括屏幕分辨率和每个像素点的比特数。fb_var_screeninfo中的xres定义屏幕一行有多少个点, yres定义屏幕一列有多少个点, bits_per_pixel定义每个点用多少个字节表示。其他域见以下代码注释。struct fb_var_screeninfo _u32 xres;/* visible resolution */_u32 yres;_u32 xoffset;/* of
15、fset from virtual to visible */_u32 yoffset;/* resolution */_u32 bits_per_pixel;/* bits/pixel */_u32 pixclock;/* pixel clock in ps (pico seconds) */_u32 left_margin;/* time from sync to picture*/_u32 right_margin;/* time from picture to sync*/_u32 hsync_len;/* length of horizontal sync*/_u32 vsync_len;/* length of vertical sync*/;在fb_info结构体中，fb_fix_screeninfo中记录用户不能修改的显示控制器的参数，如屏幕缓冲区的物理地址，长度。当对帧缓冲设备进行映射操作的时候，就是从fb_fix_screeninfo中取
