SPI LCD 顯示驅(qū)動

簡介

R128 平臺提供了 SPI DBI 的 SPI TFT 接口，具有如下特點(diǎn)：

• Supports DBI Type C 3 Line/4 Line Interface Mode
• Supports 2 Data Lane Interface Mode
• Supports data source from CPU or DMA
• Supports RGB111/444/565/666/888 video format
• Maximum resolution of RGB666 240 x 320@30Hz with single data lane
• Maximum resolution of RGB888 240 x 320@60Hz or 320 x 480@30Hz with dual data lane
• Supports tearing effect
• Supports software flexible control video frame rate

同時(shí)，提供了SPILCD驅(qū)動框架以供 SPI 屏幕使用。

模塊驅(qū)動

MENUCONFIG配置說明

SPILCD 模塊 menuconfig 的配置如下（以選擇kld2844b屏為例）：

Drivers Options  --- >
    soc related device drivers  --- >
        SPILCD Devices  --- >
            [*] DISP Driver Support(spi_lcd)
            [*]   spilcd hal APIs test           //spilcd模塊測試用例
            LCD_FB panels select  --- >           //spilcd屏驅(qū)動配置
                [*] LCD support kld2844B panel
                [ ] LCD support kld35512 panel
            Board select  --- >
                [ ] board kld2844b support       //板級顯示使用顯示驅(qū)動私有方式的配置項(xiàng)，而使用sys_config.fex方式不用配置

另外可能需依賴的配置項(xiàng)有：

• DRIVERS_SPI
• DRIVERS_DBI
• DRIVERS_PWM

源碼結(jié)構(gòu)介紹

源碼結(jié)構(gòu)及主要驅(qū)動文件如下：

spilcd/
├── lcd_fb/
│   ├── dev_lcd_fb.c                # spilcd driver 層
│   ├── disp_display.c
│   ├── disp_lcd.c
│   ├── lcd_fb_intf.c
│   └── panels/                        # lcd驅(qū)動相關(guān)
│       ├── kld2844b.c
│       ├── lcd_source.c
│       ├── panels.c
│       └── panels.h
└── soc/
    ├── disp_board_config.c            # 板級配置解析
    └── kld2844b_config.c            # 顯示私有方式的板級配置文件

模塊參數(shù)配置

當(dāng)前板級顯示支持兩種配置方法，一是使用 sys_config.fex 的方式進(jìn)行配置，二是在不支持sys_config.fex 情況下，可以通過顯示驅(qū)動私有的方式進(jìn)行配置。下面分別對兩種方式進(jìn)行說明。

使用 SYS_CONFIG.FEX 的方式進(jìn)行配置

FreeRTOS系統(tǒng)路徑：board/芯片名/方案名/configs/sys_config.fex

配置文件具體要看芯片方案所實(shí)際使用的，也可能使用的配置文件名稱為sys_config_xxx.fex（xx是存儲方案的標(biāo)識，例如sys_config_nor.cfg、sys_config_nand.cfg）

具體配置舉例如下：

;----------------------------------------------------------------------------------
;lcd_fb0 configuration
;----------------------------------------------------------------------------------
[lcd_fb0]
lcd_used            = 1              ; 使用顯示屏
lcd_model_name      = "spilcd"       ; 模型：spilcd
lcd_driver_name     = "jlt35031c"    ; 屏幕驅(qū)動：jlt35031c
lcd_x               = 320            ; 屏幕寬分辨率
lcd_y               = 480            ; 屏幕高分辨率
lcd_width           = 49             ; 屏幕物理寬度
lcd_height          = 74             ; 屏幕物理高度
lcd_data_speed      = 60             ; SPI 驅(qū)動頻率 60MHz
lcd_pwm_used        = 1              ; lcd使用pwm背光
lcd_pwm_ch          = 1              ; lcd使用pwm背光通道1
lcd_pwm_freq        = 5000           ; lcd使用pwm背光頻率5000Hz
lcd_pwm_pol         = 0              ; lcd使用pwm背光相位0
lcd_if              = 0              ; lcd使用spi接口，0-spi, 1-dbi
lcd_pixel_fmt       = 11             
lcd_dbi_fmt         = 2
lcd_dbi_clk_mode    = 1
lcd_dbi_te          = 1
fb_buffer_num       = 2
lcd_dbi_if          = 4
lcd_rgb_order       = 0
lcd_fps             = 60
lcd_spi_bus_num     = 1
lcd_frm             = 2
lcd_gamma_en        = 1
lcd_backlight       = 100

lcd_power_num       = 0
lcd_gpio_regu_num   = 0
lcd_bl_percent_num  = 0

lcd_spi_dc_pin      = port:PA19< 1 >< 0 >< 3 >< 0 > ; DC腳
;RESET Pin
lcd_gpio_0          = port:PA20< 1 >< 0 >< 2 >< 0 > ; 復(fù)位腳

lcd_driver_name

Lcd屏驅(qū)動的名字（字符串），必須與屏驅(qū)動中strcut __lcd_panel變量的name成員一致。

lcd_model_name

Lcd屏模型名字，非必須，可以用于同個(gè)屏驅(qū)動中進(jìn)一步區(qū)分不同屏。

lcd_if

Lcd Interface

設(shè)置相應(yīng)值的對應(yīng)含義為：

0：spi接口
1：dbi接口

spi接口就是俗稱的4線模式，這是因?yàn)榘l(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)需要額外借助DC線來區(qū)分命令和數(shù)據(jù)，與sclk，cs和sda共四線。

如果設(shè)置了dbi接口，那么還需要進(jìn)一步區(qū)分dbi接口，需要設(shè)置 lcd_dbi_if

lcd_dbi_if

Lcd dbi 接口設(shè)置。

這個(gè)參數(shù)只有在lcd_if=1時(shí)才有效。

設(shè)置相應(yīng)值的對應(yīng)含義為：

0：L3I1
1：L3I2
2：L4I1
3：L4I2
4：D2LI

所有模式在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)每個(gè)周期的比特?cái)?shù)量根據(jù)不同像素格式不同而不同。

L3I1和L3I2是三線模式（不需要DC腳），區(qū)別是讀時(shí)序，也就是是否需要額外腳來讀寄存器。讀寫時(shí)序圖如下：

L4I1和L4I2是四線模式，與spi接口協(xié)議一樣，區(qū)別是DC腳的控制是否自動化控制，另外I2和I1的區(qū)別是讀時(shí)序，也就是否需要額外腳來讀取寄存器。

D2LI是兩data lane模式。發(fā)送命令部分時(shí)序與讀時(shí)序與L3I1一致，下圖是發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的時(shí)序，不同像素格式時(shí)鐘周期數(shù)量不一樣。

lcd_dbi_fmt

DBI接口像素格式。

0：RGB111
1：RGB444
2：RGB565
3：RGB666
4：RGB888

選擇的依據(jù)是接收端屏Driver IC的支持情況，請查看Driver IC手冊或詢問屏廠。

然后必須配合lcd_pixel_fmt的選擇，比如說選RGB565時(shí)，lcd_pixel_fmt也要選565格式。

lcd_dbi_te

使能te觸發(fā)。

te即（Tearing effect），也就是撕裂的意思，由于讀寫不同導(dǎo)致撕裂現(xiàn)象，te腳的功能就是用于同步讀寫，te腳的頻率也就是屏的刷新率，所以te腳也可以看做vsync腳（垂直同步腳）

0: 禁止te
1: 下降沿觸發(fā)
2: 上升沿觸發(fā)

查看帶te腳的屏進(jìn)一步說明。

lcd_dbi_clk_mode

選擇dbi時(shí)鐘的行為模式。

0:自動停止。有數(shù)據(jù)就有時(shí)鐘，沒發(fā)數(shù)據(jù)就沒有
1:一直保持。無論發(fā)不發(fā)數(shù)據(jù)都有時(shí)鐘

注意上面的選項(xiàng)關(guān)系屏兼容性。

lcd_rgb_order

輸入圖像數(shù)據(jù)rgb順序識別設(shè)置，僅當(dāng)lcd_if=1時(shí)有效。

0:RGB
1:RBG
2:GRB
3:GBR
4:BRG
5:BGR
6:G_1RBG_0
7:G_0RBG_1
8:G_1BRG_0
9:G_0BRG_1

非RGB565格式用0到5即可。

針對rgb565格式說明如下：

rgb565格式會遇到大小端問題，arm平臺和PC平臺存儲都是小端(little endian，低字節(jié)放在低地址，高字節(jié)放在高地址），但是許多spi屏都是默認(rèn)大端（Big Endian）。

也就是存儲的字節(jié)順序和發(fā)送的字節(jié)順序不對應(yīng)。

這個(gè)時(shí)候選擇6以下，DBI接口就會自動將小端轉(zhuǎn)成大端。

如果遇到默認(rèn)是小端的spi屏，則需要選擇6以上，DBI接口會自動用回小端方式。

6以上格式這樣解釋：

R是5比特，G是6比特，B是5比特，再把G拆成高3位(G_1)和低3位(G_0)
所以以下兩種順序：

1. R-G_1-G_0-B，大端。
2. G_0-B-R-G_1，對應(yīng)上面的9，小端。

lcd_x

顯示屏的水平像素?cái)?shù)量，注意如果屏支持橫豎旋轉(zhuǎn)，那么lcd_x和lcd_y也要對調(diào)。

lcd_y

顯示屏的行數(shù)，注意如果屏支持橫豎旋轉(zhuǎn)，那么lcd_x和lcd_y也要對調(diào)。

lcd_data_speed

用于設(shè)置spi/dbi接口時(shí)鐘的速率，單位MHz。

1. 發(fā)送端（SOC)的最大限制是100MHz。
2. 接收端（屏Driver IC）的限制，請查看對應(yīng)Driver IC手冊或者詢問屏廠支持。
3. 超出以上限制都有可能導(dǎo)致顯示異常。

lcd_fps

設(shè)置屏的刷新率，單位Hz。當(dāng)lcd_dbi_te使能時(shí)，這個(gè)值設(shè)置無效。

lcd_pwm_used

是否使用pwm。

此參數(shù)標(biāo)識是否使用pwm用以背光亮度的控制。

lcd_pwm_ch

Pwm channel used

此參數(shù)標(biāo)識使用的Pwm通道。

lcd_pwm_freq

Lcd backlight PWM Frequency

這個(gè)參數(shù)配置PWM信號的頻率，單位為Hz。

lcd_pwm_pol

Lcd backlight PWM Polarity

這個(gè)參數(shù)配置PWM信號的占空比的極性。設(shè)置相應(yīng)值對應(yīng)含義為：

0：active high
1：active low

lcd_pwm_max_limit

Lcd backlight PWM

最高限制，以亮度值表示。

比如150，則表示背光最高只能調(diào)到150，0～255范圍內(nèi)的亮度值將會被線性映射到0～150范圍內(nèi)。用于控制最高背光亮度，節(jié)省功耗。

lcd_backlight

默認(rèn)背光值，取值范圍0到255，值越大越亮。

lcd_bl_en

背光使能腳定義

lcd_spi_dc_pin

指定作為DC的管腳，用于spi接口時(shí)。

lcd_gpio_x

x表示數(shù)字。如果有多個(gè)gpio腳需要控制，則定義lcd_gpio_0，lcd_gpio_1等。

lcd_spi_bus_num

選擇spi總線id，只有spi1支持DBI協(xié)議，所以這里一般選擇1。

取值范圍：0到1。

lcd_pixel_fmt

選擇傳輸數(shù)據(jù)的像素格式。

可選值如下，當(dāng)你更換RGB分量順序的時(shí)候，也得相應(yīng)修改lcd_rgb_order，或者修改屏驅(qū)動的rgb分量順序（一般是3Ah寄存器）。

DBI接口只支持RGB32和RGB16的情況。

SPI接口只支持RGB16的情況。

enum lcdfb_pixel_format {
            LCDFB_FORMAT_ARGB_8888 = 0x00,    // MSB  A-R-G-B  LSB
            LCDFB_FORMAT_ABGR_8888 = 0x01,
            LCDFB_FORMAT_RGBA_8888 = 0x02,
            LCDFB_FORMAT_BGRA_8888 = 0x03,
            LCDFB_FORMAT_XRGB_8888 = 0x04,
            LCDFB_FORMAT_XBGR_8888 = 0x05,
            LCDFB_FORMAT_RGBX_8888 = 0x06,
            LCDFB_FORMAT_BGRX_8888 = 0x07,
            LCDFB_FORMAT_RGB_888 = 0x08,
            LCDFB_FORMAT_BGR_888 = 0x09,
            LCDFB_FORMAT_RGB_565 = 0x0a,
            LCDFB_FORMAT_BGR_565 = 0x0b,
            LCDFB_FORMAT_ARGB_4444 = 0x0c,
            LCDFB_FORMAT_ABGR_4444 = 0x0d,
            LCDFB_FORMAT_RGBA_4444 = 0x0e,
            LCDFB_FORMAT_BGRA_4444 = 0x0f,
            LCDFB_FORMAT_ARGB_1555 = 0x10,
            LCDFB_FORMAT_ABGR_1555 = 0x11,
            LCDFB_FORMAT_RGBA_5551 = 0x12,
            LCDFB_FORMAT_BGRA_5551 = 0x13,
        };

fb_buffer_num

顯示framebuffer數(shù)量，為了平滑顯示，這里一般是2個(gè)，為了省內(nèi)存也可以改成1。

模塊 SYS_CONFIG.FEX 配置案例

典型2 data lane配置

一些屏支持雙數(shù)據(jù)線傳輸以加快數(shù)據(jù)傳輸速度，此時(shí)需要走DBI協(xié)議，典型配置如下:

[lcd_fb0]
lcd_used          = 1
lcd_driver_name   = "kld2844b"
lcd_if            = 1
lcd_dbi_if        = 4
lcd_data_speed    = 60
lcd_spi_bus_num   = 1
lcd_x             = 320
lcd_y             = 240
lcd_pwm_used      = 1
lcd_pwm_ch        = 4
lcd_pwm_freq      = 5000
lcd_pwm_pol       = 0
lcd_pixel_fmt     = 0
lcd_dbi_fmt       = 3
lcd_rgb_order     = 0
fb_buffer_num     = 2
lcd_backlight     = 200
lcd_fps           = 60
lcd_dbi_te        = 0
lcd_bl_en         = port:PB04< 1 >< 0 >< default >< 1 >
lcd_gpio_0        = port:PB02< 1 >< 0 >< default >< 1 >

1. 硬件連接上，第二根數(shù)據(jù)腳連接到原來1 data lane的DC腳，可以這樣理解：2數(shù)據(jù)線在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)就自帶D/C(Data/Commend)信息了，所以原來的DC腳就可以空出來作為第二根數(shù)據(jù)線了。
2. 屏驅(qū)動上，需要使能2 data lane模式，具體寄存器查看對應(yīng)driverIC手冊或者詢問屏廠。
3. 這里的針對對2 data lane的關(guān)鍵參數(shù)是lcd_if，lcd_dbi_if，lcd_dbi_fmt和lcd_spi_bus_num。
4. lcd_x和lcd_y是屏分辨率。如果屏支持旋轉(zhuǎn)（橫豎旋轉(zhuǎn)），這里也需要對調(diào)。
5. lcd_pwm開頭，lcd_backlight和lcd_bl_en)的是背光相關(guān)設(shè)置，如果有相關(guān)硬件連接的話。
6. lcd_pixel_fmt和fb_buffer_num是顯示framebuffer的設(shè)置。
7. lcd_gpio_開頭的是自定義gpio的設(shè)置（比如復(fù)位腳）。
8. lcd_fps和lcd_dbi_te是刷新方式相關(guān)的設(shè)置。

原SPI接口屏配置

如果IC支持DBI接口，那么就沒有必要用SPI接口，DBI接口其協(xié)議能覆蓋所有情況。

一些IC不支持DBI，那么只能用spi接口（通過設(shè)置lcd_if），如果使用spi接口，它有一些限制。

1. 不支持2 data lane。
2. 必須指定DC腳。這是由于spi協(xié)議不會自動控制DC腳來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)命令，通過設(shè)置lcd_spi_dc_pin可以完成這個(gè)目的，這跟管腳不必用spi里面的腳。
3. 只支持rgb565的像素格式。由于只有單data lane，速度過慢，rgb565以上格式都不現(xiàn)實(shí)。
   [lcd_fb0]
   lcd_used = 1
   lcd_driver_name = "kld2844b"
   lcd_if = 0
   lcd_data_speed = 60
   lcd_spi_bus_num = 1
   lcd_x = 320
   lcd_y = 240
   lcd_pwm_used = 1
   lcd_pwm_ch = 4
   lcd_pwm_freq = 5000
   lcd_pwm_pol = 0
   lcd_pixel_fmt = 10
   lcd_rgb_order = 0
   fb_buffer_num = 2
   lcd_backlight = 200
   lcd_fps = 60
   lcd_dbi_te = 0
   lcd_bl_en = port:PB04<1><0><1>
   lcd_gpio_0 = port:PB02<1><0><1>
   lcd_spi_dc_pin = port:PA19<1><0><3><1>

帶te腳的屏

te即（Tearing effect），也就是撕裂的意思，是由于讀寫不同步導(dǎo)致撕裂現(xiàn)象，te腳的功能就是用于同步讀寫，te腳的頻率也就是屏的刷新率，所以te腳也可以看做vsync腳（垂直同步腳）。

1. 硬件設(shè)計(jì)階段，需要將屏的te腳連接到IC的DBI接口的te腳。
2. 配置上接口使用dbi接口。
3. 然后使能lcd_dbi_te。
4. 屏驅(qū)動使能te功能，寄存器一般是35h，詳情看屏對應(yīng)的driver IC手冊。
5. 屏驅(qū)動設(shè)置幀率，根據(jù)屏能接受的傳輸速度選擇合理的幀率（比如ST7789H2里面是通過c6h來設(shè)置te頻率）。
   [lcd_fb0]
   lcd_used = 1
   lcd_driver_name = "kld2844b"
   lcd_if = 1
   lcd_dbi_if = 4
   lcd_data_speed = 60
   lcd_spi_bus_num = 1
   lcd_x = 320
   lcd_y = 240
   lcd_pwm_used = 1
   lcd_pwm_ch = 4
   lcd_pwm_freq = 5000
   lcd_pwm_pol = 0
   lcd_pixel_fmt = 0
   lcd_dbi_fmt = 3
   lcd_rgb_order = 0
   fb_buffer_num = 2
   lcd_backlight = 200
   lcd_fps = 60
   lcd_dbi_te = 1
   lcd_bl_en = port:PB04<1><0><1>
   lcd_gpio_0 = port:PB02<1><0><1>

橫豎屏旋轉(zhuǎn)

1. 平臺沒有硬件旋轉(zhuǎn)功能，軟件旋轉(zhuǎn)太慢而且耗費(fèi)CPU。
2. 不少spi屏支持內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，需要在屏驅(qū)動初始化的時(shí)候進(jìn)行設(shè)置，一般是36h寄存器。
   // 轉(zhuǎn)成橫屏
   sunxi_lcd_cmd_write(sel, 0x36);
   sunxi_lcd_para_write(sel, 0xa0);
3. lcd_fb0的配置中需要將lcd_x和lcd_y的值對調(diào)，此時(shí)軟件將屏視為橫屏。
4. 屏內(nèi)部旋轉(zhuǎn)出圖效果可能會變差，建議選屏的時(shí)候直接選好方向。

幀率控制

屏的刷新率受限于多方面：

1. SPI/DBI硬件傳輸速度，也就是時(shí)鐘腳的頻率。設(shè)置lcd_data_speed可以設(shè)置硬件傳輸速度，最大不超過100MHz。如果屏能正常接收，這個(gè)值自然是越大越好。
2. 屏driver IC接收能力。Driver IC手冊中會提到屏的能接受的最大sclk周期。
3. 使用2 data lane還是1 data lane，理論上2 data lane的速度會翻倍。見典型2 data lane配置。
4. 像素格式。像素格式?jīng)Q定需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，顏色數(shù)量越小的像素格式，幀率越高，但是效果越差。
5. 帶te腳的屏一節(jié)中我們知道，te相關(guān)設(shè)置直接影響到屏刷新率。
6. 如果不支持te，可以通過設(shè)置lcd_fps來控制幀率，你需要根據(jù)第一點(diǎn)和第二點(diǎn)選擇一個(gè)合適的值。

背光控制

1. 硬件需要支持pwm背光電路。
2. 驅(qū)動支持pwm背光調(diào)節(jié)，只需要配置好lcd_pwm開頭，lcd_backlight和lcd_bl_en等背光相關(guān)配置即可。

像素格式相關(guān)

1. lcd_pixel_fmt，這個(gè)設(shè)置項(xiàng)用于設(shè)置fbdev的像素格式。
2. lcd_dbi_fmt，這個(gè)用于設(shè)置DBI接口發(fā)送的像素格式。

SPI/DBI發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候沒有必要發(fā)送alpha通道，但是應(yīng)用層卻有對應(yīng)的alpha通道，比如ARGB8888格式。

這個(gè)時(shí)候硬件會自動幫我們處理好alpha通道，所以lcd_pixel_fmt選擇有alpha通道的格式時(shí)，lcd_dbi_fmt可以選rgb666或者rgb888，不用和它一樣。

電源配置

有多個(gè)電源的話，就用lcd_power1，lcd_power2......然后屏驅(qū)動里面調(diào)用sunxi_lcd_power_enable接口即可。

GPIO配置說明

lcd_bl_en、lcd_spi_dc_pin以及lcd_gpio_x都是屬于GPIO屬性類型。

下面以lcd_spi_dc_pin為例，具體說明GPIO屬性的參數(shù)值含義：

lcd_spi_dc_pin   = port:PA19< 1 >< 0 >< 3 >< 1 >

引腳說明：port: 端口 < 復(fù)用功能 >< 上下拉 >< 驅(qū)動能力 >< 輸出值 >

等式右邊的從左到右5個(gè)字段代表的具體含義如下：

• PA19：端口，表示GPIO管腳。PA表示PA組管腳，19表示第19根管腳；即PA19管腳。
• <1>：復(fù)用功能，表示GPIO復(fù)用類型。1表示將PA19選擇為通用GPIO功能，0為輸入，1為輸出。
• <0>：上下拉，表示內(nèi)置電阻。使用0的話，表示內(nèi)部電阻高阻態(tài)，如果是1則是內(nèi)部電阻上拉，2就代表內(nèi)部電阻下拉。其它數(shù)據(jù)無效。
• <3>：表示驅(qū)動能力。1是默認(rèn)等級，數(shù)字越大驅(qū)動能力越強(qiáng)，最大是3。
• <1>：表示默認(rèn)輸出電平值。0為低電平，1為高電平。

多個(gè)顯示

1. 確定硬件有沒有多余的spi/dbi接口。
2. 需要在sys_config.fex里面新增lcd_fb1，配置方式與lcd_fb0一樣（或者在顯示私有方式的板級配置文件里面新增g_lcd1_config，配置方式與g_lcd0_config一樣），其中lcd_spi_bus_num不能一樣。

依賴驅(qū)動配置

spilcd模塊依賴spi，dbi，pwm等驅(qū)動。

使用顯示私有方式進(jìn)行配置

路徑：rtos-hal/hal/source/spilcd/soc/

具體板級顯示配置文件可參考該路徑下的 kld2844b_config.c 配置文件。

該文件模仿 sys_config.fex來配置一些板級相關(guān)的資源，源文件中需要定義4個(gè)全局變量：g_lcd0_config、g_lcd1_config、g_lcd0_config_len和g_lcd1_config_len，且變量名字固定，不能修改。

具體說明如下：

1. g_lcd0_config：第一個(gè)屏的配置變量，struct property_t數(shù)據(jù)類型。
2. g_lcd1_config：第二個(gè)屏的配置變量，struct property_t數(shù)據(jù)類型。
3. g_lcd0_config_len和g_lcd1_config_len是對應(yīng)上面兩個(gè)數(shù)組變量的長度，照搬即可。

struct property_t數(shù)據(jù)類型，用于定義一個(gè)屬性的信息：

1. 屬性名字。對應(yīng)其成員name，字符串。
2. 屬性類型。對應(yīng)其成員type，看enum proerty_type的定義，共有整型，字符串，GPIO，專用pin和電源。
3. 屬性值。根據(jù)上面的屬性類型來選擇union中成員來賦值。

對于上述常用的屬性類型舉例如下：

整型：

{
        .name = "lcd_used",
        .type = PROPERTY_INTGER,
        .v.value = 1,
    },

字符串：

{
        .name = "lcd_driver_name",
        .type = PROPERTY_STRING,
        .v.str = "kld2844b",
    },

GPIO：

{
        .name = "lcd_spi_dc_pin",
        .type = PROPERTY_GPIO,
        .v.gpio_list = {
            .gpio = GPIOA(19),
            .mul_sel = GPIO_DIRECTION_OUTPUT,
            .pull = 0,
            .drv_level = 3,
            .data = 1,
        },
    },

g_lcd0_config的含義與前述的使用sys_config.fex方式中的lcd_fb0一致。

編寫屏驅(qū)動

屏驅(qū)動源碼位置：

rtos-hal/hal/source/spilcd/lcd_fb/panels

1. 在屏驅(qū)動源碼位置下拷貝現(xiàn)有一個(gè)屏驅(qū)動，包括頭文件和源文件，然后將文件名改成有意義的名字，比如屏型號。
2. 修改源文件中的strcut __lcd_panel變量的名字，以及這個(gè)變量成員name的名字，這個(gè)名字必須和 sys_config.fex 中 [lcd_fb0]（或板級配置文件中g_lcd0_config）的lcd_driver_name一致。
3. 在屏驅(qū)動目錄下修改panel.c和panel.h。在全局結(jié)構(gòu)體變量panel_array中新增剛才添加strcut __lcd_panel的變量指針。panel.h中新增strcut __lcd_panel的聲明。并用宏括起來。
4. 修改rtos-hal/hal/source/spilcd/lcd_fb/panels/Kconfig，新增一個(gè)config，與第三點(diǎn)提到的宏對應(yīng)。
5. 修改rtos-hal/hal/source/spilcd/lcd_fb/路徑下的Makefile文件。給lcd_fb-obj變量新增剛才加入的源文件對應(yīng).o。
6. 根據(jù)本手冊以及屏手冊，Driver IC手冊修改sys_config.fex中的[lcd_fb0]節(jié)點(diǎn)（或顯示私有方式的板級配置文件中的g_lcd0_config配置變量）下面的屬性
7. 實(shí)現(xiàn)屏源文件中的LCD_open_flow，LCD_close_flow，LCD_panel_init，LCD_power_on等函數(shù)

開關(guān)屏流程函數(shù)解析

開關(guān)屏的操作流程如下圖所示。

其中，LCD_open_flow和LCD_close_flow稱為開關(guān)屏流程函數(shù)，該函數(shù)利用LCD_OPEN_FUNC進(jìn)行注冊回調(diào)函數(shù)，先注冊先執(zhí)行，可以注冊多個(gè)，不限制數(shù)量。

LCD_open_flow

功能：初始化開屏的步驟流程。

原型：

static __s32 LCD_open_flow(__u32 sel)

函數(shù)常用內(nèi)容為：

static __s32 LCD_open_flow(__u32 sel)
{
    LCD_OPEN_FUNC(sel, LCD_power_on,10);
    LCD_OPEN_FUNC(sel, LCD_panel_init, 50);
    LCD_OPEN_FUNC(sel, lcd_fb_black_screen, 100); 
    LCD_OPEN_FUNC(sel, LCD_bl_open, 0);
    return 0;
}

如上，初始化整個(gè)開屏的流程步驟為四個(gè)：

1. 打開LCD電源，再延遲10ms。
2. 初始化屏，再延遲50ms；（不需要初始化的屏，可省掉此步驟）。
3. 向屏發(fā)送全黑的數(shù)據(jù)。這一步驟是必須的，而且需要在開背光之前。
4. 打開背光，再延遲0ms。

LCD_open_flow 函數(shù)只會系統(tǒng)初始化的時(shí)候調(diào)用一次，執(zhí)行每個(gè) LCD_OPEN_FUNC 即是把對應(yīng)的開屏步驟函數(shù)進(jìn)行注冊， 并沒有立即執(zhí)行該開屏步驟函數(shù) 。LCD_open_flow函數(shù)的內(nèi)容必須統(tǒng)一用 LCD_OPEN_FUNC(sel, function, delay_time) 進(jìn)行函數(shù)注冊的形式，確保正常注冊到開屏步驟中。

LCD_OPEN_FUNC的第二個(gè)參數(shù)是前后兩個(gè)步驟的延時(shí)長度，單位ms，注意這里的數(shù)值請按照屏手冊規(guī)定去填，亂填可能導(dǎo)致屏初始化異?；蛘唛_關(guān)屏?xí)r間過長，影響用戶體驗(yàn)。

LCD_close_flow

功能：初始化關(guān)屏的步驟流程。

原型：

static __s32 LCD_close_flow(__u32 sel)

函數(shù)常用內(nèi)容為：

static __s32 LCD_close_flow(__u32 sel)
{
    LCD_CLOSE_FUNC(sel, LCD_bl_close, 50);
    LCD_CLOSE_FUNC(sel, LCD_panel_exit, 10);
    LCD_CLOSE_FUNC(sel, LCD_power_off, 10);
    return 0;
}

1. LCD_bl_close，是關(guān)背光，關(guān)完背光在處理其它事情，不會影響用戶視覺。
2. LCD_panel_exit，發(fā)送命令讓屏退出工作狀態(tài)。
3. 關(guān)電復(fù)位，讓屏徹底關(guān)閉。

LCD_OPEN_FUNC

功能：注冊開屏步驟函數(shù)到開屏流程中，記住這里是注冊不是執(zhí)行！

原型：

void LCD_OPEN_FUNC(__u32 sel, LCD_FUNC func, __u32 delay)

參數(shù)說明：

func是一個(gè)函數(shù)指針，其類型是：void (*LCD_FUNC) (__u32 sel)，用戶自己定義的函數(shù)必須也要用統(tǒng)一的形式。比如：

void user_defined_func(__u32 sel)
{
    //do something
}

delay是執(zhí)行該步驟后，再延遲的時(shí)間，時(shí)間單位是毫秒。

LCD_power_on

這是開屏流程中第一步，一般在這個(gè)函數(shù)使用sunxi_lcd_gpio_set_value進(jìn)行GPIO控制，用sunxi_lcd_power_enable函數(shù)進(jìn)行電源開關(guān)。

參考屏手冊里面的上電時(shí)序（Power on sequence）。

LCD_panel_init

這是開屏流程第二步，一般使用sunxi_lcd_cmd_write和sunxi_lcd_para_write對屏寄存器進(jìn)行初始化。

請向屏廠索要初始化寄存器代碼或者自行研究屏Driver IC手冊。

lcd_fb_black_screen

向屏傳輸全黑數(shù)據(jù)的接口，是必須的，否則打開背光后，呈現(xiàn)的將是雪花屏。

LCD_bl_open

這是背光使能，固定調(diào)用。

1. sunxi_lcd_backlight_enable, 打開lcd_bl_en腳。
2. sunxi_lcd_pwm_enable, 使能pwm。

LCD_bl_close

這是關(guān)閉背光。固定調(diào)用下面兩個(gè)函數(shù)，分別是：

1. sunxi_lcd_backlight_disable，lcd_bl_en關(guān)閉
2. sunxi_lcd_pwm_disable, 關(guān)閉pwm。

LCD_power_off

這是關(guān)屏流程中最后一步，一般在這個(gè)函數(shù)使用sunxi_lcd_gpio_set_value進(jìn)行GPIO控制，用sunxi_lcd_power_enable函數(shù)進(jìn)行電源開關(guān)。

參考屏手冊里面的下電時(shí)序（Power off sequence）。

sunxi_lcd_delay_ms

函數(shù)：sunxi_lcd_delay_ms/sunxi_lcd_delay_us

功能：延時(shí)函數(shù)，分別是毫秒級別/微秒級別的延時(shí)。

原型：s32 sunxi_lcd_delay_ms(u32 ms); / s32 sunxi_lcd_delay_us(u32 us);

sunxi_lcd_backlight_enable

函數(shù)：sunxi_lcd_backlight_enable/ sunxi_lcd_backlight_disable

功能：打開/關(guān)閉背光，操作的是lcd_bl_en。

原型：

• void sunxi_lcd_backlight_enable(u32 screen_id);
• void sunxi_lcd_backlight_disable(u32 screen_id);

sunxi_lcd_pwm_enable

函數(shù)：sunxi_lcd_pwm_enable / sunxi_lcd_pwm_disable

功能：打開/關(guān)閉pwm控制器，打開時(shí)pwm將往外輸出pwm波形。對應(yīng)的是lcd_pwm_ch所對應(yīng)的那一路pwm。

原型：

• s32 sunxi_lcd_pwm_enable(u32 screen_id);
• s32 sunxi_lcd_pwm_disable(u32 screen_id);

sunxi_lcd_power_enable

函數(shù)：sunxi_lcd_power_enable / sunxi_lcd_power_disable

功能：打開/關(guān)閉Lcd電源，操作的是板級配置文件中的lcd_power/lcd_power1/lcd_power2。（pwr_id標(biāo)識電源索引）。

原型：

• void sunxi_lcd_power_enable(u32 screen_id, u32 pwr_id);
• void sunxi_lcd_power_disable(u32 screen_id, u32 pwr_id);

1. pwr_id = 0：對應(yīng)于配置文件中的lcd_power。
2. pwr_id = 1：對應(yīng)于配置文件中的lcd_power1。
3. pwr_id = 2：對應(yīng)于配置文件中的lcd_power2。
4. pwr_id = 3：對應(yīng)于配置文件中的lcd_power3。

sunxi_lcd_cmd_write

函數(shù)：sunxi_lcd_cmd_write

功能：使用spi/dbi發(fā)送命令。

原型：s32 sunxi_lcd_cmd_write(u32 screen_id, u8 cmd);

sunxi_lcd_para_write

函數(shù)：sunxi_lcd_para_write

功能：使用spi/dbi發(fā)送參數(shù)。

原型：s32 sunxi_lcd_para_write(u32 screen_id, u8 para);

sunxi_lcd_gpio_set_value

函數(shù)：sunxi_lcd_gpio_set_value

功能：LCD_GPIO PIN腳上輸出高電平或低電平。

原型：s32 sunxi_lcd_gpio_set_value(u32 screen_id, u32 io_index, u32 value);

參數(shù)說明：

• io_index = 0：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_0。
• io_index = 1：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_1。
• io_index = 2：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_2。
• io_index = 3：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_3。
• value = 0：對應(yīng)IO輸出低電平。
• Value = 1：對應(yīng)IO輸出高電平。

只用于該GPIO定義為輸出的情形。

sunxi_lcd_gpio_set_direction

函數(shù)：sunxi_lcd_gpio_set_direction

功能：設(shè)置LCD_GPIO PIN腳為輸入或輸出模式。

原型：

s32 sunxi_lcd_gpio_set_direction(u32 screen_id, u32 io_index, u32 direction);

參數(shù)說明：

• io_index = 0：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_0。
• io_index = 1：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_1。
• io_index = 2：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_2。
• io_index = 3：對應(yīng)于配置文件中的lcd_gpio_3。
• direction = 0：對應(yīng)IO設(shè)置為輸入。
• direction = 1：對應(yīng)IO設(shè)置為輸出。

模塊測試用例

#include < stdio.h >
#include < stdlib.h >
#include < stdint.h >
#include < string.h >
#include < unistd.h >

#include < hal_cache.h >
#include < hal_mem.h >
#include < hal_log.h >
#include < hal_cmd.h >
#include < hal_lcd_fb.h >

static uint32_t width;
static uint32_t height;
static long int screensize = 0;
static char *fbsmem_start = 0;

static void lcdfb_fb_init(uint32_t yoffset, struct fb_info *p_info)
{
    p_info- >screen_base = fbsmem_start;
    p_info- >var.xres = width;
    p_info- >var.yres = height;
    p_info- >var.xoffset = 0;
    p_info- >var.yoffset = yoffset;
}

int show_rgb(unsigned int sel)
{
    int i = 0, ret = -1;
    struct fb_info fb_info;
    int bpp = 4;
    unsigned char color[4] = {0xff,0x0,0xff,0x0};

    width = bsp_disp_get_screen_width(sel);
    height = bsp_disp_get_screen_height(sel);

    screensize = width * bpp * height;
    fbsmem_start = hal_malloc_coherent(screensize);

    hal_log_info("width = %d, height = %d, screensize = %d, fbsmem_start = %xn",
            width, height, screensize, fbsmem_start);

    memset(fbsmem_start, 0, screensize);
    for (i = 0; i < screensize / bpp; ++i) {
        memcpy(fbsmem_start+i*bpp, color, bpp);
    }

    memset(&fb_info, 0, sizeof(struct fb_info));
    lcdfb_fb_init(0, &fb_info);
    hal_dcache_clean((unsigned long)fbsmem_start, screensize);
    bsp_disp_lcd_set_layer(sel, &fb_info);

    hal_free_coherent(fbsmem_start);
    return ret;
}

static int cmd_test_spilcd(int argc, char **argv)
{
    uint8_t ret;

    hal_log_info("Run spilcd hal layer test casen");

    ret = show_rgb(0);

    hal_log_info("spilcd test finishn");

    return ret;
}

FINSH_FUNCTION_EXPORT_CMD(cmd_test_spilcd, test_spilcd, spilcd hal APIs tests)

測試命令：

test_spilcd

測試結(jié)果：

1.如果LCD是ARGB8888像素格式輸入，執(zhí)行命令后會顯示一幀紫色畫面。
2.如果LCD是RGB565像素格式輸入，執(zhí)行命令后會顯示一幀藍(lán)色畫面（SPI 協(xié)議是黃色畫面（沒有RB Swap））

FAQ

怎么判斷屏初始化成功

屏初始化成功，一般呈現(xiàn)的現(xiàn)象是雪花屏。因?yàn)槠硫?qū)動里面，在 LCD_open_flow 中添加了lcd_fb_black_screen的注冊，故正常情況下開機(jī)是有背光的黑屏畫面。

黑屏-無背光

一般是電源或者pwm相關(guān)配置沒有配置好。參考lcd_pwm開頭的相關(guān)配置。

送圖無顯示

排除步驟:

1. 首先執(zhí)行spilcd模塊測試命令test_spilcd，如果能正常顯示顏色畫面，說明顯示通路正常，只是應(yīng)用未能正確配置送圖接口。如果執(zhí)行測試用例無法正常顯示顏色畫面，接著下面步驟。
2. 屏驅(qū)動里面，在LCD_open_flow中刪除lcd_fb_black_screen的注冊，啟動后，如果屏初始化成功應(yīng)該是花屏狀態(tài)(大部分屏如此)。
3. 如果屏沒有初始化成功，請檢查屏電源，復(fù)位腳狀態(tài)。
4. 如果屏初始化成功，但是發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)又沒法顯示，那么需要檢查是不是幀率過快，查看幀率控制。
5. 如果電源復(fù)位腳正常，請檢查配置，lcd_dbi_if, lcd_dbi_fmt是否正確，屏是否支持, 如果支持，在屏驅(qū)動里面是否有對應(yīng)上。
6. 嘗試修改lcd_dbi_clk_mode。

閃屏

非常有可能是速度跑太快，參考幀率控制一小節(jié)。

畫面偏移

畫面隨著數(shù)據(jù)的發(fā)送偏移越來越大。

嘗試修改lcd_dbi_clk_mode。

屏幕白屏

屏幕白屏，但是背光亮起

白屏是因?yàn)槠聊粵]有初始化，需要檢查屏幕初始化序列或者初始化數(shù)據(jù)是否正確。

屏幕花屏

屏幕花屏，無法控制

花屏一般是因?yàn)槠聊怀跏蓟鬀]有正確設(shè)置 addrwin，或者初始化序列錯(cuò)誤。

LVGL 屏幕顏色不正確

出現(xiàn)反色，顏色異常

請配置 LVGL LV_COLOR_DEPTH 參數(shù)為 16，LV_COLOR_16_SWAP 為 1，這是由 SPI LCD 的特性決定的。

顯示反色

運(yùn)行 test_spilcd ，屏幕顯示藍(lán)色。

這是由于屏幕啟動了 RB SWAP，一般是 0x36 寄存器修改

正常顯示

sunxi_lcd_cmd_write(sel, 0X36);
sunxi_lcd_para_write(sel, 0x00);

反色顯示

sunxi_lcd_cmd_write(sel, 0X36);
sunxi_lcd_para_write(sel, 0x08);

LVGL 出現(xiàn) DMA OVER SIZE

這是由于 LVGL 配置的 LV_COLOR_DEPTH 為 32，但是 SPI 屏配置為16位。請修改 lv_conf.h

出現(xiàn)部分花屏

• 檢查 address 函數(shù)是否正確
• 檢查 sys_config.fex 屏幕配置分辨率是否正確

總結(jié)

調(diào)試LCD顯示屏實(shí)際上就是調(diào)試發(fā)送端芯片（全志SOC）和接收端芯片（LCD屏上的driver IC）的一個(gè)過程：

1. 添加屏驅(qū)動請看編寫屏驅(qū)動
2. 仔細(xì)閱讀屏手冊以及driver IC手冊（有的話）。
3. 仔細(xì)閱讀板級顯示配置參數(shù)詳解。
4. 確保LCD所需要的各路電源管腳正常。

SPI LCD 顏色相關(guān)問題

首先，得先確定顯示屏使用的是SPI接口，還是DBI接口，不同的接口，輸入數(shù)據(jù)的解析方式是不一樣的。

DBI接口的全稱是 Display Bus Serial Interface ，在顯示屏數(shù)據(jù)手冊中，一般會說這是SPI接口，所以有人會誤認(rèn)為SPI屏可以使用 normal spi 去直接驅(qū)動。

閱讀lcd_dbi_if部分的介紹可以知道，在3線模式時(shí)，發(fā)送命令前有1位A0用于指示當(dāng)前發(fā)送的是數(shù)據(jù)，還是命令。而命令后面接著的數(shù)據(jù)就沒有這個(gè)A0位了，代表SPI需要在9位和8位之間來回切換，而在讀數(shù)據(jù)時(shí)，更是需要延時(shí) dummy clock 才能讀數(shù)據(jù)，normal spi 都很難，甚至無法實(shí)現(xiàn)。所以 normal spi 只能模擬4 線的DBI的寫操作。

對于R128這類支持DBI接口的CPU，可以選擇不去了解SPI。如果需要用到SPI去驅(qū)動顯示屏，必須把顯示屏設(shè)置成小端。

RGB565和RGB666

SPI顯示屏一般支持RGB444,RGB565和RGB666，RGB444使用的比較少，所以只討論RGB565和RGB666.

RGB565代表一個(gè)點(diǎn)的顏色由2字節(jié)組成，也就是R（紅色）用5位表示，G（綠色）用6位表示，B（藍(lán)色）用5位表示，如下圖所示：

RGB666一個(gè)點(diǎn)的顏色由3字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)代表一個(gè)顏色，其中每個(gè)字節(jié)的低2位會無視，如下圖所示：

SPI 接口

因?yàn)镾PI接口的通訊效率不高，所以建議使用RGB565的顯示，以 jlt35031c 顯示屏為例，他的顯示驅(qū)動芯片是 ST7789，設(shè)置顯示格式的方式是往 3a 寄存器寫入0x55（RGB565）或者 0x66（RGB666），在 R128SDK 中，已經(jīng)把 jlt35031c 的通訊格式寫死為 0x55，lcd_pixel_fmt配置選項(xiàng)無效：

sunxi_lcd_cmd_write(sel, 0x3a);
sunxi_lcd_para_write(sel, 0x55);

在例程中，輸入的數(shù)據(jù)是 0xff，0x00，0xff，0x00，對于SPI接口，是按字節(jié)發(fā)送。實(shí)際上，例程只需要每次發(fā)送2字節(jié)即可，因?yàn)榍昂蟀l(fā)送的都是相同的ff 00，所以沒有看出問題。

根據(jù)對 565 的數(shù)據(jù)解析，我們拆分 ff 00 就可以得到紅色分量是 0b11111，也就是 31，綠色是0b111000，也就是 56，，藍(lán)色是 0.我們等效轉(zhuǎn)換成 RGB888，有：

R = 31/31*255 = 255
G = 56/63*255 = 226

在調(diào)色板輸入對應(yīng)顏色，就可以得到黃色

DBI 接口

因?yàn)?DBI 通訊效率較高，所以可以使用 RGB565 或者 RGB666，使用 DBI 接口，也就是 lcd_if 設(shè)置為1時(shí)，驅(qū)動會根據(jù) lcd_pixel_fmt 配置寄存器，以 SDK 中的 kld2844b.c 為例，這顯示屏的顯示驅(qū)動也是 ST7789，但是不同的屏幕，廠家封裝時(shí)已經(jīng)限制了通訊方式，所以即使是能使用 DBI 接口的驅(qū)動芯片的屏幕，或許也用不了DBI。

sunxi_lcd_cmd_write(sel, 0x3A); /* Interface Pixel Format */
/* 55----RGB565;66---RGB666 */
if (info[sel].lcd_pixel_fmt == LCDFB_FORMAT_RGB_565 ||
    info[sel].lcd_pixel_fmt == LCDFB_FORMAT_BGR_565) {
    sunxi_lcd_para_write(sel, 0x55);
    if (info[sel].lcd_pixel_fmt == LCDFB_FORMAT_RGB_565)
        rotate &= 0xf7;
    else
        rotate |= 0x08;
} else if (info[sel].lcd_pixel_fmt < LCDFB_FORMAT_RGB_888) {
    sunxi_lcd_para_write(sel, 0x66);
    if (info[sel].lcd_pixel_fmt == LCDFB_FORMAT_BGRA_8888 ||
        info[sel].lcd_pixel_fmt == LCDFB_FORMAT_BGRX_8888 ||
        info[sel].lcd_pixel_fmt == LCDFB_FORMAT_ABGR_8888 ||
        info[sel].lcd_pixel_fmt == LCDFB_FORMAT_XBGR_8888) {
        rotate |= 0x08;
    }
} else {
    sunxi_lcd_para_write(sel, 0x66);
}

對于 DBI 格式，不再是以字節(jié)的形式去解析，而是以字的方式去解析，為了統(tǒng)一，軟件已經(jīng)規(guī)定了，RGB565 格式時(shí)，字大小是2字節(jié)，也就是16位，而 RGB666 格式時(shí)，字大小是4字節(jié)，也就是32位。

對于 RGB565 格式，同樣是設(shè)置為 0xff,0x00。因?yàn)槠聊皇谴蠖?，而芯片存儲方式是小端，所以芯片?DBI 模塊，會自動把數(shù)據(jù)從新排列，也就是實(shí)際上 DBI 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，會先發(fā)送0x00，再發(fā)送0xff，也就是紅色分量為0，綠色分量為 0b000111，也就是7，藍(lán)色分量是 0x11111，也就是31，我們同樣轉(zhuǎn)換成RGB888

G = 7/63*255 = 28
B= 31/31*255 = 255

在調(diào)色板上輸入，可以得到藍(lán)色。

如果是 RGB666，雖然占用的是3個(gè)字節(jié)，但是沒有CPU是3字節(jié)對齊的，所以需要一次性輸入4字節(jié)，然后 DBI 硬件模塊，會自動舍棄1個(gè)字節(jié)，軟件同意舍棄了最后一個(gè)字節(jié)。

依舊以例程為例，例程輸入了 0xff，0x00，0xff，0x00，為了方便說明，標(biāo)準(zhǔn)為 0xff(1)，0x00(1)，0xff(2)，0x00(2)，其中 0x00(2)會被舍棄掉，然后發(fā)送順序是0xff(2)，0x00(1)，0xff(1)，也就是 0xff(2) 是紅色分量，0xff(1) 是藍(lán)色分量，混合可以得到紫色。