实验四 液晶显示实验 昆明理工大学.doc

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 2011 2012 学年 第 2 学期 ）课程名称：嵌入式应用及基础 开课实验室：443 2014 年 5 月 27 日年级、专业、班物联网111学号201110410130姓名杨国锋成绩实验项目名称 实验四 液晶显示实验指导教师欧阳鑫教师评语该同学是否了解实验原理：A.了解B.基本了解C.不了解该同学的实验能力：A.强 B.中等 C.差 该同学的实验是否达到要求：A.达到B.基本达到C.未达到实验报告是否规范：A.规范B.基本规范C.不规范实验过程是否详细记录：A.详细B.一般 C.没有 教师签名： 年 月 日一、实验目的：l 初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法。l 掌握S3C44B0X处理器的LCD控制器的使用。 l 通过实验掌握液晶显示文本和图形的方法以及程序设计。二、实验原理：1. 液晶显示屏（LCD，Liquid Crystal Display）主要用于显示文本及图形信息。它具有重量轻、体积小、耗电量低、无辐射、平面直角显示以及影像稳定不闪烁等特点，因此在许多电子应用系统中，常使用液晶屏作为人机界面，而且已广泛应用于各类显示器件上。主要类型及性能参数液晶显示按显示原理分为STN和TFT两种：(1) STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列 )液晶显示屏STN液晶显示器与液晶材料、光线的干涉现象有关，显示的色调以淡绿色与橘色为主。STN液晶显示器中，使用X、Y轴交叉的单纯电极驱动方式，水平方向驱动电压控制显示部分的亮或暗，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子的显示。(2) TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）彩色液晶屏 随着液晶显示技术的不断发展和进步， TFT液晶显示屏被广泛用于制作成电脑中的液晶显示设备。 TFT液晶显示屏既可在笔记本电脑上应用（现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏），也常用于主流台式显示器。(3) 液晶显示屏主参数使用液晶显示屏时主要考虑的参数有外形尺寸、分辨率、点宽、色彩模式等。2. S3C44B0X LCD控制器 S3C44B0X处理器集成了LCD控制器，支持4位单扫描、4位双扫描和8位单扫描工作方式。处理器使用内部RAM区作为显示缓存，并支持屏幕水平和垂直滚动显示。数据的传送采用DMA方式，以达到最小的延迟。支持多种类型的液晶屏，如下：l 单色液晶l 4级或16级灰度屏l 256色彩色液晶（STN液晶）LCD控制器主要提供液晶屏显示数据的传送、时钟和各种信号的产生与控制功能。S3C44B0X处理器的LCD控制器主要部分框图如下图所示：1) LCD控制器接口S3C44B0X LCD控制器接口如下表所列：2) S3C44B0X支持的扫描模式a) 4位单扫描显示控制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD3：0获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色。b) 4位双扫描显示控制器分别使用两个扫描线进行数据显示。显示数据从VD3：0获得高扫描数据；从VD7：4获得低扫描数据；彩色液晶屏数据位代表RGB色 。c) 8位单扫描显示控制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD7：0获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色 。3) 数据的存放与显示液晶控制器传送的数据表示了一个像素的属性：4级灰度屏用2个数据位，16级灰度屏用4个数据位，RGB彩色液晶屏使用8个数据位（R7:5、G4:2、B1:0）。显示缓存中存放的数据必须符合硬件及软件设置，即要注意字节对准方式。4) LCD控制器寄存器S3C44B0X LCD处理器所包含的可编程控制寄存器共有18个，如下表所列：5) LCD控制器主要参数设定正确使用S3C44B0X LCD控制器，必须设置控制器所有18 个寄存器。控制器信号VFRME、VCLK、VLINE和VM要求配置控制寄存器LCDCON1/2；液晶显示屏的显示与控制以及数据的存取控制，则要求配置其他相关寄存器。详细配置情况可参考教材及其他参考资料。6) 灰度屏的支持与设置S3C44B0X中的LCD控制器支持两种灰度模块：2位象素（级灰度）、位象素（级灰度）。对于4级灰度屏（2位象素），LCD控制器通过设置BLUELUT15:0指定使用的灰度级，并且从0 4级使用BLUELUT 的4个数据位。16级灰度屏使用BLUELUT的每一位来表示灰度级别。7) 液晶(LCD)电路设计设计液晶显示屏控制电路时必须提供电源驱动、偏压驱动及LCD显示控制器。由于S3C44B0X处理器自带LCD控制器，而且可以驱动实验板所选用的液晶屏，所以控制电路的设计可以省去显示控制电路，只需进行电源驱动和偏压驱动的电路设计即可。其结构如图3-6所示。电源驱动与偏压驱动参考电路实验板所选用的液晶屏的驱动电源是21.5V，因此，直接使用实验系统的3V或5V电源时需要电压生压控制。实验系统采用MAX629电压管理模块，以提供液晶屏的驱动电压。偏压电源可由系统升压后的电源分压得到。S3CEV40的电源驱动与偏压驱动参考电路如图3-7所示。三、实验内容1. LCD液晶屏：320*240像素，16级灰度，单扫描模式，首地址为0xC300000，偏移点数2048（512个字节）VLINE=垂直尺寸-1=240-1=0xEFPAGEWIDTH=320*4/16OFFSIZE=512LCDBANK=0xC30000022LCDBASEU=0x1000001LCDBASEL= LCDBASEU+（PAGEWIDTH+OFFSIZE）*（LINEVAL+1）如是双扫描则LINEVAL和LCDBASEL变化。三、 实验代码1）寄存器初始化void Lcd_Init (void) rDITHMODE=0x12210;rDP1_2 =0xa5a5; rDP4_7 =0xba5da65;rDP3_5 =0xa5a5f;rDP2_3 =0xd6b;rDP5_7 =0xeb7b5ed;rDP3_4 =0x7dbe;rDP4_5 =0x7ebdf;rDP6_7 =0x7fdfbfe;1.抖动模式寄存器（DP1_2、DP4_7、DP3_5、DP2_3、DP5_7、DP3_4、DP4_5、DP6_7和DITHMODE,前8个使用初始值，最后使用定值）rLCDCON1=(0x0)|(25)|(MVAL_USED7)|(0x38)|(0x310)|(CLKVAL_COLOR12);2.LCD控制寄存器1：首先定义八位单扫描显示模式；频率由MVAL决定；WDLY=16CLOCK;WLH=16CLOCK.rLCDCON2=(LINEVAL)|(HOZVAL_COLOR10)|(1021); 3.LCD控制器2：设置320*240；扫描空闲时间为10MCLKrLCDCON3=0;4.禁止LCD自动刷新rLCDSADDR1= (0x322)1);rLCDSADDR2=M5D(unsignedint)aLcdActiveBuffer+(SCR_XSIZE*LCD_YSIZE)1) | (MVAL21);rLCDSADDR3= (LCD_XSIZE/2) | ( (SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/2)9 );5.帧缓冲起始地址寄存器1/2/3rREDLUT =0xfdb96420;rGREENLUT=0xfdb96420; rBLUELUT =0xfb40;6.颜色查找表寄存器：前两个高16位后为1，低十六位后为0；蓝的高8位后为两个1，低8位后为两个0 rLCDCON1=(0x1)|(25)|(MVAL_USED7)|(0x38)|(0x310)|(CLKVAL_COLOR12);7.重置为8为单扫描rPDATE=0xfe;8.打开背光灯Lcd_Clr();2）清屏函数void Lcd_Clr(void)INT32U i;INT32U *pDisp = (INT32U*)aLcdActiveBuffer;for (i = 0; i (SCR_XSIZE * SCR_YSIZE / 4); i+)*pDisp+ = ALLWHITE;3）画水平和垂直线函数void Lcd_Draw_HLine(INT16 usX0, INT16 usX1, INT16 usY0, INT8U ucColor, INT16U usWidth)INT16 usLen; if( usX1 0 ) usLen = usX1 - usX0 + 1; while( (usLen-) 0 ) LCD_PutPixel(usX0 + usLen, usY0, ucColor); usY0+; void Lcd_Draw_VLine (INT16 usY0, INT16 usY1, INT16 usX0, INT8U ucColor, INT16U usWidth)INT16 usLen; if( usY1 0 ) usLen = usY1 - usY0 + 1; while( (usLen-) 0 ) LCD_PutPixel(usX0, usY0 + usLen, ucColor); usX0+; 注：由此，可以画矩形框，只要定好四个顶点，随后画出两对水平和垂直线就可以了：void Lcd_Draw_Box(INT16 usLeft, INT16 usTop, INT16 usRight, INT16 usBottom, INT8U ucColor)Lcd_Draw_HLine(usLeft, usRight, usTop, ucColor, 1);Lcd_Draw_HLine(usLeft, usRight, usBottom, ucColor, 1);Lcd_Draw_VLine(usTop, usBottom, usLeft, ucColor, 1);Lcd_Draw_VLine(usTop, usBottom, usRight, ucColor, 1);1） 汉字字符串void Lcd_DspHz16(INT16U x0, INT16U y0, INT8U ForeColor, INT8U *s)INT16 i,j,k,x,y,xx;INT8U qm,wm;INT32U ulOffset;INT8 hzbuf32,temp2;for( i = 0; i strlen(const char*)s); i+ )if( (INT8U)(*(s+i) 161 )temp0 = *(s+i);temp1 = 0;break;elseqm = *(s+i) - 161; wm = *(s + i + 1) - 161; ulOffset = (INT32U)(qm * 94 + wm) * 32;for( j = 0; j 32; j + ) hzbufj = g_auc_HZK16ulOffset + j; for( y = 0; y 16; y+ ) for( x = 0; x k) ) xx = x0 + x + i * 8; LCD_PutPixel( xx, y + y0, (INT8U)ForeColor); i+;2） 字符串void Lcd_DspAscII8x16(INT16U x0, INT16U y0, INT8U ForeColor, INT8U * s)INT16 i,j,k,x,y,xx;INT8U qm;INT32U ulOffset;INT8 ywbuf16,temp2; for( i = 0; i = 161 )temp0 = *(s + i);temp1 = 0;return;elseqm = *(s+i);ulOffset = (INT32U)(qm) * 16;/Here to be changed tomorrowfor( j = 0; j 16; j + )ywbufj = g_