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[STM32H7] 【STM32H7S78-DK测评】8、LTDC+DMA2D驱动屏幕

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 楼主| sujingliang 发表于 2024-9-20 19:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
<
DMA2D, LTDC, STM32H7S78-DK
本帖最后由 sujingliang 于 2024-10-1 09:44 编辑

目标
通过LTDC+DMA2D驱动STIM32H7S78-DK自带屏幕。


‌LTDC（LCD-TFT Display Controller）‌是一个用于直接控制外部TFT-LCD屏幕的控制器，它提供了RGB信号和控制信号来驱动LCD显示屏。

‌LTDC可以独立工作，直接驱动屏幕。‌当然如果想工作得更好，需要和DMA2D配合，DMA2D相当于STM32的GPU。二者集成，可以实现图像直接复制到LTDC接口上，实现图像的显示，且完全由硬件实现，不占用CPU资源。

DEMO中有一个LTDC+DMA2D例程位于：
STM32Cube_FW_H7RS_V1.1.0\Projects\STM32H7S78-DK\Examples\DMA2D\DMA2D_RegToMemWithLCD


各种配置都有具有可以直接拿来修改。


一、初始化部分

1、配置RAM:MPU_Config();
为了驱动屏幕MPU是必须的，因为处理屏幕图像，必须要大容量的显存，MCU内部的RAM肯定不够，所以需要MPU驱动外部RAM。
复制
  1.   /* Initialize the region corresponding to external RAM */
    

  2. #if defined ( __ICCARM__ )
    

  3.   extern uint32_t __region_EXTRAM_start__;
    

  4.   extern uint32_t __region_EXTRAM_end__;
    


  5. 

  6.   address = (uint32_t)&__region_EXTRAM_start__;
    

  7.   size = (uint32_t)&__region_EXTRAM_end__ - (uint32_t)&__region_EXTRAM_start__ + 1;
    


  8. 

  9. #elif defined (__CC_ARM) || defined(__ARMCC_VERSION)
    

  10.   extern uint32_t Image$RW_EXTRAM$Base;
    

  11.   extern uint32_t Image$RW_EXTRAM$ZI$Length;
    

  12.   extern uint32_t Image$RW_EXTRAM$Length;
    


  13. 

  14.   address = (uint32_t)&Image$RW_EXTRAM$Base;
    

  15.   size  = (uint32_t)&Image$RW_EXTRAM$Length + (uint32_t)&Image$RW_EXTRAM$ZI$Length;
    

  16. #elif defined ( __GNUC__ )
    

  17.   extern uint32_t __EXTRAM_BEGIN;
    

  18.   extern uint32_t __EXTRAM_SIZE;
    

  19.   address = (uint32_t)&__EXTRAM_BEGIN;
    

  20.   size  = (uint32_t)&__EXTRAM_SIZE;
    

  21. #else
    

  22. #error "Compiler toolchain is unsupported"
    

  23. #endif
    


  24. 

  25.   if (size != 0)
    

  26.   {
    

  27.     MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
    

  28.     MPU_InitStruct.Number = index;
    

  29.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0u;
    

  30.     MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
    

  31.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    

  32.     MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_DISABLE;
    

  33.     MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_SHAREABLE;
    

  34.     MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    

  35.     MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    

  36.     MPU_AdjustRegionAddressSize(address, size, &MPU_InitStruct);
    

  37.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    

  38.     index++;
    

  39.   }
上面Image$$RW_EXTRAM$$Base;对应散列文件中RW_EXTRAM。
复制
  1.   RW_EXTRAM 0x90000000 0x2000000  {
    

  2.         .ANY (+RW +ZI)
    

  3.   }
分散加载文件这里加上.ANY (+RW +ZI)，就可以在申请内存的时候自动使用外部RAM了。

2、DMA2D初始化：MX_DMA2D_Init();
DMA2D_R2M:寄存器到存储
复制
  1.   hdma2d.Instance = DMA2D;
    

  2.   hdma2d.Init.Mode = DMA2D_R2M;
    

  3.   hdma2d.Init.ColorMode = DMA2D_OUTPUT_ARGB4444;
    

  4.   hdma2d.Init.OutputOffset = 0;
    

  5.   if (HAL_DMA2D_Init(&hdma2d) != HAL_OK)
    

  6.   {
    

  7.     Error_Handler();
    

  8.   }


3、LTDC初始化：MX_LTDC_Init();

其中配置了一个LAYER:pLayerCfg。
复制
  1. hltdc.Instance = LTDC;
    

  2.   hltdc.Init.HSPolarity = LTDC_HSPOLARITY_AL;
    

  3.   hltdc.Init.VSPolarity = LTDC_VSPOLARITY_AL;
    

  4.   hltdc.Init.DEPolarity = LTDC_DEPOLARITY_AL;
    

  5.   hltdc.Init.PCPolarity = LTDC_PCPOLARITY_IPC;
    

  6.   hltdc.Init.HorizontalSync = 3;
    

  7.   hltdc.Init.VerticalSync = 3;
    

  8.   hltdc.Init.AccumulatedHBP = 11;
    

  9.   hltdc.Init.AccumulatedVBP = 11;
    

  10.   hltdc.Init.AccumulatedActiveW = 811;
    

  11.   hltdc.Init.AccumulatedActiveH = 491;
    

  12.   hltdc.Init.TotalWidth = 819;
    

  13.   hltdc.Init.TotalHeigh = 499;
    

  14.   hltdc.Init.Backcolor.Blue = 0;
    

  15.   hltdc.Init.Backcolor.Green = 0;
    

  16.   hltdc.Init.Backcolor.Red = 0;
    

  17.         
    

  18.   if (HAL_LTDC_Init(&hltdc) != HAL_OK)
    

  19.   {
    

  20.     Error_Handler();
    

  21.   }
    

  22.   pLayerCfg.WindowX0 = 0;
    

  23.   pLayerCfg.WindowX1 = 800;
    

  24.   pLayerCfg.WindowY0 = 0;
    

  25.   pLayerCfg.WindowY1 = 480;
    

  26.   pLayerCfg.PixelFormat = LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB565;
    

  27.   pLayerCfg.Alpha = 255;
    

  28.   pLayerCfg.Alpha0 = 0;
    

  29.   pLayerCfg.BlendingFactor1 = LTDC_BLENDING_FACTOR1_CA;
    

  30.   pLayerCfg.BlendingFactor2 = LTDC_BLENDING_FACTOR2_CA;
    

  31.   pLayerCfg.FBStartAdress = (uint32_t)&g_ltdc_lcd_framebuf;
    

  32.   pLayerCfg.ImageWidth = LAYER_SIZE_X;
    

  33.   pLayerCfg.ImageHeight = LAYER_SIZE_Y;
    

  34.   pLayerCfg.Backcolor.Blue = 0;
    

  35.   pLayerCfg.Backcolor.Green = 0;
    

  36.   pLayerCfg.Backcolor.Red = 0;
    

  37.   if (HAL_LTDC_ConfigLayer(&hltdc, &pLayerCfg, 0) != HAL_OK)
    

  38.   {
    

  39.     Error_Handler();
    

  40.   }


为LTDS设置地址
/* DMA2D output address in SRAM : this is the buffer displayed on LCD screen */
HAL_LTDC_SetAddress(&hltdc, (uint32_t)(&g_ltdc_lcd_framebuf), LTDC_LAYER_1);

其中g_ltdc_lcd_framebuf设置成：
uint16_t g_ltdc_lcd_framebuf[1280][800];
可能设大，这么大的空间也只能放到外部RAM中。

二、添加DMA2D绘图函数
这部分参考野火资料
1、填充COLOR到目标地址
复制
  1. static void LL_FillBuffer(uint32_t LayerIndex, void *pDst, uint32_t xSize,
    

  2. uint32_t ySize, uint32_t OffLine, uint32_t ColorIndex)
    

  3. {
    


  4. 

  5.    hdma2d.Init.Mode         = DMA2D_R2M;
    

  6.    hdma2d.Init.ColorMode    = DMA2D_OUTPUT_RGB565;
    

  7.    hdma2d.Init.OutputOffset = OffLine;
    


  8. 

  9.    hdma2d.Instance = DMA2D;
    


  10. 

  11.    /* DMA2D 初始化 */
    

  12.    if (HAL_DMA2D_Init(&hdma2d) == HAL_OK) {
    

  13.       if (HAL_DMA2D_ConfigLayer(&hdma2d, LayerIndex) == HAL_OK) {
    

  14.             if (HAL_DMA2D_Start(&hdma2d, (uint32_t)ColorIndex, (uint32_t)pDst, xSize, ySize) == HAL_OK) {
    

  15.                /* DMA轮询传输 */
    

  16.                HAL_DMA2D_PollForTransfer(&hdma2d, 100);
    

  17.             }
    

  18.       }
    

  19.    }
    

  20. }
2、画矩形
复制
  1. void LCD_FillRect(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Width, uint16_t Height,uint32_t Color)
    

  2. {
    

  3.    uint32_t  x_address = 0;
    


  4. 


  5. 

  6.    /* 设置矩形开始地址 */
    

  7. if (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB8888) {
    

  8.    x_address = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 4*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  9.    } else if (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB888) {
    

  10.       x_address = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 3*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  11.    } else if ((hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB565) || \
    

  12.                (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB4444) || \
    

  13.                (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_AL88)) {
    

  14.       x_address = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 2*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  15.    } else {
    

  16.       x_address = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 2*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  17.    }
    

  18.    /* 填充矩形 */
    

  19.         LL_FillBuffer(0, (uint32_t *)x_address, Width, Height, (LCD_GetXSize() - Width), Color);
    

  20. }
3、画横线
复制
  1. void LCD_DrawHLine(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length,uint32_t Color)
    

  2. {
    

  3.    uint32_t  Xaddress = 0;
    


  4. 

  5.    if (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB8888) {
    

  6.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 4*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  7.    } else if (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB888) {
    

  8.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 3*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  9.    } else if ((hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB565) || \
    

  10.                (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB4444) || \
    

  11.                (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_AL88)) {
    

  12.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 2*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  13.    } else {
    

  14.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + (LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  15.    }
    

  16.    /* 填充数据 */
    

  17.    LL_FillBuffer(0, (uint32_t *)Xaddress, Length, 1, 0, Color);
    

  18. }


4、画竖线
复制
  1. void LCD_DrawVLine(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length,uint32_t Color)
    

  2. {
    

  3.    uint32_t  Xaddress = 0;
    


  4. 

  5.    if (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB8888) {
    

  6.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 4*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  7.    } else if (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB888) {
    

  8.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 3*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  9.    } else if ((hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB565) || \
    

  10.                (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB4444) || \
    

  11.                (hltdc.LayerCfg[0].PixelFormat == LTDC_PIXEL_FORMAT_AL88)) {
    

  12.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + 2*(LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  13.    } else {
    

  14.       Xaddress = (hltdc.LayerCfg[0].FBStartAdress) + (LCD_GetXSize()*Ypos + Xpos);
    

  15.    }
    


  16. 

  17.    /* 填充数据 */
    

  18.    LL_FillBuffer(0, (uint32_t *)Xaddress, 1, Length, (LCD_GetXSize() - 1), Color);
    

  19. }



三、画个直方图


复制
  1. typedef struct{
    

  2.         uint16_t posX;
    

  3.         uint16_t posY;
    

  4.         uint16_t height;
    

  5.         uint16_t width;
    

  6.         uint32_t color;
    

  7. }ZFTU;
    


  8. 

  9. ZFTU zftu[6];
    

  10. static void init_zftu(void)
    

  11. {
    

  12.         uint8_t i;
    

  13.         for(i=0;i<6;i++)
    

  14.         {
    

  15.                 zftu[i].width=80;
    

  16.                 zftu[i].height=80+i*40;
    

  17.                 zftu[i].posX=120*i+50;
    

  18.                 zftu[i].posY=80;
    

  19.                 zftu[i].color=0x00FF0000>>i*2;
    

  20.         }
    

  21. }
    


  22. 

  23. static void draw_zftu(void)
    

  24. {
    

  25.         uint8_t i;
    

  26.         for(i=0;i<6;i++)
    

  27.         {
    

  28.                 LCD_FillRect(zftu[i].posX,480-zftu[i].height-zftu[i].posY,zftu[i].width,zftu[i].height,zftu[i].color);
    

  29.         }
    

  30. }
微信图片_20240920193308.jpg
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烟雨蒙蒙520 发表于 2024-9-29 01:24 | 显示全部楼层
由于DMA2D和LTDC的操作是硬件加速的，尽量避免在主循环中执行阻塞操作
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Amazingxixixi 发表于 2024-10-31 16:09 | 显示全部楼层
2D驱动自带加速，还是很值得推荐的。
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suncat0504 发表于 2024-10-31 17:11 | 显示全部楼层
有2D处理，这单片机的性能越来越强悍了。
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地瓜patch 发表于 2024-10-31 18:28 来自手机 | 显示全部楼层
芯片性能高了，显示效果真炫
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