本帖最后由 shendu0032 于 2020-12-3 19:40 编辑
这一周我们学习GUI，显示屏无疑是最常用的GUI开发工具。这篇**将详细介绍LTDC控制器与STM32CubeMX来开发LCD-TFT屏。 显示屏属于显示器，常见的显示器有CRT显示器、液晶显示器、LED点阵显示器及OLED显示器。 液晶显示器简称LCD，具有功耗低，体积小，承载的信息量大以及不伤眼的优点，因而成为主流电子显示设备。液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，但它的分子排列却和固体一样非常规则，因此取名液晶。如果给液晶施加电场，会改变它的分子排列，从而改变光线的传播方向，配合偏振光片，它就具有控制光线透过率的作用，再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，图中就是绿色显示结构， 利用这种原理，做出可控红、绿、蓝光输出强度的显示结构，把三种显示结构组成一个显示单位，通过控制红绿蓝的强度，可以使该单位混合输出不同的色彩，这样的一个显示单位被称为像素。 无论是哪一种显示器，都有一定的参数用于描述它们的特性，有以下5个主要的参数。 （1）像素 像素是组成图像的最基本单元要素，显示器的像素指它成像最小的点，即前面讲解液晶原理中提到的一个显示单元。 （2）分辨率 一些嵌入式设备的显示器常常以“行像素值x列像素值”表示屏幕的分辨率。如分辨率800x480表示该显示器的每一行有800个像素点，每一列有480个像素点，也可理解为有800列，480行。（3）色彩深度色彩深度指显示器的每个像素点能表示多少种颜色，一般用“位”(bit)来表示。如单色屏的每个像素点能表示亮或灭两种状态(即实际上能显示2种颜色)，用1个数据位就可以表示像素点的所有状态，所以它的色彩深度为1bit，其它常见的显示屏色深为16bit、24bit。 （4）显示器尺寸显示器的大小一般以英寸表示，如5英寸、21英寸、24英寸等，这个长度是指屏幕对角线的长度，通过显示器的对角线长度及长宽比可确定显示器的实际长宽尺寸。 （5）点距 点距指两个相邻像素点之间的距离，它会影响画质的细腻度及观看距离，相同尺寸的屏幕，若分辨率越高，则点距越小，画质越细腻。如现在有些手机的屏幕分辨率比电脑显示器的还大，这是手机屏幕点距小的原因；LED点阵显示屏的点距一般都比较大，所以适合远距离观看。 以上内容简单介绍了液晶屏的特点和主要参数，我是从网上copy的，没有个人的总结经验。 下面我将介绍STM32F746如何驱动LCD-TFT液晶屏显示图像。以及如何配置STM32CubeMX相关的参数和时钟序列。首先我们应该知道STM32F746系列芯片内部自带一个LTDC液晶控制器，使用SDRAM的部分空间作为显存，可直接控制面板，无需额外的增加液晶控制器芯片。在ST的官网中查找AN4861 能够找到《STM32 LCD-TFT控制器应用介绍》在这里详细介绍了该系列芯片支持的颜色格式，分辨率，液晶屏尺寸大小，LTDC的实例，总之这本书对液晶屏的底层原理和顶层设计讲解的很清楚，我今天也只是归纳其中我认为对项目应用有用的知识点，加以罗列和阐述。知识点都在这本书中，我把它放在**结尾，读者可以自行下载。 下图是LTDC控制器的结构框图， 它主要包括信号线，图像处理单元，寄存器及时钟信号。LTDC的控制信号线与LCD的数据线一一对应，包含有HSYNC、VSYNC、DE、CLK及RGB数据线各8根。设计硬件时把LCD与STM32对应的这些引脚连接起来即可，我们也可以查阅《STM32F7xx规格书》也能够知道LTDC信号线对应的引脚，我也把这篇文档放在**结尾。下图是LCD_CLK时钟的配置流程。 LTDC是带时序控制，省去了控制器的控制芯片，节省了成本和PCB的大小。上面说的连接线也只是为了信号的传输。这个没有什么难度，我们只要理解通过LTDC来配置时序参数和每一层的参数，LTDC就会自动从缓冲区取出数据刷新到显示器上。LTDC支持2层数据混合，混合前使用2层数据源，分别为前景层和背景层，如图所示， 在输出时实际上液晶屏只能显示一层图像，所以LTDC在输出数据到液晶屏前需要把2层图像混合成一层，这就跟Photoshop软件的分层合成图片过程类似。混合时直接用前景层中的不透明像素替换相同位置的背景像素，而前景层中透明像素的位置，则使用背景的像素数据，也就是显示背景层的像素。LTDC的显示过程是AHB总线从缓存中取数据放到层的FIFO，每个层分别进行像素格式转换，不管每个层的颜色格式是RGB565还是其他的格式都转换成一个字大小ARGB888，然后背景层，前景层混合。混合完成后经过抖动单元输出到显示面板。 通过上面的介绍，再结合我的笔记，相信大家对LTDC都有了一定的了解，其实也就是一个控制器，太底层的原理没必要了解。下面我介绍使用STM32CubeMX来配置LTDC的相关参数。因为《STM32LCD-TFT控制器应用介绍》这篇文档有详细的介绍，我就不再重复介绍。我也是第一次配置LTDC，看文档也有一些不理解的地方，我想说一下我的理解。配置过程中用到了LCD-Image-Converter-20161012这个软件，是用来将要显示的图像转换成C文件，并能够以所需格式生成C文件。我没在官网找到，但我从其他地方找到了能够兼容STM32开发的版本，同样我也放在**最后。关于这个软件的使用，文档中也有介绍。最后我会把我配置的STM32CubeMX文件分享出来，因为我只配置了LTDC，生成的代码还不足以完成显示功能。原本想介绍一下STM32CubeMX窗口界面的，写到这里有点写不动了，毕竟我掌握的知识有限，而且有的我也是刚知道，这篇**有一些知识我也是看公众号知道的，所以可能会感觉思路不够清晰的问题，12月也是考试月，陆陆续续的考试也都来了，也没那么多的精力学习新东西。今天就写到这里，感谢**读到这里的亲们。我们一起加油。
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
