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1.基本概念介绍 LCDC模块用于实现MCU与外部LCD的对接，在MCU的控制下，将需要显示的数据传送到外部LCD接口显示。 一个基本嵌入式图形系统可简化为如图所示。 基本嵌入式图形系统由微控制器、帧缓冲器、显示控制器和显示屏组成。 • 微控制器对要在帧缓冲器中显示的图像进行计算，以组成图标或图像等图形基元。CPU通过运行图形库软件来执行此过程。该过程可以由图形库使用专用硬件（如DMA2D）来加速。帧缓冲器更新的频率越高，动画越流畅（动画每秒帧数）。 • 帧缓冲器是一个易失性存储器，用于存储要显示图像的像素数据。该存储区通常称为图形RAM（GRAM）。所需帧缓冲器大小取决于显示器的分辨率和色深。 – 双缓冲技术使用两个帧缓冲器，可以避免显示正在写入帧缓冲器的内容。 • 显示控制器持续“刷新”显示器，以每秒60次（60Hz）的速度将帧缓冲器内容传送到显示屏。显示控制器嵌入在MCU中。 • 显示屏由显示控制器来驱动，并负责显示图像（由像素矩阵组成）。 显示器特性为： – 显示尺寸（分辨率）：由显示像素数定义，表示为水平（像素数）×垂直（行数）。 – 色深：定义可以绘制像素的颜色数量。它以每像素位数（bpp）来表示。对于24 bpp的色深（也可以用RGB888表示），一个像素可以有16777216种颜色表示。 – 刷新率（以Hz为单位）：显示面板每秒刷新的次数。因为刷新率较低时产生的视觉效果不佳，所以显示器每秒钟刷新60次（60 Hz）。 2.LCDC介绍LCDC是AHB架构上的主设备，可以对内部和外部存储器进行读访问。LTDC有两个独立的层，每层都有自己的FIFO，从而使显示更加灵活。 LTDC控制器以AHB总线速度自动从帧缓冲器提取图形数据。然后将图形数据存储在其中一个FIFO内部层中，随后驱动到显示器。 系统架构使图形可以在没有任何CPU介入的情况下构建并绘制到屏幕上。LTDC从帧缓冲器中检索属于图像的数据，而DMA2D则准备下一张图像。 在每个像素时钟上升沿或时钟下降沿，并在屏幕有效区域内，LCDC层从其FIFO中检索一个像素数据，将其转换为内部ARGB8888像素格式，并将其与背景和/或其他图层像素颜色进行混合。得到的像素以RGB888格式编码，然后被驱动到RGB接口中。像素便会显示到屏幕上。 为了驱动LCD-TFT显示器，LTDC利用简单的3.3V信号提供了多达28个信号，包括： • 像素时钟LCD_CLK信号用作LCD-TFT的数据有效信号。只有在LCD_CLK上升沿或下降沿才会显示该数据。 • 数据使能LCD_DE信号向LCD-TFT指示RGB总线中的数据是有效的，并且该数据必须被锁存才能绘制出来。 • LCD_HSYNC行同步信号管理水平线扫描，作为行显示选通。 • LCD_VSYNC帧同步信号管理垂直扫描，作为帧更新选通。 • 像素数据RGB888。可以对LTDC界面进行配置，使之输出多种色深。它最多可以使用24条数据线（RGB888）作为显示接口总线。 3.典型LCDC显示帧控制时序
LCDC外设允许用户连接任意显示器尺寸，总宽度可达1024像素，总高度可达1024行。图中说明了完全可编程的时序和分辨率。 图中各参数分别对应LCD_InitStructure结构体中各参数配置。 LCD_InitStructure LCD_initStruct; LCD_initStruct.ClkDiv = 8; //取值范围2--65 LCD_initStruct.Format = LCD_FMT_RGB888; // LCD_FMT_RGB565、LCD_FMT_RGB888、LCD_FMT_SRGB565、LCD_FMT_SRGB888 LCD_initStruct.HnPixel = LCD_HDOT; // 水平方向像素个数，最大取值1024 LCD_initStruct.VnPixel = LCD_VDOT; // 垂直方向像素个数，最大取值1024 LCD_initStruct.Hfp = 5; // horizonal front porch，最大取值64 LCD_initStruct.Hbp = 40; // horizonal back porch， 最大取值256 LCD_initStruct.Vfp = 8; // vertical front porch， 最大取值64 LCD_initStruct.Vbp = 8; // vertical back porch， 最大取值256 LCD_initStruct.HsyncWidth = 5; // HSYNC低电平持续几个DOTCLK，最大取值256，至少比Hbp少1 LCD_initStruct.VsyncWidth = 5; // VSYNC低电平持续几个行时间，最大取值256，至少比Vbp少1 LCD_initStruct.DataSource = (uint32_t)LCD_Buffer; // 显示数据地址 LCD_initStruct.Background = 0xFFFF; // 背景颜色 LCD_initStruct.SampleEdge = LCD_SAMPLE_FALL; // 屏幕在DOTCLK的哪个边沿采样数据：LCD_SAMPLE_RISE、LCD_SAMPLE_FALL LCD_initStruct.IntEOTEn = 0; // 传输完成中断使能 LCD_Init(LCD, &LCD_initStruct);
4.两个可编程LCDC图层LCDC有两层，每层都可以分别启用、禁用和配置。图层显示的顺序是固定的，始终是由下至上的。如果使能两个层，则层2为顶部显示窗口。 LCDC具有可配置的混合因数。混合始终使用alpha值来激活。混合顺序固定，即由下至上。如果使能了两层，首先第1层将与背景色混合，随后第2层与第1层和背景的混合颜色结果再次混合。 5.灵活的窗口位置和尺寸配置每个图层都可在运行时进行定位和调整大小，并且必须位于有效显示区域内。可编程的图层位置和尺寸定义了一行中的第一个/最后一个可见像素和窗口中的第一个/最后一个可见行。它可以显示完整图像（所有有效显示区域）或仅显示图像帧的一部分。图示了一个小窗口，其中只显示图像的一部分，而其余区域不显示。 图中各参数分别对应LCD_InitStructure结构体中各参数配置。 LCD_LayerInitStructure LCD_layerInitStruct; LCD_layerInitStruct.Alpha = 0xFF; LCD_layerInitStruct.HStart = 0; LCD_layerInitStruct.HStop = 127; LCD_layerInitStruct.VStart = 0; LCD_layerInitStruct.VStop = 127; LCD_layerInitStruct.DataSource = (uint32_t)LCD_Buffer1; LCD_LayerInit(LCD, LCD_LAYER_1, &LCD_layerInitStruct);
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