【STM32H7S78-DK测评】8、LTDC+DMA2D驱动屏幕

只看该作者 · 2024-9-20 19:34

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。

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  /* Initialize the region corresponding to external RAM */

#if defined ( __ICCARM__ )

  extern uint32_t __region_EXTRAM_start__;

  extern uint32_t __region_EXTRAM_end__;



  address = (uint32_t)&__region_EXTRAM_start__;

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



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

  extern uint32_t Image$RW_EXTRAM$Base;

  extern uint32_t Image$RW_EXTRAM$ZI$Length;

  extern uint32_t Image$RW_EXTRAM$Length;



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

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

#elif defined ( __GNUC__ )

  extern uint32_t __EXTRAM_BEGIN;

  extern uint32_t __EXTRAM_SIZE;

  address = (uint32_t)&__EXTRAM_BEGIN;

  size  = (uint32_t)&__EXTRAM_SIZE;

#else

#error "Compiler toolchain is unsupported"

#endif



  if (size != 0)

  {

    MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;

    MPU_InitStruct.Number = index;

    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0u;

    MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;

    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;

    MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_DISABLE;

    MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_SHAREABLE;

    MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;

    MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;

    MPU_AdjustRegionAddressSize(address, size, &MPU_InitStruct);

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    index++;

  }

上面Image$$RW_EXTRAM$$Base;对应散列文件中RW_EXTRAM。

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  RW_EXTRAM 0x90000000 0x2000000  {

        .ANY (+RW +ZI)

  }

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

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  hdma2d.Instance = DMA2D;

  hdma2d.Init.Mode = DMA2D_R2M;

  hdma2d.Init.ColorMode = DMA2D_OUTPUT_ARGB4444;

  hdma2d.Init.OutputOffset = 0;

  if (HAL_DMA2D_Init(&hdma2d) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

3、LTDC初始化：MX_LTDC_Init();

其中配置了一个LAYER:pLayerCfg。

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hltdc.Instance = LTDC;

  hltdc.Init.HSPolarity = LTDC_HSPOLARITY_AL;

  hltdc.Init.VSPolarity = LTDC_VSPOLARITY_AL;

  hltdc.Init.DEPolarity = LTDC_DEPOLARITY_AL;

  hltdc.Init.PCPolarity = LTDC_PCPOLARITY_IPC;

  hltdc.Init.HorizontalSync = 3;

  hltdc.Init.VerticalSync = 3;

  hltdc.Init.AccumulatedHBP = 11;

  hltdc.Init.AccumulatedVBP = 11;

  hltdc.Init.AccumulatedActiveW = 811;

  hltdc.Init.AccumulatedActiveH = 491;

  hltdc.Init.TotalWidth = 819;

  hltdc.Init.TotalHeigh = 499;

  hltdc.Init.Backcolor.Blue = 0;

  hltdc.Init.Backcolor.Green = 0;

  hltdc.Init.Backcolor.Red = 0;

        

  if (HAL_LTDC_Init(&hltdc) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

  pLayerCfg.WindowX0 = 0;

  pLayerCfg.WindowX1 = 800;

  pLayerCfg.WindowY0 = 0;

  pLayerCfg.WindowY1 = 480;

  pLayerCfg.PixelFormat = LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB565;

  pLayerCfg.Alpha = 255;

  pLayerCfg.Alpha0 = 0;

  pLayerCfg.BlendingFactor1 = LTDC_BLENDING_FACTOR1_CA;

  pLayerCfg.BlendingFactor2 = LTDC_BLENDING_FACTOR2_CA;

  pLayerCfg.FBStartAdress = (uint32_t)&g_ltdc_lcd_framebuf;

  pLayerCfg.ImageWidth = LAYER_SIZE_X;

  pLayerCfg.ImageHeight = LAYER_SIZE_Y;

  pLayerCfg.Backcolor.Blue = 0;

  pLayerCfg.Backcolor.Green = 0;

  pLayerCfg.Backcolor.Red = 0;

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

  {

    Error_Handler();

  }

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

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static void LL_FillBuffer(uint32_t LayerIndex, void *pDst, uint32_t xSize,

uint32_t ySize, uint32_t OffLine, uint32_t ColorIndex)

{



   hdma2d.Init.Mode         = DMA2D_R2M;

   hdma2d.Init.ColorMode    = DMA2D_OUTPUT_RGB565;

   hdma2d.Init.OutputOffset = OffLine;



   hdma2d.Instance = DMA2D;



   /* DMA2D 初始化 */

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

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

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

               /* DMA轮询传输 */

               HAL_DMA2D_PollForTransfer(&hdma2d, 100);

            }

      }

   }

}

2、画矩形

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void LCD_FillRect(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Width, uint16_t Height,uint32_t Color)

{

   uint32_t  x_address = 0;





   /* 设置矩形开始地址 */

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

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

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

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

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

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

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

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

   } else {

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

   }

   /* 填充矩形 */

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

}

3、画横线

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void LCD_DrawHLine(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length,uint32_t Color)

{

   uint32_t  Xaddress = 0;



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

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

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

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

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

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

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

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

   } else {

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

   }

   /* 填充数据 */

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

}

4、画竖线

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void LCD_DrawVLine(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length,uint32_t Color)

{

   uint32_t  Xaddress = 0;



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

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

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

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

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

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

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

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

   } else {

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

   }



   /* 填充数据 */

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

}

三、画个直方图

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typedef struct{

        uint16_t posX;

        uint16_t posY;

        uint16_t height;

        uint16_t width;

        uint32_t color;

}ZFTU;



ZFTU zftu[6];

static void init_zftu(void)

{

        uint8_t i;

        for(i=0;i<6;i++)

        {

                zftu[i].width=80;

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

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

                zftu[i].posY=80;

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

        }

}



static void draw_zftu(void)

{

        uint8_t i;

        for(i=0;i<6;i++)

        {

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

        }

}