RT-Thread驅(qū)動開發(fā)指南進階篇-動手驅(qū)動先楫未適配的外設LCD

一、概述

經(jīng)過上一篇的《《RT-Thread設備驅(qū)動開發(fā)指南》基礎篇--以先楫bsp的hwtimer設備為例》闡述，可以大致了解到RT-thread設備驅(qū)動開發(fā)的方法步驟，開發(fā)指南中的進階篇外設主要是比基礎篇外設復雜點的外設設備，分別是SDIO、Touch、LCD、sensor、MTD nor、MTD nand、脈沖編碼器、加解密設備、PM設備。

對于進階篇的外設，本文不對先楫已經(jīng)支持的進階外設進行闡述，而是進行一次動手實踐驅(qū)動一個先楫尚未適配的驅(qū)動外設-LCD，來更加深入開發(fā)RT-thread的設備驅(qū)動。

來個效果：

在官方示例的wifi_web_camera_demo基礎上加上lcd驅(qū)動顯示攝像頭

二、開發(fā)方法

（一）RT-thread的LCD驅(qū)動框架介紹

LCD驅(qū)動，跟其他外設也類似，無非就是IO設備管理框架-->LCD設備驅(qū)動框架->LCD設備驅(qū)動。

IO設備管理層主要為設備框架提供統(tǒng)一的操作接口，包括rt_device_read/write/open/close/control等。而做好一個外設驅(qū)動，最終的目標就是應用上使用這些統(tǒng)一操作接口，無需理會底層操作。

LCD設備驅(qū)動框架層是RT-thread對LCD基本功能的抽象，是一層通用的軟件層，和硬件平臺無關，抽象了LCD設備的類型定義和具體的操作方法，其框架源碼在rtdef.h中

LCD的信息結(jié)構(gòu) rt_device_graphic_info，定義了像素格式，位寬，寬高、顯存地址等。

LCD的操作接口rt_device_graphic_ops，定義了LCD的繪圖操作，比如像素點、畫線等操作。

LCD的控制命令，比如更新顯存、開關LCD、獲取信息、等待VSYNC等。

LCD的像素格式

可見，RT-thread對于LCD的抽象操作還是比較直觀，完成以上的操作，再借助IO設備管理層提供的注冊接口rt_device_register進行注冊，即可使用IO設備管理接口操作LCD。

（二）先楫LCDC外設介紹

對于先楫的LCDC外設硬件控制器

在HPM6750上有RGB控制器，支持24位的RGB顯示接口

在HPM6800上，支持2 個 4 Lane MIPI-DSI/LVDS-Tx 顯示接口

對于在RT-thread上，也支持了hpm_sdk的panel組件，涵蓋了hpm6750和hpm6800的顯示適配。

對于hpm_sdk的panel組件介紹，可以參考文章《[hpm_application]選先楫！爽跑1080P or 720Pmipi屏的單片機》

對于使用LCD硬件控制器（RGB，MIPI DSI）通信的屏幕，LCD設備驅(qū)動只需要實現(xiàn)LCD設備的操作方法struct rt_device_ops即可，比如control接口里更新硬件控制器的緩存區(qū)即可控制屏幕繪圖。

如此一來，配合先楫適配好的RT-thread BSP，可以很順手得適配好LCD的驅(qū)動，按先楫BSP的driver照葫蘆畫瓢個drv_lcd。

（三）創(chuàng)建LCD設備

下面來創(chuàng)建先楫的LCD設備。LCD設備模型從struct rt_device結(jié)構(gòu)體中派生，并添加自己的私有數(shù)據(jù)。

成員主要有LCD的基地址，中斷號，互斥鎖，LCD名稱等。

實例化一個lcd的設備數(shù)組，可以存在多個lcd設備，里面包含設備的初始化參數(shù)。

（四）實現(xiàn)LCD設備的操作方法

按照以上的定義，已經(jīng)實例化了一個hpm_lcd_ops結(jié)構(gòu)體，然后需要實現(xiàn)對應的操作函數(shù)，也就是LCD設備定義操作方法。對于LCD設備來說，只有其中的init和control操作方法才有意義，而本文實現(xiàn)的也是這兩個接口，分別是hpm_lcd_init、hpm_lcd_control。

1、init:初始化LCD設備

對于該操作方法，先楫的LCD驅(qū)動代碼不需要執(zhí)行任何操作，只需要在注冊初始化LCD即可。

2、control:控制LCD設備

應用程序也可以對LCD設備進行控制，通過control方法完成。原型如下：

其中參數(shù)cmd包含了控制LCD的方式，通用設備命令可取以下宏定義：

當然在最新的rtthread 5.0.2當中也更新了幾個命令

本文在這里主要實現(xiàn)以下幾個命令

（1）RTGRAPHIC_CTRL_RECT_UPDATE 更新顯存

對于顯存的更新，可以使用控制器自身定義的顯存也可以使用傳入的顯存地址，在先楫的手冊中有提到影子寄存器加載使能功能，也就是顯存會在下一個VSYNC到達加載，這樣可以做到顯示的完整更新。

而在hpmicro的驅(qū)動中也提供了該API：lcdc_layer_set_next_buffer，這里適配的驅(qū)動使用第一層layer。

故可以下實現(xiàn)：

（2）RTGRAPHIC_CTRL_WAIT_VSYNC 等待幀完成

為了保證傳輸?shù)母咝Ш头浪毫?，這里使用中斷方式傳輸一幀，再下一幀更新之前等待VSYNC完畢。

（3）RTGRAPHIC_CTRL_GET_INFO 獲取LCD信息

主要獲取LCD的像素格式、寬高等，傳遞給args參數(shù)

（4）RTGRAPHIC_CTRL_POWERON亮屏

RTGRAPHIC_CTRL_POWEROFF 息屏

調(diào)用hpm_sdk的panel組件接口即可。

（五）注冊LCD設備

使用IO設備框架的rt_device_register完成注冊，主要關注設備操作方法的賦值部分，以及保存lcd設備示例賦值給lcd的user_data成員。

（六）驅(qū)動配置

在board的Kconfig中使能LCD，該宏控制LCD驅(qū)動相關代碼是否添加到工程中

另外添加panel組件，該宏先楫已經(jīng)實現(xiàn)，這里使用的是hpm6750，故只有RGB接口。

在驅(qū)動drivers的SConscript文件添加LCD驅(qū)動的判斷選項，如果使能，drv_lcd.c則會被添加到工程中。

（七）驅(qū)動驗證

注冊設備之后，LCD設備將會在IO設備管理器中出現(xiàn)，我們使用hpm6750evkmini的wifi_web_camera_demo這個官方示例作為驗證，燒錄驗證，使用list device命令查看到注冊的設備已經(jīng)包含了LCD設備。

在wifi_web_camera_demo的示例上，在獲取camera圖像的接口中，添加lcd的設備操作，把圖像顯示到LCD上，只需要先打開lcd，然后進行control，兩條語句就可以實現(xiàn)顯示，特別方便操作。

最終可以實現(xiàn)使用簡單的IO設備即可操作LCD

審核編輯：劉清