代码收藏家 GEC6818 LCD屏幕详细介绍
此篇博客是基于GEC6818开发板使用
1、液晶屏的基本概念
像素：屏幕上显示颜色的最小单位，英文叫pixel。注意，位图（jpg，bmp等格式的常见图片）也是由一个个的像素点构成的，跟屏幕的像素点的概念一样。原理上讲，将一张位图显示到屏幕上，就是将图片上的像素点一个个复制到屏幕像素点。
分辨率：宽高两个像素点。分辨率越高，所需要的显存越大
色深：每个像素点所对应的内存字节数，一般有8位、16位、24位或32位
GEC6818开发板的屏幕的色深是32位的
32位色深的屏幕一般被称为真彩屏，或1600万色屏
色深决定了一个像素点所能表达的颜色的丰富程度，色深越大，色彩表现力越强
2、lcd
lcd的设备名字：/dev/fb0 (fb=framebuffer 帧缓冲)
开发板和虚拟机都在该路径下
lcd的分辨率（lcd的大小）：800 * 480（像素点）
将像素点转化为字节单位（1个像素点等于4个字节）
1个像素点1等于ARGB（4个字节）
A–>透明度（决定颜色的深浅，实际要看硬件的参数是否有）
R–>red
G–>green
B–>blue
说明：挑选颜色=windows的画图软件+计算器（程序员）
struct fb_fix_screeninfo
{
char id[16]; /* identification string eg "TT Builtin" */
unsigned long smem_start; /* Start of frame buffer mem */
/* (physical address) */
__u32 smem_len; /* Length of frame buffer mem */
__u32 type; /* see FB_TYPE_* */
__u32 type_aux; /* Interleave for interleaved Planes */
__u32 visual; /* see FB_VISUAL_* */
__u16 xpanstep; /* zero if no hardware panning */
__u16 ypanstep; /* zero if no hardware panning */
__u16 ywrapstep; /* zero if no hardware ywrap */
__u32 line_length; /* length of a line in bytes */
...
...
};
struct fb_var_screeninfo
{
__u32 xres; /* 可见区宽度（单位：像素） */
__u32 yres; /* 可见区高度（单位：像素） */
__u32 xres_virtual; /* 虚拟区宽度（单位：像素） */
__u32 yres_virtual; /* 虚拟区高度（单位：像素） */
__u32 xoffset; /* 虚拟区到可见区x轴偏移量 */
__u32 yoffset; /* 虚拟区到可见区y轴偏移量 */
__u32 bits_per_pixel; /* 色深 */
// 像素内颜色结构
struct fb_bitfield red; // 红色
struct fb_bitfield green; // 绿色
struct fb_bitfield blue; // 蓝色
struct fb_bitfield transp;// 透明度
...
...
};
struct fb_bitfield
{
__u32 offset; /* 颜色在像素内偏移量 */
__u32 length; /* 颜色占用数位长度 */
...
...
};
//上述结构体的具体定义在系统的如下路径中
/usr/include/linux/fb.h3、lcd刷颜色操作
lcd刷颜色是最基本的使用，步骤一共有四步:
1、打开lcd
2、填充刷lcd的buf
3、将buf写到lcd中
4、关闭lcd
实现代码如下
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char** argv)
{
//1、打开lcd
int fd_lcd,ret; // ---> lcd也是一个文件，需要使用一个文件描述符
fd_lcd = open("/dev/fb0",O_RDWR);
if(fd_lcd == -1)
{
perror("open lcd fail");
return -1;
}
//2、填充刷lcd的buf
//方法一
//int buf[800*480] = { 0 };
//int color = 0x00ffffff; //刷图的颜色
//for(int i = 0;i < 800*480;i++)
//{
// buf[i] = color;
//}
//方法二
int buf[800*480] = {0};
//给这一个buf的每一个像素点赋值
int x=0; //x表示lcd的横轴
int y=0; //y表示lcd的纵轴
//用xy表示LCD的每一个像素点，然后一行一行的写(从第0行开始写)
for(y=0;y<480;y++)
{
for(x=0;x<800;x++)
{
//y=0 x=0 第0行第0个像素点
//y=1 x=1 第1行的第1个像素点(4个字节)
buf[y*800+x] = green;
}
}
//3、将buf写到lcd中
write(fd_lcd,buf,sizeof(buf));
//4、关闭lcd
close(fd_lcd)
return 0
}4、内存映射
为什么要使用内存映射呢？
当我们使用普通的read，write函数读写lcd时，发现lcd显示颜色的时候：
1、逐渐显示的过程
2、每条颜色之间存在毛刺的现象
3、显示颜色的时间稍长
这就引出内存映射（mmap）这种方法，内存映射函数接口如下：
//mmap()函数 ---> man 2 mmap
//功能：将文件或设备映射到内存中
#include <sys/mman.h>
void* mmap(void* addr,size_t length,int port,int flag,int fd,off_t offset);
参数说明：
addr:不为NULL ---> 用户选择内存空间的起始地址 0.00001%
为NULL ---> 系统为用户去自动分配某一块空间 99.99999%
length:映射的内存大小(字节数)
port:PROT_EXEC 页面可能会被执行
PROT_READ 可以阅读页面
PROT_WRITE 可以写页面
PROT_NONE 页面可能无法访问
如果需要多个权限，则使用“ | ” 连接在一起
flag：MAP_SHARED: 1、进程共享内存 2、内存数据的变更同步到对应的文件
MAP_PRIVATE: 1、内存私有 2、内存数据的变更不会影响到对应的内存
fd:文件描述符
offset:文件偏移量（从文件的哪个地方开始进行映射）
返回值：成功：指向那片内存空间的区域的地址
失败：NULL
//munmap()函数 ---> man 2 munmap
//功能：将文件或设备取消映射到内存
#include <sys/mman.h>
int munmap(void* addr,size_t length);
参数说明：
addr:需要撤销映射的内存的起始地址 ---> mmap()函数的返回值
length:撤销的长度
返回值：成功：0DD
失败：-1
每次lcd映射完完了之后需要释放掉 ---> 使用munmap()函数
内存映射的实现步骤：
1、打开lcd（open）
2、内存映射（mmap）
3、操作映射空间
4、取消内存映射（munmap）
5、关闭lcd（close）
测试代码如下：
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#inclued <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char** agrv)
{
int fd_lcd;
int* addr = NULL;
int color = 0x00ff00ff;
//1、打开lcd（open）
fd_lcd = open("/dev/fb0",O_RDWR);
if(fd_lcd == -1)
{
perror("open lcd fail");
return 0;
}
//2、内存映射（mmap）
addr = mmap(NULL,800*480*4,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd_lcd,0);
if(addr == NULL)
{
perror("mmap fail");
return -1;
}
//3、操作映射空间
/*开始操作这段映射空间*/
//给指针指向的这段空间赋值(效率要高于读写LCD)
int x=0;//x是横轴
int y=0;//y是纵轴
//一行一行的给指针指向的像素点赋值
for(y=0;y<480;y++)
{
for(x=0;x<800;x++)
//指针偏移是指向的下一个单位
//先指针偏移然后解引用
*(addr+y*800+x) = color; //颜色
}
//4、取消内存映射（munmap）
munmap(addr,800*480*4);
//5、关闭lcd（close）
close(fd_lcd);
return 0;
}
