代码收藏家 深入学习梁山派RGB接口屏幕的使用方法和原理
梁山派RGB接口屏幕学习
0. 目标和结论
0.1 学习RGB屏幕接口
- RGB接口的硬件连接
- RGB的软件控制
- SDRAM的使用
0.2 使用梁山派的RGB接口点亮之前买的屏幕TFT1P7148
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TFT1P7148屏幕使用的JLC大佬的转接板：https://oshwhub.com/qq_qq/rgb_tft
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TFT1P7148屏幕可以使用两种接口点亮，9bit的SPI接口和RGB接口，实际RGB接口也需要使用SPI先配置好才能使用
0.3 信息总结
- TFT1P7148屏幕的转接板的RGB数据引脚线序错乱，需要重新调整
- 40pin标准的RGB屏幕背光使用串联方式连接，5寸屏幕大概需要20V的电压才能点亮
- RGB接口的硬件连接可以通过灰度彩条显示来测试
- RGB接口的PCLK频率过高超过屏幕驱动芯片设定值可能会出现像素偏移
- 我手上的屏幕貌似都存在一定问题：白色竖条、灰度显示亮条纹、屏幕边沿亮条纹，也有可能是没调好
- TFT1P7148屏幕显示效果挺好的
- TFT1P7148屏幕的驱动IC(RM68041/2)使用RGB接口控制之前，需要先使用SPI口进行初始化和显示接口模式切换
0.4 遗留问题
- TFT1P7148屏幕使用RGB接口驱动，还存在一个两排像素点的白色竖条，应该是可以通过SPI配置解决的，需要仔细研究规格书，暂时没找到解决方案
- TFT1P7148屏幕转接板的RGB三个通道的线序有点问题，需要调整，判断标准为灰度显示是否正常
1. RGB接口学习
1.1 资料收集
- RGB屏幕接口介绍：https://blog.csdn.net/Oushuwen/article/details/110542307
1.2 Parallel RGB接口定义
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RGB信号线：
RGB 信号线各有8 根，分别用于表示液晶屏一个像素点的红、绿、蓝颜色分量
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同步时钟信号CLK：
液晶屏与外部使用同步通讯方式，以CLK 信号作为同步时钟，在同步时钟的驱动下，每个时钟传输一个像素点数据
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水平同步信号HSYNC：表示屏幕上一行像素数据的传输结束
水平同步信号HSYNC(Horizontal Sync)用于表示液晶屏一行像素数据的传输结束，每传输完成液晶屏的一行像素数据时，HSYNC 会发生电平跳变，如分辨率为800×480 的显示屏(800 列，480 行)，传输一帧的图像HSYNC 的电平会跳变480 次
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垂直同步信号VSYNC: 表示屏幕上一帧数据的传输结束
垂直同步信号VSYNC(Vertical Sync)用于表示液晶屏一帧像素数据的传输结束，每传输完成一帧像素数据时，VSYNC 会发生电平跳变。其中“帧”是图像的单位，一幅图像称为一帧，在液晶屏中，一帧指一个完整屏液晶像素点。人们常常用“帧/秒”来表示液晶屏的刷新特性，即液晶屏每秒可以显示多少帧图像，如液晶屏以60 帧/秒的 速率运行时，VSYNC 每秒钟电平会跳变60 次
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数据使能信号DE
用于表示数据的有效性，当DE信号线为高电平时，RGB信号线表示的数据有效
2. 梁山派的RGB接口
2.1 梁山派有一款RGB屏幕拓展板
- 拓展版链接：https://oshwhub.com/li-chuang-kai-fa-ban/rgb_mcu_480x800
- 拓展版资料下载：https://lckfb.com/docs/lspi_rgb_mcu_lcd_ex/#/%E5%B1%8F%E5%B9%95%E6%89%A9%E5%B1%95%E6%9D%BF%E8%B5%84%E6%96%99%E4%B8%8B%E8%BD%BD
2.2 梁山派RGB接口电路连接
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梁山派核心板工程使用LCEDA专业版绘制：https://oshwhub.com/li-chuang-kai-fa-ban/liang-shan
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专用的屏幕接口有两种，RGB接口和8080并口
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RGB接口使用16bit的模式，格式为RGB565
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梁山派的RGB接口排线上，除了标准的RGB565接口外，还加入了一个SPI接口和一个触摸屏用的接口（目前没用到，没有触摸屏）
3. 直接点亮屏幕
3.1 点亮通用的40pin排线的RGB屏幕
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接使用排线连接TFT1P7148屏幕（使用上接FPC座，实测下接的方向反了），发现只能点亮背光，同时背光可控，说明排线连接顺序正常
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发现TFT1P7148屏幕转接板上还有40pin标准的RGB屏幕接口，屏幕接口连线为直通
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40pin标准的RGB屏幕背光使用串联方式连接，大概需要20V的电压才能点亮，直接使用可调电源限流10mA~50mA供电点亮背光
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背光需要将背光的排线单独拆下飞线用20V供电，否则可能会反向高电压供电烧掉核心板的电路
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将fpc连接到TFT1P7148屏幕转接板，RGB屏幕成功点亮
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实际电路连接，图片为后续补拍
3.2 点亮TFT1P7148屏幕
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寻找线索找到这款屏幕的驱动IC需要SPI配置成为RGB接口后才能使用，大佬给的SPI驱动代码中有切换RGB接口的配置
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刚好看到梁山派配套的屏幕拓展板一样需要配置，且TFT1P7148屏幕转接板上预留有引出SPI接口的测试点
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屏幕驱动IC(RM68041/2)规格书也有配置设定
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飞线连接SPI接口
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替换屏幕初始化代码
//************* Start Initial Sequence **********// // RM68042+ AUO3.2 320*480 LCD_WR_REG(0X11); delay(20); LCD_WR_REG(0XD0);//VCI1 VCL VGH VGL DDVDH VREG1OUT power amplitude setting LCD_WR_DATA(0X07); LCD_WR_DATA(0X42); LCD_WR_DATA(0X1D); LCD_WR_REG(0XD1);//VCOMH VCOM_AC amplitude setting LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X1a); LCD_WR_DATA(0X09); LCD_WR_REG(0XD2);//Operational Amplifier Circuit Constant Current Adjust , charge pump frequency setting LCD_WR_DATA(0X01); LCD_WR_DATA(0X22); LCD_WR_REG(0XC0);//REV SM GS LCD_WR_DATA(0X10); LCD_WR_DATA(0X3B); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X02); LCD_WR_DATA(0X11); LCD_WR_REG(0XC5);// Frame rate setting = 72HZ when setting 0x03 LCD_WR_DATA(0X08); LCD_WR_REG(0XC8);//Gamma setting LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X25); LCD_WR_DATA(0X21); LCD_WR_DATA(0X05); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X0a); LCD_WR_DATA(0X65); LCD_WR_DATA(0X25); LCD_WR_DATA(0X77); LCD_WR_DATA(0X50); LCD_WR_DATA(0X0f); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_REG(0XF8); LCD_WR_DATA(0X01); LCD_WR_REG(0XFE); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X02); LCD_WR_REG(0X20);//Exit invert mode LCD_WR_REG(0X36);//Set_address_mode.XY,rgb.bgroáêú?á LCD_WR_DATA(0X28);// 28 LCD_WR_REG(0X3A); LCD_WR_DATA(0X55);//rgb565.16bit LCD_WR_REG(0xB4); //RGB LCD_WR_DATA(0x11); LCD_WR_REG(0X2B); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X01); LCD_WR_DATA(0X3F); LCD_WR_REG(0X2A); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X00); LCD_WR_DATA(0X01); LCD_WR_DATA(0XDF); LCD_WR_REG(0X29); delay(200); -
成功点亮TFT1P7148屏幕，但是屏幕显示的文字貌似存在错位的问题
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反复对比查找问题，发现RM68041/2驱动IC使用RGB接口时，合适的驱动频率为11MHz，示波器实测屏幕上PCLK上的信号为24MHz
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修改代码，直接强制将RGB接口时钟设置为4分频，屏幕上文字显示错位消失
switch (tli_clk.v) { case 2: rcu_tli_clock_div_config(RCU_PLLSAIR_DIV2); break; case 4: rcu_tli_clock_div_config(RCU_PLLSAIR_DIV4); break; case 8: rcu_tli_clock_div_config(RCU_PLLSAIR_DIV8); break; case 16: rcu_tli_clock_div_config(RCU_PLLSAIR_DIV16); break; default: rcu_tli_clock_div_config(RCU_PLLSAIR_DIV4); break; } } else { /* configure the PLLSAI clock to generate lcd clock */ if (ERROR == rcu_pllsai_config(192, 2, 3)) { while (1) ; } rcu_tli_clock_div_config(RCU_PLLSAIR_DIV2); } rcu_tli_clock_div_config(RCU_PLLSAIR_DIV4); -
屏幕上文字显示错位问题消失，但屏幕旁边还存在一个白色的竖条，大概占据2排竖直像素点
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反复尝试修改配置代码，白色的竖条均无法去掉，问题暂留，看后续能否解决
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尝试修改分辨率，发现只要横向分辨率不为480，均会显示异常，而40pin标准的RGB屏幕，分辨率改小只会导致超出设定分辨率的部分显示重影，但是设定分辨的区间内显示正常
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尝试修改初始化寄存器，可以将白色竖条切换到左边，但是依然不会消失
LCD_WR_REG(0X36);//Set_address_mode.XY,rgb.bgroáêú?á LCD_WR_DATA(0X38);// 28 //0x38和0x28可以将白条切换到左边和右边 //‘0’ = LCD Refresh Top to Bottom //‘1’ = LCD Refresh Bottom to Top
4. 尝试显示图片
4.1 调整好程序
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尝试抄一个图片显示的写入函数，就是简单粗暴的向SDRAM中写入数据
void LCD_ShowPicture(uint8_t layer, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height, uint16_t *data) { uint16_t i = 0; uint16_t j = 0; uint16_t *lcd_framebuf; for(i = 0; i < height; i++) { if((y+i) >= ACTIVE_HEIGHT) break; lcd_framebuf = ltdc_framebuf[layer] + ( ((y+i) * ACTIVE_WIDTH + x) ) ; for(j = 0; j < width; j++) { if((x+j) >= ACTIVE_WIDTH) break; *(lcd_framebuf + j) = *(data + i*width + j); } } } -
直接使用Img2Lcd转换图片成为数组
const unsigned char gImage_cat[64800] = { /* 0X00,0X10,0XB4,0X00,0XB4,0X00,0X01,0X1B, */ 0XE6,0X49,0XC5,0X49,0XC5,0X49,0XC5,0X49,0XC5,0X49,0XC5,0X49,0X84,0X41,0X64,0X39, 0X44,0X39,0X64,0X39,0X64,0X41,0X64,0X39,0X64,0X41,0X23,0X31,0X64,0X39,0X44,0X39, 0X44,0X39,0X64,0X39,0X64,0X39,0X64,0X39,0X64,0X39,0X85,0X41,0X64,0X39,0X44,0X31, ... -
同时需要学习以下指针加一的操作：https://blog.csdn.net/speargod/article/details/90144041
- 指针加一，结果是对该指针增加1个存储单位
- 所以uint16_t *的指针，直接加一就是后一个元素了，不用手动计算字节数
4.2 显示到屏幕上
- 40pin标准的RGB屏幕显示相对正常，但是有不正常的亮点，TFT1P7148屏幕显示图形正常，颜色完全异常
4.3 找到显示异常的原因
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写了一个灰度显示的彩条程序用于测试
#define C_COLOR_REPEAT 14 void LCD_draw_colorgradation(uint8_t layer, uint16_t x, uint16_t y) { //color level uint16_t color_level = 0; uint16_t cnt_color = 0; uint8_t cnt_repeat = 0; for(color_level = 0; color_level <= 0x1F; color_level ++) { for(cnt_repeat = 0; cnt_repeat <C_COLOR_REPEAT;cnt_repeat++) { for(cnt_color = 0; cnt_color < 50 ; cnt_color++) { *(ltdc_framebuf[layer] + (color_level*C_COLOR_REPEAT +cnt_repeat +x) + (cnt_color+y)*ACTIVE_WIDTH ) = (uint16_t)color_level<<11;//0x7000;// *(ltdc_framebuf[layer] + (color_level*C_COLOR_REPEAT +cnt_repeat+x) + (50+cnt_color+y)*ACTIVE_WIDTH ) = (color_level)<<6; *(ltdc_framebuf[layer] + (color_level*C_COLOR_REPEAT +cnt_repeat+x) + (100+cnt_color+y)*ACTIVE_WIDTH ) = (color_level)<<0; *(ltdc_framebuf[layer] + (color_level*C_COLOR_REPEAT +cnt_repeat+x) + (150+cnt_color+y)*ACTIVE_WIDTH ) = ((color_level)<<11)+((color_level)<<0); *(ltdc_framebuf[layer] + (color_level*C_COLOR_REPEAT +cnt_repeat+x) + (200+cnt_color+y)*ACTIVE_WIDTH ) = ((color_level)<<11)+((color_level)<<6); *(ltdc_framebuf[layer] + (color_level*C_COLOR_REPEAT +cnt_repeat+x) + (250+cnt_color+y)*ACTIVE_WIDTH ) = ((color_level)<<0)+((color_level)<<6) +((color_level)<<11); } } } } -
40pin标准的RGB屏幕灰度显示出现亮条纹，还只占横向显示的一个像素点，而软件上最少会有5个以上的像素的竖条，应该是屏幕问题
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TFT1P7148屏幕灰度显示完全不按顺序排列，换一个40pin标准的RGB屏幕灰度显示正常，但是边沿也有条纹
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灰度显示测试结论
- TFT1P7148屏幕的RGB颜色通道的线序应该是乱的
- 灰度显示有亮条纹的40pin标准的RGB屏幕应该本身存在时序问题
- 可以通过灰度测试来检测RGB接口线序是否正常
