昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告
（ 2011 —2012 学年 第 2 学期 ）
课程名称：嵌入式应用及基础 开课实验室：443 2014 年 5 月 27 日 年级、专业、班 物联网111 学号 201110410130 姓名 杨国锋 成绩 实验项目名称 教师评语 实验四 液晶显示实验 A.了解□ A.强 □ A.达到□ A.规范□ A.详细□ B.基本了解□ B.中等 □ B.基本达到□ B.基本规范□ B.一般 □ 指导教师 欧阳鑫 该同学是否了解实验原理： 该同学的实验能力： 该同学的实验是否达到要求： 实验报告是否规范： 实验过程是否详细记录： C.不了解□ C.差 □ C.未达到□ C.不规范□ C.没有 □ 教师签名： 年 月 日 一、实验目的： 初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法。
掌握S3C44B0X处理器的LCD控制器的使用。
通过实验掌握液晶显示文本和图形的方法以及程序设计。 二、实验原理：
1. 液晶显示屏（LCD，Liquid Crystal Display）
主要用于显示文本及图形信息。它具有重量轻、体积小、耗电量低、无辐射、平面直角 显示以及影像稳定不闪烁等特点，因此在许多电子应用系统中，常使用液晶屏作为人机界面， 而且已广泛应用于各类显示器件上。 主要类型及性能参数
液晶显示按显示原理分为STN和TFT两种：
(1) STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列 )液晶显示屏
STN液晶显示器与液晶材料、光线的干涉现象有关，显示的色调以淡绿色与橘色为主。 STN液晶显示器中，使用X、Y轴交叉的单纯电极驱动方式，水平方向驱动电压控制显示 部分的亮或暗，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子的显示。 (2) TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）彩色液晶屏
随着液晶显示技术的不断发展和进步， TFT液晶显示屏被广泛用于制作成电脑中的液 晶显示设备。 TFT液晶显示屏既可在笔记本电脑上应用（现在大多数笔记本电脑都使用TFT 显示屏），也常用于主流台式显示器。 (3) 液晶显示屏主参数
使用液晶显示屏时主要考虑的参数有外形尺寸、分辨率、点宽、色彩模式等。 2. S3C44B0X LCD控制器
S3C44B0X处理器集成了LCD控制器，支持4位单扫描、4位双扫描和8位单扫描工
作方式。处理器使用内部RAM区作为显示缓存，并支持屏幕水平和垂直滚动显示。数据的 传送采用DMA方式，以达到最小的延迟。支持多种类型的液晶屏，如下： 单色液晶
4级或16级灰度屏
256色彩色液晶（STN液晶）
LCD控制器主要提供液晶屏显示数据的传送、时钟和各种信号的产生与控制功能。 S3C44B0X处理器的LCD控制器主要部分框图如下图所示：
1) LCD控制器接口S3C44B0X LCD控制器接口如下表所列：
2) S3C44B0X支持的扫描模式
a) 4位单扫描显示控制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD[3：0]获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色。
b) 4位双扫描显示控制器分别使用两个扫描线进行数据显示。显示数据从VD[3：0]获得高扫描数据；从VD[7：4]获得低扫描数据；彩色液晶屏数据位代
表RGB色 。
c) 8位单扫描显示控制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD[7：0]获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色 。
3) 数据的存放与显示液晶控制器传送的数据表示了一个像素的属性：4级灰度屏用2个数据位，16级灰度屏用4个数据位，RGB彩色液晶屏使用8个数据位（R[7:5]、G[4:2]、B[1:0]）。显示缓存中存放的数据必须符合硬件及软件设置，即要注意字节对准方式。4) LCD控制器寄存器S3C44B0X LCD处理器所包含的可编程控制寄存器共有18个，如下表所列：
5) LCD控制器主要参数设定正确使用S3C44B0X LCD控制器，必须设置控制器所有18 个寄存器。控制器信号VFRME、VCLK、VLINE和VM要求配置控制寄存器LCDCON1/2；液晶显示屏的显示与控制以及数据的存取控制，则要求配置其他相关寄存器。详细配置情况可参考教材及其他参考资料。
6) 灰度屏的支持与设置S3C44B0X中的LCD控制器支持两种灰度模块：2位象素（４级灰度）、４位象素（１６级灰度）。对于4级灰度屏（2位象素），LCD控制器通过设置BLUELUT[15:0]指定使用的灰度级，并且从0 ~ 4级使用BLUELUT 的4个数据位。16级灰度屏使用BLUELUT的每一位来表示灰度级别。
7) 液晶(LCD)电路设计设计液晶显示屏控制电路时必须提供电源驱动、偏压驱动及LCD显示控制器。由于S3C44B0X处理器自带LCD控制器，而且可以驱动实验板所选用的液晶屏，所以控制电路的设计可以省去显示控制电路，只需进行电源驱动和偏压驱动的电路设计即可。其结构如图3-6所示。
电源驱动与偏压驱动参考电路实验板所选用的液晶屏的驱动电源是21.5V，因此，直接使用实验系统的3V或5V电源时需要电压生压控制。实验系统采用MAX629电压管理模块，以提供液晶屏的驱动电压。偏压电源可由系统升压后的电源分压得到。S3CEV40的电源驱动与偏压驱动参考电 路如图3-7所示。
三、实验内容
1. LCD液晶屏：320*240像素，16级灰度，单扫描模式，首地址为0xC300000，偏移点数2048（512个字节） VLINE=垂直尺寸-1=240-1=0xEF PAGEWIDTH=320*4/16 OFFSIZE=512
LCDBANK=0xC300000>>22 LCDBASEU=0x100000>>1
LCDBASEL= LCDBASEU+（PAGEWIDTH+OFFSIZE）*（LINEVAL+1） 如是双扫描则LINEVAL和LCDBASEL变化。
三、 实验代码
1）寄存器初始化 void Lcd_Init (void)
{
rDITHMODE=0x12210; rDP1_2 =0xa5a5; rDP4_7 =0xba5da65; rDP3_5 =0xa5a5f; rDP2_3 =0xd6b; rDP5_7 =0xeb7b5ed; rDP3_4 =0x7dbe; rDP4_5 =0x7ebdf; rDP6_7 =0x7fdfbfe;
1.抖动模式寄存器（DP1_2、DP4_7、DP3_5、DP2_3、DP5_7、DP3_4、DP4_5、DP6_7和DITHMODE,前8个使用初始值，最后使用定值）
rLCDCON1=(0x0)|(2<<5)|(MVAL_USED<<7)|(0x3<<8)|(0x3<<10)|(CLKVAL_COLOR<<12);
2.LCD控制寄存器1：首先定义八位单扫描显示模式；频率由MVAL决定；WDLY=16CLOCK;WLH=16CLOCK.
rLCDCON2=(LINEVAL)|(HOZVAL_COLOR<<10)|(10<<21); 3.LCD控制器2：设置320*240；扫描空闲时间为10MCLK rLCDCON3=0; 4.禁止LCD自动刷新
rLCDSADDR1= (0x3<<27) | ( ((unsigned int)aLcdActiveBuffer>>22)<<21 ) | M5D((unsigned int)aLcdActiveBuffer>>1);
rLCDSADDR2=M5D((((unsignedint)aLcdActiveBuffer+(SCR_XSIZE*LCD_YSIZE))>>1)) | (MVAL<<21);
rLCDSADDR3= (LCD_XSIZE/2) | ( ((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/2)<<9 ); 5.帧缓冲起始地址寄存器1/2/3
rREDLUT =0xfdb920; rGREENLUT=0xfdb920; rBLUELUT =0xfb40;
6.颜色查找表寄存器：前两个高16位后为1，低十六位后为0；蓝的高8位后为两个1，低8位后为两个0
rLCDCON1=(0x1)|(2<<5)|(MVAL_USED<<7)|(0x3<<8)|(0x3<<10)|(CLKVAL_COLOR<<12);
7.重置为8为单扫描 rPDATE=0xfe; 8.打开背光灯 Lcd_Clr(); }
2）清屏函数
void Lcd_Clr(void) {
INT32U i;
INT32U *pDisp = (INT32U*)aLcdActiveBuffer;
for (i = 0; i < (SCR_XSIZE * SCR_YSIZE / 4); i++) { *pDisp++ = ALLWHITE; } }
3）画水平和垂直线函数
void Lcd_Draw_HLine(INT16 usX0, INT16 usX1, INT16 usY0, INT8U ucColor, INT16U usWidth) {
INT16 usLen;
if( usX1 < usX0 ) {
GUISWAP (usX1, usX0); }
while( (usWidth--) > 0 ) {
usLen = usX1 - usX0 + 1; while( (usLen--) > 0 ) {
LCD_PutPixel(usX0 + usLen, usY0, ucColor); }
usY0++; } }
void Lcd_Draw_VLine (INT16 usY0, INT16 usY1, INT16 usX0, INT8U ucColor, INT16U usWidth) {
INT16 usLen;
if( usY1 < usY0 ) {
GUISWAP (usY1, usY0); }
while( (usWidth--) > 0 ) {
usLen = usY1 - usY0 + 1; while( (usLen--) > 0 ) {
LCD_PutPixel(usX0, usY0 + usLen, ucColor);
}
usX0++; } }
注：由此，可以画矩形框，只要定好四个顶点，随后画出两对水平和垂直线就可以了：
void Lcd_Draw_Box(INT16 usLeft, INT16 usTop, INT16 usRight, INT16 usBottom, INT8U ucColor) {
Lcd_Draw_HLine(usLeft, usRight, usTop, ucColor, 1); Lcd_Draw_HLine(usLeft, usRight, usBottom, ucColor, 1); Lcd_Draw_VLine(usTop, usBottom, usLeft, ucColor, 1); Lcd_Draw_VLine(usTop, usBottom, usRight, ucColor, 1); }
1） 汉字字符串
void Lcd_DspHz16(INT16U x0, INT16U y0, INT8U ForeColor, INT8U *s) {
INT16 i,j,k,x,y,xx; INT8U qm,wm; INT32U ulOffset;
INT8 hzbuf[32],temp[2];
for( i = 0; i < strlen((const char*)s); i++ ) { if( ((INT8U)(*(s+i))) < 161 ) { temp[0] = *(s+i); temp[1] = '\\0'; break; } else { qm = *(s+i) - 161; wm = *(s + i + 1) - 161; ulOffset = (INT32U)(qm * 94 + wm) * 32; for( j = 0; j < 32; j ++ ) {
hzbuf[j] = g_auc_HZK16[ulOffset + j]; }
for( y = 0; y < 16; y++ ) {
for( x = 0; x < 16; x++ ) {
k = x % 8;
if( hzbuf[y * 2 + x / 8] & (0x80 >> k) ) { xx = x0 + x + i * 8; LCD_PutPixel( xx, y + y0, (INT8U)ForeColor); } } } i++; } } }
2） 字符串
void Lcd_DspAscII8x16(INT16U x0, INT16U y0, INT8U ForeColor, INT8U * s) {
INT16 i,j,k,x,y,xx; INT8U qm;
INT32U ulOffset;
INT8 ywbuf[16],temp[2];
for( i = 0; i < strlen((const char*)s); i++ ) { if( (INT8U)*(s+i) >= 161 ) { temp[0] = *(s + i); temp[1] = '\\0'; return; } else { qm = *(s+i); ulOffset = (INT32U)(qm) * 16; //Here to be changed tomorrow for( j = 0; j < 16; j ++ ) { ywbuf[j] = g_auc_Ascii8x16[ulOffset + j]; }
for( y = 0; y < 16; y++ ) {
for( x = 0; x < 8; x++ ) {
k = x % 8; if( ywbuf[y] & (0x80 >> k) ) { xx = x0 + x + i*8;
LCD_PutPixel(xx, y + y0, (INT8U)ForeColor); } } } } } }
3） 本实验结果：
首先对18个寄存器进行初始化，在串口到超级终端可输出LCD测试选项，接着在LCD上显示蓝色的“Embest S3CEV40”和“英蓓特三星实验平台”和“ShenZhen Embest Info&Tech Co.,LTD”以及四个矩形。