23. COG LCD & OLED LCD 调试记录¶
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屋脊雀工作室编撰 -20190101
愿景：做一套能用的开源嵌入式驱动（非LINUX）
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前面我们调试过彩屏，彩屏显示效果很好，但是价格高。 而且在一些低主频的单片机上带不动，如果换SPI的彩屏，240x320像素太大，刷屏慢。 在很多场合，人机交互界面并不需要那么复杂。简单的交互，只要一块128*64像素的单色屏就足够了。
23.1. LCD种类¶
液晶LCD有很多种类，很早之前，12864就是一种屏幕的通称。这种屏幕是绿色的，很大，非常笨重，通常在工业仪器上使用。 现在常用的液晶除了TFT，就是COG和OLED。
23.1.1. COG lcd¶
很多人可能不知道COG LCD是什么，我觉得跟现在开发板销售有关：大家都出大屏，玩酷炫界面。离实际应用太远。 单片机产品使用的LCD其实更常见的是COG LCD。
所谓的COG LCD：
COG是Chip On Glass的缩写，就是驱动芯片直接绑定在玻璃上，透明的。
实物如下图：
cog
显示效果
COG显示效果
这种LCD通常像素不高，常用的有128X64，128X32。
一般只支持黑白显示，也有灰度屏。
接口通常是SPI，I2C。也有号称支持8位并口的，不过基本不会用。3根IO能解决的问题，没必要用8根吧？
常用的驱动IC：STR7565。
23.1.2. OLED lcd¶
买过开发板的应该基本用过。新技术，大家都感觉高档，手环智能手表等时尚产品多是用OLED。OLED目前屏幕较小，大一点的都很贵。
在控制上跟COG LCD类似，区别是两者的显示方式不一样。从程序角度看，最大的差别就是：OLED LCD不用控制背光。
实物如下图，
oled
裸屏
裸屏
常见的是SPI和I2C接口。 常见驱动IC：SSD1615。
23.2. 接口¶
23.2.1. 硬件接口¶
COG屏跟OLED屏，内置控制器不同，但是基本上都支持I2C，SPI通信。
这次调试的模块使用SPI通信。
1
上图是COG LCD信号
1脚A0，选择命令或数据通信。 3脚SDA，相当于SPI的 mosi 4脚时钟 5脚片选 6脚复位信号 9脚背光
2
上图是OLED模块接口，跟COG接口是兼容的。
这两个LCD，可以接到我们核心板的外扩SPI接口上，使用SPI3控制器。
外扩接口信号如下图：
外扩接口
LCD的1脚接到外扩接口的1脚即可。
23.2.2. 控制¶
spi接口的LCD控制其实跟TFT LCD的控制逻辑相似。 SPI上的数据也分命令和显示数据，由A0脚的电平决定。 OLED和COG LCD的初始化，通常也是由模组厂提供。
23.3. 驱动设计¶
23.3.1. 硬件接口¶
COG跟OLED，也是LCD，那么功能应该跟TFT lcd是一致的。 驱动提供的接口也应该一致，都是下面的接口：
typedef struct
{
u16 id;
s32 (*init)(void);
s32 (*draw_point)(u16 x, u16 y, u16 color);
s32 (*color_fill)(u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey, u16 color);
s32 (*fill)(u16 sx,u16 ex,u16 sy,u16 ey,u16 *color);
s32 (*onoff)(u8 sta);
s32 (*prepare_display)(u16 sx, u16 ex, u16 sy, u16 ey);
void (*set_dir)(u8 scan_dir);
void (*backlight)(u8 sta);
}_lcd_drv;
如果某种LCD不支持某些接口，执行空操作即可。 例如OLED就没有背光控制。
23.3.2. 层次¶
在调试TFT LCD的时候，在驱动中实现了一些显示函数，例如：
s32 dev_lcd_drawpoint(u16 x, u16 y, u16 color)
void put_string_center(int x, int y, char *s, unsigned colidx)
...
dev_lcd开头的函数，其实应该归类为GUI层（或者LCD panel层），而不是LCD 驱动层。
当时为了方便，暂时放在TFT LCD源码内。现在添加了COG跟OLED驱动，要将LCD中间层的分离出来。
函数层次应该如下：
层次
因此我们将这些函数抽取出来，单独做一个dev_lcd.c的源码。
23.3.3. LCD PANNEL接口跟LCD驱动连通¶
这个框架其实非常简单： 1 在dev_lcd_init函数内选择要初始化的LCD，
/* 初始化OLED LCD */
ret = drv_ssd1615_init();
if(ret == 0)
{
LCD.drv = &OledLcdSSD1615rv;
LCD.dir = W_LCD;
LCD.height = 64;
LCD.width = 128;
}
2 初始化之后将对应LCD的驱动_lcd_drv指针赋值到LCD结构体，LCD结构体如下，第一个结构体成员就是驱动，另外四个是相关参数。
struct _strlcd_obj
{
_lcd_drv *drv;
u8 dir; //横屏还是竖屏控制：0，竖屏；1，横屏。
u8 scandir;//扫描方向
u16 width; //LCD 宽度
u16 height; //LCD 高度
};
3 当应用程序调用函数时，例如put_char，在函数内通过LCD结构体内的drv指针调用对应的LCD驱动函数。
23.3.4. COG/OLED驱动¶
STR7565跟SSD1615非常类似，两个驱动除了初始化外，其他驱动函数共用。
- 硬件接口
我们定义一个LCD接口，叫做bus_seriallcd，主要基于SPI3控制器，还有命令数据选择脚、复位管脚，COG还有背光控制管脚。 这个接口，封装以下接口给LCD驱动使用：
void bus_seriallcd_IO_init(void)
s32 bus_seriallcd_bl(u8 sta)
s32 bus_seriallcd_init()
s32 bus_seriallcd_open()
s32 bus_seriallcd_close()
s32 bus_seriallcd_write_data(u8 *data, u16 len)
s32 bus_seriallcd_write_cmd(u8 cmd)
- 显存
COG 跟 OLED每个点的显示数据只用一个BIT表示。
如上图的说明，str7565芯片内部显存65*132bit，我们的64*128液晶，并没有全部用完。
不同的液晶使用的显存不一样，要根据实际情况做偏移，我们的液晶从（0.0）开始，因此不需要做偏移。
显示一个点用一个位，但是我们操作一次是写一个字节，为了操作方便，我们开辟一片显示缓存，用于记录当前LCD显示内容。
struct _cog_drv_data
{
u8 gram[8][128];
};
修改显示内容时先将数据组织到显存，再通过刷屏函数更新到LCD。 一个像素点占显存的一个BIT，但是SPI一次传输的是1个字节8个BIT。 刷屏函数如下：
/**
*@brief: drv_ST7565_refresh_gram
*@details: 刷新指定区域到屏幕上
坐标是横屏模式坐标
*@param[in] u16 sc
u16 ec
u16 sp
u16 ep
*@param[out] 无
*@retval: static
*/
static s32 drv_ST7565_refresh_gram(u16 sc, u16 ec, u16 sp, u16 ep)
{
struct _cog_drv_data *gram;
u8 i;
//uart_printf("drv_ST7565_refresh:%d,%d,%d,%d\r\n", sc,ec,sp,ep);
gram = (struct _cog_drv_data *)&LcdGram;
bus_seriallcd_open();
for(i=sp/8; i <= ep/8; i++)
{
bus_seriallcd_write_cmd (0xb0+i); //设置页地址（0~7）
bus_seriallcd_write_cmd (((sc>>4)&0x0f)+0x10); //设置显示位置—列高地址
bus_seriallcd_write_cmd (sc&0x0f); //设置显示位置—列低地址
bus_seriallcd_write_data(&(gram->gram[i][sc]), ec-sc+1);
}
bus_seriallcd_close();
return 0;
}
- 测试
现在程序不能支持多个lcd同时工作，需要在初始化函数中选择使用哪个LCD。
#if 1
if(ret != 0)
{
/* 初始化COG 12864 LCD */
ret = drv_ST7565_init();
if(ret == 0)
{
LCD.drv = &CogLcdST7565Drv;
LCD.dir = W_LCD;
LCD.height = 64;
LCD.width = 128;
}
}
#else
if(ret != 0)
{
/* 初始化OLED LCD */
ret = drv_ssd1615_init();
if(ret == 0)
{
LCD.drv = &OledLcdSSD1615rv;
LCD.dir = W_LCD;
LCD.height = 64;
LCD.width = 128;
}
}
#endif
测试程序也和彩屏不一样，
put_string_center (20, 32,
"ADCD WUJIQUE !", BLACK);
Delay(1000);
LCD.drv->color_fill(0,LCD.width,0,LCD.height,WHITE);
Delay(1000);
LCD.drv->color_fill(0,LCD.width,0,LCD.height,BLACK);
Delay(1000);
LCD.drv->color_fill(0,LCD.width,0,LCD.height,WHITE);
Delay(1000);
更多驱动细节请查看代码dev_str7565.c