LCD操作原理与Framebuffer编程接口-RZMPU工业控制教程连载（13）

在Linux系统中通过Framebuffer驱动程序来控制LCD。Frame是帧的意思，buffer是缓冲的意思，这意味着Framebuffer就是一块内存，里面保存着一帧图像。Framebuffer中保存着一帧图像的每一个像素颜色值，假设LCD的分辨率是1024x768，每一个像素的颜色用32位来表示，那么Framebuffer的大小就是：1024x768x32/8=3145728字节。

① 驱动程序设置好LCD控制器：

• 根据LCD的参数设置LCD控制器的时序、信号极性。

• 根据LCD分辨率、BPP分配Framebuffer。

② APP使用ioctl获得LCD分辨率、BPP。

③ APP通过mmap映射Framebuffer，在Framebuffer中写入数据。

图7.1 LCD操作原理示意图

假设需要设置LCD中坐标(x,y)处像素的颜色，首要要找到这个像素对应的内存，然后根据它的BPP值设置颜色。假设fb_base是APP执行mmap后得到的Framebuffer地址，如错误!未找到引用源。所示：

7.2 framebuffer映射地址

可以用以下公式算出(x,y)坐标处像素对应的Framebuffer地址：

图7.3 RGB三种格式

对于32BPP，一般只设置其中的低24位，高8位表示透明度，一般的LCD都不支持。

对于24BPP，硬件上为了方便处理，在Framebuffer中也是用32位来表示，效果跟32BPP是一样的。

对于16BPP，常用的是RGB565；很少的场合会用到RGB555，这可以通过ioctl读取驱动程序中的RGB位偏移来确定使用哪一种格式。

本节程序的目的是：打开LCD设备节点，获取分辨率等参数，映射Framebuffer，最后实现描点函数。会涉及open、ioctl、mmap三个系统调用函数。

在前面已经讲过open函数，不再赘述。

对于ioctl函数，在Ubuntu中执行“man ioctl”，可以看到它的说明：

图7.4 man查看ioctl函数

① fd表示文件描述符。

② request表示与驱动程序交互的命令，用不同的命令控制驱动程序输出我们需要的数据。

③ …表示可变参数arg，根据request命令，设备驱动程序返回输出的数据。

④ 返回值：打开成功返回文件描述符，失败将返回-1。

ioctl的作用非常强大灵活。不同的驱动程序内部会实现不同的ioctl，APP可以使用各种ioctl跟驱动程序交互：可以传数据给驱动程序，也可以从驱动程序中读出数据。

对于mmap函数，在Ubuntu中执行“man mmap”，可以看到它的说明：

图7.5 man查看mmap函数

① addr表示指定映射的內存起始地址，通常设为NULL表示让系统自动选定地址，并在成功映射后返回该地址。

② length表示将文件中多大的内容映射到内存中。

③ prot表示映射区域的保护方式，可以为以下4种方式的组合：

④ Flags表示影响映射区域的不同特性，常用的有以下两种：

⑤ 返回值：若成功映射，将返回指向映射的区域的指针，失败将返回-1。