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前言
最近看了 电子量产工具 这个项目,本专栏是对该项目的一个总结。
一、显示系统分析
可以看到上面的框图,我们可以分为三大部分:
- 从最下面的 第 1 层开始。这是整个项目的最底层,主要负责处理数据和逻辑,与板子直接进行交互。
- 中间的是第 2 层 管理层。负责处理应用的中间件功能,它位于底层程序和用户界面之间,主要向上层程序提供所需的底层代码。
- 最上面的就是综合应用,用来实现用户所需的功能。
项目主要包含了 5 个方面,分别是 显示管理器,输入管理器,字体管理器,页面管理器,图片格式管理器。首先实现显示系统功能。
可以看到 显示管理器 下面有两种显示输出的方式:Framebuffer 和 web输出。这里只着重讲解 Framebuffer 的显示实现。
在编写显示系统之前需要对 Framebuffer 有一定的了解,如何不了解的可以参考我之前的文章:Linux 应用基础 Framebuffer应用编程
二、封装显示结构体
对于显示方式有两种,可以将功能封装在结构体中,提高代码的扩展性和灵活性。
- DispOpr 显示设备结构体
typedef struct DispOpr {
char *name;
int (*DeviceInit)(void); //显示设备初始化
int (*DeviceExit)(void);
int (*GetBuffer)(PDispBuff ptDispBuff); //获取LCD的framebuffer
int (*FlushRegion)(PRegion ptRegion, PDispBuff ptDispBuff); //将数据刷新到LCD
struct DispOpr *ptNext; //指针,用于连接链表
}DispOpr, *PDispOpr;
- DispBuff 是一个结构体,用于封装LCD的相关信息,例如分辨率,像素等。buff: 用来后面 存放起始地址。
typedef struct DispBuff {
int iXres; //x方向的分辨率
int iYres; //y方向的分辨率
int iBpp; //bits_per_pixel,每个像素占多少位
char *buff;
}DispBuff, *PDispBuff;
- Region 也是一个结构体,用来表示一个区域的左上角坐标,宽度以及高度。
typedef struct Region {
int iLeftUpX;
int iLeftUpY;
int iWidth;
int iHeigh;
}Region, *PRegion;
三、底层 Framebuffer
- 在 framebuffer 里实现 DispOpr 结构体。 这里要设置 name, 因为用于显示的设备不止 framebuffer ,还有 web 输入。中间管理层,会根据这里所设置的 name 来 按照需求 选择不同的显示设备。
- 在 FbDeviceInit 中完成 framebuffer 的初始化。
- FbGetBuffer负责向上层 管理器返回初始化后的 LCD 的framebuffer 。将 var 中数值取出 放入函数参数的结构体里,传递给上层。
注意: FbFlushRegion 可以将绘制好buff 刷新到 LCD 上。但是,在 FbDeviceInit 函数中,我们已经返回LCD的framebuffer, 以后上层APP可以直接操作LCD, 可以不用 FbFlushRegion。
四、显示管理层
管理层 起着承上启下的作用。
首先,管理层 管理着不同的显示设备,我们可以将不同设备放入链表,然后根据 name
来选择。
- 先将设备注册进入链表。 g_DispDevs 是头指针,在 RegisterDisplay 函数中,采用头添加的方法将设备加入链表。
- 然后根据 要设备名来找到相应的显示设备。找到设备后对其初始化。底层的代码已经实现了相应功能,只需要调用即可。
int SelectDefaultDisplay(char *name)
{
PDispOpr pTmp = g_DispDevs; //临时指针指向头指针
while (pTmp)
{
if (strcmp(name, pTmp->name) == 0) //判断名字是否相同
{
g_DispDefault = pTmp; //找到目标设备
return 0;
}
pTmp = pTmp->ptNext; //遍历链表
}
return -1;
}
int InitDefaultDisplay(void)
{
int ret;
ret = g_DispDefault->DeviceInit(); //调用底层 DeviceInit初始化
if (ret)
{
printf("DeviceInit err\n");
return -1;
}
ret = g_DispDefault->GetBuffer(&g_tDispBuff); //调用底层 GetBuffer获取LCD的framebuffer
if (ret)
{
printf("GetBuffer err\n");
return -1;
}
line_width = g_tDispBuff.iXres * g_tDispBuff.iBpp/8;
pixel_width = g_tDispBuff.iBpp/8;
return 0;
}
- 为了方便上层 APP 使用 LCD 的 framebuffer,我们需要将 framebuffer 传递给上层。
五、测试程序
测试层程序用于验证和检查应用的正确性和稳定性,例如 单元测试。
测试在 LCD 上显示一个英文字符。 在 main 函数里调用 管理层的代码,来实现相应功能。
- 刷新LCD 的代码可以忽略不写,因为我们直接 返回 LCD 的 framebuffer , 以后上层APP可以直接操作 LCD , 可以不用 FbFlushRegion 。
- 也可以 malloc 返回一块无关的 buffer , 要使用 FbFlushRegion。
注意 :显示字符前,要实现描点函数。 pen_8 ,pen_16,pen_32 是起笔点,可以相互转化。
/* 描点函数 */
int PutPixel(int x, int y, unsigned int dwColor)
{
unsigned char *pen_8 = (unsigned char *)(g_tDispBuff.buff+y*line_width+x*pixel_width);
unsigned short *pen_16;
unsigned int *pen_32;
unsigned int red, green, blue;
pen_16 = (unsigned short *)pen_8;
pen_32 = (unsigned int *)pen_8;
switch (g_tDispBuff.iBpp)
{
case 8:
{
*pen_8 = dwColor;
break;
}
case 16:
{
/* 565 */
red = (dwColor >> 16) & 0xff;
green = (dwColor >> 8) & 0xff;
blue = (dwColor >> 0) & 0xff;
dwColor = ((red >> 3) << 11) | ((green >> 2) << 5) | (blue >> 3);
*pen_16 = dwColor;
break;
}
case 32:
{
*pen_32 = dwColor;
break;
}
default:
{
printf("can't surport %dbpp\n", g_tDispBuff.iBpp);
return -1;
break;
}
}
return 0;
}
/* 显示字符 */
void lcd_put_ascii(int x, int y, unsigned char c)
{
unsigned char *dots = (unsigned char *)&fontdata_8x16[c*16];
int i, b;
unsigned char byte;
for (i = 0; i < 16; i++)
{
byte = dots[i];
for (b = 7; b >= 0; b--)
{
if (byte & (1<<b))
{
/* show */
PutPixel(x+7-b, y+i, 0xffffff);
}
else
{
/* hide */
PutPixel(x+7-b, y+i, 0);
}
}
}
}
实验效果图:
总结
虽然 这种分层的写法看起来更复杂,但是对于代码的可以移植性会大大提高。