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[原创] 模仿RA8875/RA8876做个图形LCD控制器,STM32跑emWin接VGA显示器测试OK

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发表于 2016-6-4 23:54:14 |显示全部楼层
本帖最后由 glcd 于 2016-6-11 23:21 编辑

   看到STM32+RA8875+emWin做人机界面这么流行,于是也用FPGA模仿RA8875做了个图形LCD控制器。图形LCD控制器的系统主构架是:FPGA+DDR2+Nand-FlashFPGA里面还跑了个8051,因为要做指令缓冲、FAT32文件系统、Nand-Flash驱动程序,这三样东西没有C语言单靠FPGA基本是没法实现的,其实这也是图形LCD控制器和RA8875/RA8876最大不同的地方,可以说在某些方面是RA8875/RA8876的升级版!还是先上图:
image001.jpg

   LCD控制器的Nand-Flash可以储存字库和图片,支持FAT32文件系统管理,通过N-LINK下载线连接电脑USB,就可以和U盘一模一样使用(使用系统自带驱动,写速度是3.2Mbytes/S,读速度是5.6Mbytes/S)
image003.jpg

这样用的话其实就是一个SLC颗粒的U盘。。。
这个是用图形LCD控制器做好的GVGA显示卡,可以接大尺寸的VGA显示器,目前最大支持24位色1280*800@60Hz分辨率:
image005.jpg

  两个2.54简牛插座一个是SPI接口的,另一个是Intel 8080接口的,VGA插座旁边那个是PS/2键盘和鼠标接口,因为市面上大部分USB鼠标和键盘都兼容PS/2,所以就做成了USB插座;再过去那个42.54排针是触摸屏插座,可以接15寸以上的4线电阻触摸屏都没问题,因为触摸屏程序是经过优化的,误差和跳动非常小!鼠标、键盘、触摸屏的触发事件是通过指令回传给CPU,鼠标的光标是由图形LCD控制器内部产生的。
  对于具备2D图形加速和指令缓冲功能的LCD控制器来说,其实用SPI接口发送指令显示图形、文字、图片就足够了,没必要用Intel 8080总线,麻烦而且显示速度基本一样。
目前具备的功能和特征:
1) 基于emWin应用,可实现组态、拖放式人机用户界面设计。
2) 硬件2D图形加速协处理器,以硬件DMA的方式显示BMP图片、文字、矩形、圆形、直线、点、区域填充、区域拷贝、显存拷贝等等
3) Nand-Flash作为字库和图片的储存器(结合N-LINK下载线U盘一模一样使用)
4) 双显存自动管理设计,避免屏幕更新时出现”拉窗帘”现象。
5) 24位色(RGB888)显示,带VGA时序输出。
6) 基于FAT/FAT32文件系统管理字库和图片,支持多级文件夹(子目录)
7) 可自行制作BIN字库,支持多种字库工具生成的字库。
8) 字库显示编码格式支持ASCIIGB2312GBKBIG5UNICODE(等宽/非等宽),并且支持文字剪切显示。
9) 支持16bbp(RGB565)/24bbp(RGB888)BMP格式位图,可实现图片裁剪、透明显示。
10) 支持SPI(串行) 或者Intel 8080(并行)通信接口。
11) 支持4线电阻触摸屏、PS/2鼠标、PS/2键盘、4×6矩阵键盘、RTC时钟显示、背光亮度调节、文本光标、蜂鸣器。
  注意了,以下功能是没有2D图形加速的:文字放大/缩小、文字旋转、图片放大/缩小、图片旋转、图片半透明显示、图层半透明叠加、图层淡入淡出;因为若要实现这些功能, FPGA成本可能要翻倍!
  因为图形LCD控制器具备图形2D加速功能,而且可储存并显示BIN字库和BMP图片,因此拿它做emWin的显示屏再合适不过了,因为emWin底层驱动已经预留了图形LCD控制器的接口,只要把LCD驱动移植好,显示速度是飞快的,而且不需要担心没有ROM储存字库和图片,还可以用emWinSkinning方式实现位图皮肤,做位图皮肤时可以整幅图片贴图,而不再需要对整幅图片进行切片分解,界面贴图非常方便、快捷!测试的硬件连接图:
image007.jpg

以下是800×600分辨率下点亮12寸VGA显示器的效果:
image009.jpg

看的出是emWin做的界面吗?

image011.jpg


image013.png


image015.png

图形LCD控制器还有一个比RA8875/RA8876好的地方就是能实现文字剪切显示:
image017.jpg

  不要以为文字剪切显示是个简单的事情,用FPGA逻辑来实现并不那么简单,也许瑞佑觉得这个功能不重要所以没在RA8875/RA8876上实现,但在emWin应用中如果没有文字剪切显示的话就没法做移动窗口了!
做个列表对RA8876SSD1963图形LCD控制器做个比较:
  
  
RA8876
图形LCD控制器
SSD1963
MCU接口
8080/6800/I2C/SPI
8080/SPI
8080/6800
最大分辨率
多显存
  1366×768@16.77M
双显存
  1280×800@16.77M
单显存
  864×480@16.77M
显存区
多显存区,用户随意切换和操作各个显存区;可实现混合透明、画中画等
双显存区,操作区和显示区自动切换管理
单显存区
BTE区块传输引擎
显存/区域拷贝、光栅操作、混合透明、淡入淡出、画中画等
显存/区域拷贝
不支持
外部ROM
SPI-Flash
Nand-Flash
不支持
外部ROM访问接口
不支持
USB(U盘模式)
  FAT32文件系统管理
不支持
字库
SPI字库芯片
  ASCII/GB2312/BIG5/
  Unicode
  文字90度旋转显示
  通过寄存器控制显示(DMA)
自己制作BIN字库
  U盘模式写入Nand-Flash
  ASCII/GB2312/BIG5/
  Unicode(等宽/非等宽)
  文字剪切显示
  通过指令控制显示(DMA)
不支持
图片
BMP位图
  单色/TFT相同颜色
  预存外部SPI-Flash
  通过寄存器控制显示(DMA)
BMP位图
  16/24位色
  U盘模式写入Nand-Flash
  通过指令控制显示(DMA)
不支持
2D图形加速协处理器
画点、线、曲线、椭圆、三角形、矩形、圆角矩形、区域填充
  通过寄存器管理
画点、线、椭圆、矩形、区域填充
  通过指令管理
不支持
指令缓存
不支持
支持
不支持
PS/2设备
不支持
PS/2鼠标、PS/2键盘
不支持
矩阵键盘
5×5矩阵键盘
4×6矩阵键盘
不支持
触摸屏
4线电阻
4线电阻(外接控制器IC)
不支持
光标
4个图形光标
1个文本光标,1个图形光标
不支持
PWM
2
1
不支持
RTC实时时钟
不支持
支持(外接RTC时钟IC)
不支持
待机模式
支持
不支持
不支持

最后奉献上emWin通过Skinning方式实现位图皮肤的源代码
GLCD-EMWIN模拟器效果演示.rar (497.4 KB, 下载次数: 7)
demo_emwin_skinPRJ_V530noOS_CodeBlocks_v116.rar (4.13 MB, 下载次数: 13)


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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2016-6-5 09:24:21 |显示全部楼层
    学习了!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2016-6-5 14:46:32 |显示全部楼层
    不错支持一下。
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    发表于 2016-6-6 01:26:51 |显示全部楼层
    本帖最后由 glcd 于 2016-6-11 22:54 编辑
    mcp2013 发表于 2016-6-5 14:46
    不错支持一下。

    多谢支持!
    GLCD主要是为了让emWin可以像串口屏、组态屏一样方便使用字库和图片而设计的。emWin容易上手,组态、拖放式开发,控件、窗体、页面、消息管理很方便,既能做简单界面应用也能胜任更复杂的情况...
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2016-6-13 11:28:51 |显示全部楼层
    不错的GLCD,STM32+FPGA
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    发表于 2016-6-13 12:48:24 |显示全部楼层
    JackieLaura 发表于 2016-6-13 11:28
    不错的GLCD,STM32+FPGA

    哈哈,多谢支持!其实就是做了个SPI串口屏,只是这个串口屏的SPI接口通信更高速,以至可以用到emWin上。emWin做界面的优势太明显了,不用白浪费!特别是经过我改造之后,用skinning方式贴皮肤图片,就更强大了!
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    发表于 2016-6-13 12:52:06 |显示全部楼层
    发个emWin界面效果演示:
    GLCD-EMWIN模拟器效果演示.rar (497.4 KB, 下载次数: 0)
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