基于Linux的嵌入式LCD设计

　　1 引言

　　随着嵌入式微处理器的迅速发展和普及, 嵌入式设备的功能越来越强大, 同时人们要求一些嵌入式设备具有友好的人机交互界面。由于LCD 具有轻薄、体积小、低耗电量、无辐射危险、平面直角显示以及影像稳定不闪烁等特点。在这种情况下, 彩色LCD 越来越多地被应用到嵌入式设备中, 如PDA( 个人数字助理)等等。由于嵌入式 Linux 操作系统源代码开放、价格低廉、众多处理器的支持、易于移植等优点而被广泛应用到嵌入式设备中。

　　2 硬件平台

　　嵌入式微处理器采用Samsung 公司的S3C2410X。S3C2410X 采用ARM 公司的ARM920T核、通过0.18umCMOS 标准单元和一个存储器编译器而做成的, 内部带有全性能的 MMU(内存处理单元)、DMA 和LCD 等控制器, 具有高性能、低功耗、接口丰富和体积小等优良特性。

　　LCD 控制器主要功能是用于传输显示数据和产生控制信号, 用户只需通过读写一系列寄存器即可完成配置和显示控制。S3C2410X 内嵌的LCD 控制器支持单色/彩色LCD 显示。指定显示缓冲区是配置 LCD中很重要的一步, 从显示缓冲器中读出要显示的内容, 其大小是由屏幕分辨率和显示的颜色数决定的。

　　在本文中采用的是LRH9J515XA STN/BW 显示模块,在320×240 分辨率下提供16 级灰度显示。

　　3 嵌入式Linux 下的设备驱动程序

　　设备驱动程序的作用就是对于特定的硬件给用户程序提供一种标准化接口, 是操作系统内核与硬件设备的直接接口, 屏蔽了设备工作的细节。用户程序通过此接口可以控制实际的硬件设备。嵌入式 Linux将设备基本分为两类: 字符设备(charter device) 和块设备(block device)。字符设备的读写是以单个字节为单位的顺序读写。对块设备的读写是以这个块为单位的, 一般情况下支持随机访问, 通常使用缓存技术。由于块设备涉及缓存取得调度、管理、同步等问题, 使得其驱动程序比字符驱动程序复杂得多。

　　在嵌入式Linux 下, 设备是与文件密切联系在一起的, 各种设备都以文件的形式存放在/dev 目录下, 人们将这种文件称为设备文件。嵌入式 Linux 操作系统可以像访问普通文件一样访问设备。为了便于对设备进行管理, 操作系统为每个设备都分配了编号即设备号, 设备号分为主设备号与从设备号, 主设备号用来区分不同种类的设备, 例如普通硬盘为“hd”, 软盘为“fd”, 串口为“ttys0”, 标示设备对应的驱动程序, 而从设备号用来区分具体的设备, 例如/dev/hda、/dev/hdb、/dev/hdc 表示第一、二、三块硬盘。嵌入式Linux 操作系统为所有的文件提供统一的操作函数接口, 方法是使用数据结构struct file_opera-tions, 这个数据结构定义了一系列的操作函数指针, 例如open( )、close( )、read( )、write( )等, 通过调用操作函数来完成相应的操作, 打开一个文件就是调用这个文件file_operations 中的 open( )操作。其定义如下所示: