ARM嵌入式裸机简单使用

基于正点原子 ALPHA开发板

主频与时钟

恩智浦在内部ROM中配置为默认的396MHz。但是官方文档显示最高可达800M左右,有些浪费CPU资源。

##硬件原理图分析

​ 1、32.768khz的晶振,共给RTC使用。

​ 2、在6U的T16和T17这两个IO上接了一个24MHz的晶振。

I.MX6U系统时钟分析

7路PLL

​ 为了方便生成时钟,6从24MHz晶振生出来7路PLL。这7路PLL中有的又生出来PFD。

PLL1:ARM PLL供给ARM内核。

PLL2:sysytem PLL,528MHz,528_PLL,此路PLL分出了4路PFD,分别为PLL2_PFD0~PFD3

PLL3: USB1 PLL,480MHz 480_PLL,此路PLL分出了4路PFD,分别为PLL3_PFD0~PFD3。

PLL4: Audio PLL,主供音频使用。

PLL5: Video PLL,主供视频外设,比如RGB LCD接口,和图像处理有关的外设。

PLL6:ENET PLL,主供网络外设。

PLL7: USB2_PLL ,480MHz,无PFD。

时钟树

太难了,原图分为了两截,我重新用ps拼接了一下

时钟树

外设如何选择时钟

​ 比如ESAI时钟源选择:

​ PLL4、PLL3_PFD2、PLL5、PLL3。

需要初始化的PLL和PFD

​ PLL1,

​ PLL2,以及PLL2_PFD0~PFD3.

​ PLL3以及PLL3_PFD0~PFD3.

​ 一般按照时钟树里面的值进行设置。

I.MX6U系统配置

系统主频的配置

  1. 设置ARM内核主频为528MHz,设置CACRR寄存器的ARM_PODF位为2分频,然后设置PLL1=1056MHz即可。CACRR的bit3~0为ARM_PODF位,可设置0~7,分别对应1~8分频。应该设置CACRR寄存器的ARM_PODF=1。
  2. 设置PLL1=1056MHz。PLL1=pll1_sw_clk。pll1_sw_clk有两路可以选择,分别为pll1_main_clk,和step_clk,通过CCSR寄存器的pll1_sw_clk_sel位(bit2)来选择。为0的时候选择pll1_main_clk,为1的时候选step_clk。
  3. 设置系统时钟的时候需要给6ULL一个临时的时钟,也就是step_clk。在修改PLL1的时候需要将pll1_sw_clk切换到step_clk上。
  4. 设置step_clk。Step_clk也有两路来源,由CCSR的step_sel位(bit8)来设置,为0的时候设置step_clk为osc=24MHz。
  5. 时钟切换成功以后就可以修改PLL1的值。
  6. 通过CCM_ANALOG_PLL_ARM寄存器的DIV_SELECT位(bit6~0)来设置PLL1的频率,公式为:Output = fref*DIV_SEL/2
    因此 1056=24*DIV_SEL/2 -> DIEV_SEL=88。
    设置CCM_ANALOG_PLL_ARM寄存器的DIV_SELECT位=88即可。PLL1=1056MHz
  7. 设置CCM_ANALOG_PLL_ARM寄存器的ENABLE位(bit13)为1,也就是使能输出。
  8. 在切换回PLL1之前,设置置CACRR寄存器的ARM_PODF=1!!切记。

各个PLL时钟的配置

    PLL2和PLL3。PLL2固定为528MHz,PLL3固定为480MHz。
  1. 初始化PLL2_PFD0~PFD3。寄存器CCM_ANALOG_PFD_528用于设置4路PFD的时钟。比如PFD0= 528*18/PFD0_FRAC。设置PFD0_FRAC位即可。比如PLL2_PFD0=352M=528*18/PFD0_FRAC,因此FPD0_FRAC=27。
  2. 初始化PLL3_PFD0~PFD3

其他外设时钟源配置

​ AHB_CLK_ROOT、PERCLK_CLK_ROOT以及IPG_CLK_ROOT。

    因为PERCLK_CLK_ROOT和IPG_CLK_ROOT要用到AHB_CLK_ROOT,所以我们要初始化AHB_CLK_ROOT。
  1. AHB_CLK_ROOT的初始化。
  2. AHB_CLK_ROOT=132MHz。 设置CBCMR寄存器的PRE_PERIPH_CLK_SEL位,设置CBCDR寄存器的PERIPH_CLK_SEL位0。设置CBCDR寄存器的AHB_PODF位为2,也就是3分频,因此396/3=132MHz。
  3. IPG_CLK_ROOT初始化
  4. 设置CBCDR寄存器IPG_PODF=1,也就是2分频。
  5. PERCLK_CLK_ROOT初始化
  6. 设置CSCMR1寄存器的PERCLK_CLK_SEL位为0,表示PERCLK的时钟源为IPG。

C代码

/**
 * @description	: 初始化系统时钟,设置系统时钟为528Mhz,并且设置PLL2和PLL3各个
 				  PFD时钟,所有的时钟频率均按照I.MX6U官方手册推荐的值.
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void imx6u_clkinit(void)
{
	unsigned int reg = 0;
	/* 1、设置ARM内核时钟为528MHz */
	/* 1.1、判断当前ARM内核是使用的那个时钟源启动的,正常情况下ARM内核是由pll1_sw_clk驱动的,而
	 *      pll1_sw_clk有两个来源:pll1_main_clk和tep_clk(参考手册648页)。
	 *      如果我们要让ARM内核跑到528M的话那必须选择pll1_main_clk作为pll1的时钟源。
	 *      如果我们要修改pll1_main_clk时钟的话就必须先将pll1_sw_clk从pll1_main_clk切换到step_clk,
	 *		当修改完pll1_main_clk以后在将pll1_sw_clk切换回pll1_main_clk。而step_clk的时钟源可以选择
	 * 		板子上的24MHz晶振。
	 */
	
	if((((CCM->CCSR) >> 2) & 0x1 ) == 0) 	/* 当前pll1_sw_clk使用的pll1_main_clk*/
	{	
		CCM->CCSR &= ~(1 << 8);				/* 配置step_clk时钟源为24MH OSC */	
		CCM->CCSR |= (1 << 2);				/* 配置pll1_sw_clk时钟源为step_clk */
	}

	/* 1.2、设置pll1_main_clk为1056MHz,也就是528*2=1056MHZ,
	 *      因为pll1_sw_clk进ARM内核的时候会被二分频!
	 *      配置CCM_ANLOG->PLL_ARM寄存器
	 *      bit13: 1 使能时钟输出
	 *      bit[6:0]: 88, 由公式:Fout = Fin * div_select / 2.0,1056=24*div_select/2.0,
	 *              		得出:div_select=    88  
	 */
	CCM_ANALOG->PLL_ARM = (1 << 13) | ((88 << 0) & 0X7F); 	/* 配置pll1_main_clk=1056MHz */
	CCM->CCSR &= ~(1 << 2);									/* 将pll_sw_clk时钟重新切换回pll1_main_clk */
	CCM->CACRR = 1;											/* ARM内核时钟为pll1_sw_clk/2=1056/2=528Mhz */

	/* 2、设置PLL2(SYS PLL)各个PFD */
	reg = CCM_ANALOG->PFD_528;
	reg &= ~(0X3F3F3F3F);		/* 清除原来的设置 						*/
	reg |= 32<<24;				/* PLL2_PFD3=528*18/32=297Mhz 	*/
	reg |= 24<<16;				/* PLL2_PFD2=528*18/24=396Mhz(DDR使用的时钟,最大400Mhz) */
	reg |= 16<<8;				/* PLL2_PFD1=528*18/16=594Mhz 	*/
	reg |= 27<<0;				/* PLL2_PFD0=528*18/27=352Mhz  	*/
	CCM_ANALOG->PFD_528=reg;	/* 设置PLL2_PFD0~3 		 		*/

	/* 3、设置PLL3(USB1)各个PFD */
	reg = 0;					/* 清零   */
	reg = CCM_ANALOG->PFD_480;
	reg &= ~(0X3F3F3F3F);		/* 清除原来的设置 							*/
	reg |= 19<<24;				/* PLL3_PFD3=480*18/19=454.74Mhz 	*/
	reg |= 17<<16;				/* PLL3_PFD2=480*18/17=508.24Mhz 	*/
	reg |= 16<<8;				/* PLL3_PFD1=480*18/16=540Mhz		*/
	reg |= 12<<0;				/* PLL3_PFD0=480*18/12=720Mhz	 	*/
	CCM_ANALOG->PFD_480=reg;	/* 设置PLL3_PFD0~3 					*/	

	/* 4、设置AHB时钟 最小6Mhz, 最大132Mhz (boot rom自动设置好了可以不用设置)*/
	CCM->CBCMR &= ~(3 << 18); 	/* 清除设置*/ 
	CCM->CBCMR |= (1 << 18);	/* pre_periph_clk=PLL2_PFD2=396MHz */
	CCM->CBCDR &= ~(1 << 25);	/* periph_clk=pre_periph_clk=396MHz */
	while(CCM->CDHIPR & (1 << 5));/* 等待握手完成 */
		
	/* 修改AHB_PODF位的时候需要先禁止AHB_CLK_ROOT的输出,但是
	 * 我没有找到关闭AHB_CLK_ROOT输出的的寄存器,所以就没法设置。
	 * 下面设置AHB_PODF的代码仅供学习参考不能直接拿来使用!!
	 * 内部boot rom将AHB_PODF设置为了3分频,即使我们不设置AHB_PODF,
	 * AHB_ROOT_CLK也依旧等于396/3=132Mhz。
	 * 淦,就这?就这?就这?
	 */
#if 0
	/* 要先关闭AHB_ROOT_CLK输出,否则时钟设置会出错 */
	CCM->CBCDR &= ~(7 << 10);	/* CBCDR的AHB_PODF清零 */
	CCM->CBCDR |= 2 << 10;		/* AHB_PODF 3分频,AHB_CLK_ROOT=132MHz */
	while(CCM->CDHIPR & (1 << 1));/* 等待握手完成 */
#endif
	
	/* 5、设置IPG_CLK_ROOT最小3Mhz,最大66Mhz (boot rom自动设置好了可以不用设置)*/
	CCM->CBCDR &= ~(3 << 8);	/* CBCDR的IPG_PODF清零 */
	CCM->CBCDR |= 1 << 8;		/* IPG_PODF 2分频,IPG_CLK_ROOT=66MHz */
	
	/* 6、设置PERCLK_CLK_ROOT时钟 */
	CCM->CSCMR1 &= ~(1 << 6);	/* PERCLK_CLK_ROOT时钟源为IPG */
	CCM->CSCMR1 &= ~(7 << 0);	/* PERCLK_PODF位清零,即1分频 */
}

中断

Cortex-A7中断系统

Cortex-A中断向量表

​ Cortex-A中断向量表有8个中断,其中重点关注IRQ。

中断向量表

外部中断均进入IRQ中断,根据中断号进行区分。

Cortex-A的中断向量表需要用户自己定义。

中断向量偏移

​ 裸机例程都是从0X87800000开始的,因此要设置中断向量偏移。

GIC中断控制器

​ 同NVIC一样,GIC用于管理Cortex-A的中断。GIC提供了开关中断,设置中断优先级。

    GIC 将众多的中断源分为分为三类:
  1. SPI(Shared Peripheral Interrupt),共享中断,顾名思义,所有 Core 共享的中断,这个是最常见的,那些外部中断都属于 SPI 中断(注意!不是 SPI 总线那个中断) 。比如按键中断、串口中断等等,这些中断所有的 Core 都可以处理,不限定特定 Core。
  2. PPI(Private Peripheral Interrupt),私有中断,我们说了 GIC 是支持多核的,每个核肯定有自己独有的中断。这些独有的中断肯定是要指定的核心处理,因此这些中断就叫做私有中断。
  3. SGI(Software-generated Interrupt),软件中断,由软件触发引起的中断,通过向寄存器GICD_SGIR 写入数据来触发,系统会使用 SGI 中断来完成多核之间的通信

IMX6U中断号

​ 为了区分不同的中断,引入了中断号。

​ ID0~ID15是给SGI。

​ ID16~ID31是给PPI。

​ ID32~ID1019给SPI,也就是按键中断、串口中断。。。。

​ 6ULL支持128个中断。

中断服务函数的编写

​ IRQ中断服务函数的编写。

​ 在IRQ中断服务函数里面去查找并运行的具体的外设中断服务函数。

编写按键中断例程。

​ KEY0使用UART1_CTS这个IO。编写UART1_CTS的中断代码。

修改start.S

​ 添加中断向量表,编写复位中断服务函数和IRQ中断服务函数。

/**
 * 描述:	_start函数,首先是中断向量表的创建
 * 参考文档:ARM Cortex-A(armV7)编程手册V4.0.pdf P42,3 ARM Processor Modes and Registers(ARM处理器模型和寄存器)
 * 		 	ARM Cortex-A(armV7)编程手册V4.0.pdf P165 11.1.1 Exception priorities(异常)
 * _start 最开始加入以下代码
 */
_start:
	ldr pc, =Reset_Handler		/* 复位中断 					*/	
	ldr pc, =Undefined_Handler	/* 未定义中断 					*/
	ldr pc, =SVC_Handler		/* SVC(Supervisor)中断 		*/
	ldr pc, =PrefAbort_Handler	/* 预取终止中断 					*/
	ldr pc, =DataAbort_Handler	/* 数据终止中断 					*/
	ldr	pc, =NotUsed_Handler	/* 未使用中断					*/
	ldr pc, =IRQ_Handler		/* IRQ中断 					*/
	ldr pc, =FIQ_Handler		/* FIQ(快速中断)未定义中断 			*/
    编写复位中断服务函数,内容如下:
  1. 关闭I,D Cache和MMU。(内部ROM已关)
  2. 设置处理器9中工作模式下对应的SP指针(每种工作模式都有自己独有的SP指针)。要使用中断那么必须设置IRQ模式下的SP指针。索性直接设置所有模式下的SP指针。
  3. 清除bss段。
  4. 跳到main函数
MMU负责地址映射,将CPU中虚拟地址VA映射到物理地址PA

i-cache(instruction cache):指令高速缓冲存储器

dcache(data cache):数据高速缓冲存储器

CP15协处理器

CP15 协处理器一般用于存储系统管理,但是在中断中也会使用到,CP15 协处理器一共有

16 个 32 位寄存器。CP15 协处理器的访问通过如下另个指令完成

MRC: 将 CP15 协处理器中的寄存器数据读到 ARM 寄存器中。

MCR :将 ARM 寄存器的数据写入到 CP15 协处理器寄存器中:

@MCR{cond} p15, <opc1>, <Rt>, <CRn>, <CRm>, <opc2>

@各个参数的意义
@cond:指令执行的条件码,如果忽略的话就表示无条件执行。
@opc1:协处理器要执行的操作码。
@Rt:ARM 源寄存器,要写入到 CP15 寄存器的数据就保存在此寄存器中。
@CRn:CP15 协处理器的目标寄存器。
@CRm:协处理器中附加的目标寄存器或者源操作数寄存器,如果不需要附加信息就将
@CRm 设置为 C0,否则结果不可预测。
@opc2:可选的协处理器特定操作码,当不需要的时候要设置为 0。

SCTLR寄存器。也就是系统控制寄存器,此寄存器bit0用于打开和关闭MMU,bit1控制对齐,bit2控制D Cache的打开和关闭。Bit11用于控制分支预测。Bit12用于控制I Cache。

下图

cp15读取寄存器方式

所以SCTLR的读取方式如下

mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0     /* 读取SCTLR寄存器到R0中*/
mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0     /* 将r0中的值写入到SCTLR寄存器中	*/

中断向量偏移设置

​ 将新的中断向量表首地址写入到CP15协处理器的VBAR寄存器。

同理,可得VBAR寄存器的访问方法如下:

@mcr{cond} p15, <opc1>, <Rt>, <CRn>, <CRm>, <opc2>
mrc p15,0,r0,c12,c0,0 	
mcr p15,0,r0,c12,c0,0

IRQ中断服务函数

mrc p15, 4, r1, c15, c0, 0

读取CBAR寄存器。CBAR寄存器保存了GIC控制器的寄存器组首地址。GIC寄存器组偏移0x10000x1fff为GIC的分发器。0x20000x3fff为CPU接口端。

​ 代码中,R1寄存器保存着GIC控制器的CPU接口端基地址。读取CPU接口段的GICC_IAR寄存器的值保存到R0寄存器里面。

​ GICC_IAR的bit9~0存放着中断ID号,然后跳转到对应的中断处理函数。

​ system_irqhandler就是具体的中断处理函数,此函数有一个参数,为GICC_IAR寄存器的值。

​ system_irqhandler处理完具体的中断以后,需要将对应的中断ID值写入到GICC_EOIR寄存器里面。

退出中断

subs pc, lr, #4				/* 将lr-4赋给pc */

中断处理完成以后就要重新返回到曾经被中断打断的地方运行,这里为什么要将lr-4 然后赋给 pc 呢?而不是直接将 lr 赋值给 pc?ARM 的指令是三级流水线:取指、译指、执行,pc 指向的是正在取值的地址,这就是很多书上说的 pc=当前执行指令地址+8。

比如下面代码示例:

0X2000 MOV R1, R0 ;执行

0X2004 MOV R2, R3 ;译指

0X2008 MOV R4, R5 ;取值 PC

上面示例代码中,左侧一列是地址,中间是指令,最右边是流水线。当前正在执行 0X2000地址处的指令“MOV R1, R0”,但是 PC 里面已经保存了 0X2008 地址处的指令“MOV R4, R5”。假设此时发生了中断,中断发生的时候保存在 lr 中的是 pc 的值,也就是地址 0X2008。当中断处理完成以后肯定需要回到被中断点接着执行,如果直接跳转到 lr 里面保存的地址处(0X2008)开始运行,那么就有一个指令没有执行,那就是地址 0X2004 处的指令“MOV R2, R3”,显然这是一个很严重的错误!所以就需要将 lr-4 赋值给 pc,也就是 pc=0X2004,从指令“MOV R2,R3”开始执行。

中断汇编代码

复位中断函数

复位中断函数会在上电时执行

/* 复位中断 */	
Reset_Handler:
	cpsid i						/* 关闭全局中断 */

	/* 关闭I,DCache和MMU 
	 * 采取读-改-写的方式。
	 */
	mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0     /* 读取CP15的C1寄存器到R0中       		        	*/
    bic     r0,  r0, #(0x1 << 12)     /* 清除C1寄存器的bit12位(I位),关闭I Cache            	*/
    bic     r0,  r0, #(0x1 <<  2)     /* 清除C1寄存器的bit2(C位),关闭D Cache    				*/
    bic     r0,  r0, #0x2             /* 清除C1寄存器的bit1(A位),关闭对齐						*/
    bic     r0,  r0, #(0x1 << 11)     /* 清除C1寄存器的bit11(Z位),关闭分支预测					*/
    bic     r0,  r0, #0x1             /* 清除C1寄存器的bit0(M位),关闭MMU				       	*/
    mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0     /* 将r0寄存器中的值写入到CP15的C1寄存器中	 				*/

#if 0
	/* 汇编版本设置中断向量表偏移 该部分在c语言的中断编写种也有写到,因此注释*/
	ldr r0, =0X87800000

	dsb
	isb
	mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0
	dsb  @数据同步指令,有该指定确保之前的数据全部写入或者读取成功
	isb  @指令同步指令,有该指定确保之前的指令全部写入或者读取成功
#endif
    
	/* 设置各个模式下的栈指针,
	 * 注意:IMX6UL的堆栈是向下增长的!
	 * 堆栈指针地址一定要是4字节地址对齐的!!!
	 * DDR范围:0X80000000~0X9FFFFFFF
	 */
	/* 进入IRQ模式 */
	mrs r0, cpsr
	bic r0, r0, #0x1f 	/* 将r0寄存器中的低5位清零,也就是cpsr的M0~M4 	*/
	orr r0, r0, #0x12 	/* r0或上0x13,表示使用IRQ模式					*/
	msr cpsr, r0		/* 将r0 的数据写入到cpsr_c中 					*/
	ldr sp, =0x80600000	/* 设置IRQ模式下的栈首地址为0X80600000,大小为2MB */

	/* 进入SYS模式 */
	mrs r0, cpsr
	bic r0, r0, #0x1f 	/* 将r0寄存器中的低5位清零,也就是cpsr的M0~M4 	*/
	orr r0, r0, #0x1f 	/* r0或上0x13,表示使用SYS模式					*/
	msr cpsr, r0		/* 将r0 的数据写入到cpsr_c中 					*/
	ldr sp, =0x80400000	/* 设置SYS模式下的栈首地址为0X80400000,大小为2MB */

	/* 进入SVC模式 */
	mrs r0, cpsr
	bic r0, r0, #0x1f 	/* 将r0寄存器中的低5位清零,也就是cpsr的M0~M4 	*/
	orr r0, r0, #0x13 	/* r0或上0x13,表示使用SVC模式					*/
	msr cpsr, r0		/* 将r0 的数据写入到cpsr_c中 					*/
	ldr sp, =0X80200000	/* 设置SVC模式下的栈首地址为0X80200000,大小为2MB */

	cpsie i				/* 打开全局中断 */
#if 0
	/* 使能IRQ中断 */
	mrs r0, cpsr		/* 读取cpsr寄存器值到r0中 			*/
	bic r0, r0, #0x80	/* 将r0寄存器中bit7清零,也就是CPSR中的I位清零,表示允许IRQ中断 */
	msr cpsr, r0		/* 将r0重新写入到cpsr中 			*/
#endif
	b main				/* 跳转到main函数 			 	*/

IRQ中断函数

IRQ_Handler:
	push {lr}					/* 保存lr地址 ,lr为当前pc的值*/
	push {r0-r3, r12}			/* 保存r0-r3,r12寄存器 */

	mrs r0, spsr				/* 读取spsr寄存器 */
	push {r0}					/* 保存spsr寄存器 */

	mrc p15, 4, r1, c15, c0, 0 /* 从CP15的C0寄存器内的值到R1寄存器中
								* 参考文档ARM Cortex-A(armV7)编程手册V4.0.pdf P49
								* Cortex-A7 Technical ReferenceManua.pdf P68 P138
								*/							
	add r1, r1, #0X2000			/* GIC基地址加0X2000,也就是GIC的CPU接口端基地址 */
	ldr r0, [r1, #0XC]			@ GIC的CPU接口端基地址加0X0C就是GICC_IAR寄存器,
								@ GICC_IAR寄存器保存这当前发生中断的中断号,我们要根据
								@ 这个中断号来绝对调用哪个中断服务函数
								@
	push {r0, r1}				/* 保存r0,r1 */
	
	cps #0x13					/* 进入SVC模式,允许其他中断再次进去 */
	
	push {lr}					/* 保存SVC模式的lr寄存器 */
	ldr r2, =system_irqhandler	/* 加载C语言中断处理函数到r2寄存器中*/
	blx r2						/* 运行C语言中断处理函数,带有一个参数,保存在R0寄存器中 */

	pop {lr}					/* 执行完C语言中断服务函数,lr出栈 */
	cps #0x12					/* 进入IRQ模式 */
	pop {r0, r1}				
	str r0, [r1, #0X10]			/* 中断执行完成,写EOIR */

	pop {r0}						
	msr spsr_cxsf, r0			/* 恢复spsr */

	pop {r0-r3, r12}			/* r0-r3,r12出栈 */
	pop {lr}					/* lr出栈 */
	subs pc, lr, #4				/* 将lr-4赋给pc */

C语言中断编写

带有中断号的中断处理函数

/**
 * @brief   			: C语言中断服务函数,irq汇编中断服务函数会
 						  调用此函数,此函数通过在中断服务列表中查
 						  找指定中断号所对应的中断处理函数并执行。
 * @param - giccIar		: 中断号
 * @return 				: 无
 */
void system_irqhandler(unsigned int giccIar) 
{

   uint32_t intNum = giccIar & 0x3FFUL;
   
   /* 检查中断号是否符合要求 */
   if ((intNum == 1023) || (intNum >= NUMBER_OF_INT_VECTORS))
   {
	 	return;
   }
 
   irqNesting++;	/* 中断嵌套计数器加一 */

   /* 根据传递进来的中断号,在irqTable中调用确定的中断服务函数*/
   irqTable[intNum].irqHandler(intNum, irqTable[intNum].userParam);
 
   irqNesting--;	/* 中断执行完成,中断嵌套寄存器减一 */

}

irqTable结构体

/* 中断服务函数形式 */ 
typedef void (*system_irq_handler_t) (unsigned int giccIar, void *param);

 
/* 中断服务函数结构体*/
typedef struct _sys_irq_handle
{
    system_irq_handler_t irqHandler; /* 中断服务函数 */
    void *userParam;                 /* 中断服务函数参数 */
} sys_irq_handle_t;

/* 中断嵌套计数器 */
static unsigned int irqNesting;

/* 中断服务函数表 */
static sys_irq_handle_t irqTable[NUMBER_OF_INT_VECTORS];

中断函数服务表赋值函数

void system_irqtable_init(void)
{
	unsigned int i = 0;
	irqNesting = 0;
	
	/* 先将所有的中断服务函数设置为默认值 */
	for(i = 0; i < NUMBER_OF_INT_VECTORS; i++)
	{
		system_register_irqhandler((IRQn_Type)i,default_irqhandler, NULL);
	}
}

/**
 * @brief   			: 给指定的中断号注册中断服务函数 
 * @param - irq			: 要注册的中断号
 * @param - handler		: 要注册的中断处理函数
 * @param - usrParam	: 中断服务处理函数参数
 * @return 				: 无
 */
void system_register_irqhandler(IRQn_Type irq, system_irq_handler_t handler, void *userParam) 
{
	irqTable[irq].irqHandler = handler;
  	irqTable[irq].userParam = userParam;
}

/**
 * @brief   			: 默认中断服务函数
 * @param - giccIar		: 中断号
 * @param - usrParam	: 中断服务处理函数参数
 * @return 				: 无
 */
void default_irqhandler(unsigned int giccIar, void *userParam) 
{
	while(1) 
  	{
   	}
}

/**
 * IRQn_Type  为core_ca7中的关于终端号的定义
 * 这两个函数实现了IRQ中断服务函数的赋值
 * 此处所有的中断服务函数均使用了默认的中断服务函数以作示例,在具体项目中,需要对其具体定义
 */

中断初始化函数,在main函数最开始进行调用中

/**
 * @brief   	: 中断初始化函数
 * @param		: 无
 * @return 		: 无
 */
void int_init(void)
{
	GIC_Init(); 						/* 初始化GIC 	此函数声明在core_ca7.h						*/
	system_irqtable_init();				/* 初始化中断表 							*/
	__set_VBAR((uint32_t)0x87800000); 	/* 中断向量表偏移,偏移到起始地址   				*/
}

中断初始化以及中断流程

中断初始化流程

上电执行汇编语言中的 _start函数, 在函数中定义了a7内核支持的八种中断服务函数(其实是7个,有一个未使用)。

执行复位函数,因为初始化了中断服务函数,因此在之后执行复位中断函数,先关闭全局中断以及保存在通用寄存器的中断服务函数指针、I cache、D cache以及MMU也需要关闭。之后定义9种运行状态下的sp指针(栈指针),跳转到c语言中的main函数

main函数执行int_init函数,初始化所有的中断服务函数。

中断过程

当中断发生时,进入到IRQ_Handler函数,保存现场

IRQ_Handler判断中断ID号,进入中断ID对应的中断服务函数

执行用户指定的中断服务内容

恢复现场

定时器与延时

EPIT定时器

实现周期性的中断以及定时功能。

  • EPIT是32位的一个向下计数器。
  • EPIT的时钟源可以选择,例程选择ipg_clk=66MHz。
  • 可以对时钟源进行分频,12位的分频器,0~4095分别代表1~4096分频。
  • 开启定时器以后,计数寄存器会每个时钟减1,如果和比较寄存器里面的值相等的话就会触发中断。
  • EPIT有两种工作模式:Set-add-forget,一个是free-runing
  • 5、6ULL有两个EPIT定时器。

EPIT_CR寄存器用于配置EPIT。

相关寄存器

EPIT_CR bit0为1,设置EPIT使能,bit1为1,设置计数器的初始值为记载寄存器的值。Bit2为1使能比较中断,bit3为1设置定时器工作在set-and-forget模式下。Bit15~bit4设置分频值。Bit25:24设置时钟源的选择,我们设置为1,那么EPIT的时钟源就为ipg_clock=66MHz

EPIT_SR寄存器,只有bit0有效,表示中断状态,写1清零。当OCIF位为1的时候表示中断发生,为0的时候表示中断未发生。我们处理完定时器中断以后一定要清除中断标志位。

EPIT_LR寄存器设置计数器的加载值。计数器每次计时到0以后就会读取LR寄存器的值重新开始计时。

CMPR比较计数器,当计数器的值和CMPR相等以后就会产生比较中断。

​ 使用EPIT实现500ms周期的定时器。500ms进入一次中断。

C程序编写

初始化

/**
 * @brief   		: 初始化EPIT定时器.
 *					  EPIT定时器是32位向下计数器,时钟源使用ipg=66Mhz		 
 * @param - frac	: 分频值,范围为0~4095,分别对应1~4096分频。
 * @param - value	: 倒计数值。
 * @return 			: 无
 */
void epit1_init(unsigned int frac, unsigned int value)
{
	if(frac > 0XFFF)
		frac = 0XFFF;
		
	EPIT1->CR = 0;	/* 先清零CR寄存器 */
	
	/*
     * CR寄存器:
     * bit25:24 01 时钟源选择Peripheral clock=66MHz
     * bit15:4  frac 分频值
     * bit3:	1  当计数器到0的话从LR重新加载数值
     * bit2:	1  比较中断使能
     * bit1:    1  初始计数值来源于LR寄存器值
     * bit0:    0  先关闭EPIT1
     */
	EPIT1->CR = (1<<24 | frac << 4 | 1<<3 | 1<<2 | 1<<1);
	
	EPIT1->LR = value;	/* 倒计数值 */
	EPIT1->CMPR	= 0;	/* 比较寄存器,当计数器值和此寄存器值相等的话就会产生中断 */

	/* 使能GIC中对应的中断 			*/
	GIC_EnableIRQ(EPIT1_IRQn);

	/* 注册中断服务函数 			*/
	system_register_irqhandler(EPIT1_IRQn, (system_irq_handler_t)epit1_irqhandler, NULL);	

	EPIT1->CR |= 1<<0;	/* 使能EPIT1 */ 
}

中断服务函数

/**
 * @brief   		: EPIT中断处理函数
 */
void epit1_irqhandler(void)
{ 
	if(EPIT1->SR & (1<<0)) 			/* 判断比较事件发生 */
	{
		/* User code begin*/
        /* User code end  */
	}
	EPIT1->SR |= 1<<0; 				/* 清除中断标志位 */
}

外部调用

epit1_init(0, 66000000/2);	/* 初始化EPIT1定时器,1分频计数值为:66000000/2,也就是定时周期为500ms。*/

GPT定时器

正点原子使用该定时器实现高精度精准阻塞延时

  • GPT定时器是32位向上计数器。
  • GPT定时器有捕获的功能。
  • GPT定时器支持比较输出或中断功能。
  • GPT定时器有一个12位的分频器。
  • GPT时钟源可以选择,这里我们使用ipg_clk=66M作为GPT的时钟源。
  • GPT定时器有两种工作模式:restart和free-run。

Restart模式下:定时器计数值和比较寄存器OCR的值相等的话定时器就会重新从0开始计时。注意!只有比较通道1才有此功能。

Free-run模式:所有三个输出比较通道都适用。从0开始一直加到0xffffffff,然后重新从0开始,周而复始。

相关寄存器

GPT_CR寄存器,bit0为GPT使能位,为0的时候关闭GPT,为1的时候使能GPT。Bit1确定GPT定时器计数器的初始值,为0的时候表示GPT定时器计数值默认为上次关闭的时候遗留的值,为1的话计数值为0。Bit8~6为时钟源的选择,设置为1,表示GPT时钟源为ipg_clk=66MHz。bit9设置GPT定时器工作模式,为0的时候工作在restart模式,为1的时候工作在free-run模式。Bit15软件复位。

GPT_PR寄存器的bit110为分频值,可设置0-4095,表示14096分频。

GPT_SR寄存器,bit5表示溢出发生,bit4和bit3分别为输入通道2和1的捕获中断标志位。Bit20,也就是OF3OF1为比较中断。

GPT_IR寄存器,也就是中断使能寄存器

C程序编写

GPT初始化

/**
 * @brief   	: 延时有关硬件初始化,主要是GPT定时器
				  GPT定时器时钟源选择ipg_clk=66Mhz
 * @param		: 无
 * @return 		: 无
 */
void delay_init(void)
{
	GPT1->CR = 0; 					/* 清零,bit0也为0,即停止GPT  			*/

	GPT1->CR = 1 << 15;				/* bit15置1进入软复位 				*/
	while((GPT1->CR >> 15) & 0x01);	/*等待复位完成 						*/
	/**
   	 * GPT的CR寄存器,GPT通用设置
   	 * bit22:20	000 输出比较1的输出功能关闭,也就是对应的引脚没反应
     * bit9:    0   Restart模式,当CNT等于OCR1的时候就产生中断
     * bit8:6   001 GPT时钟源选择ipg_clk=66Mhz
     * bit
  	 */
	GPT1->CR = (1<<6);
	/**
     * GPT的PR寄存器,GPT的分频设置
     * bit11:0  设置分频值,设置为0表示1分频,
     *          以此类推,最大可以设置为0XFFF,也就是最大4096分频
	 */
	GPT1->PR = 65;	/* 设置为65,即66分频,因此GPT1时钟为66M/(65+1)=1MHz */
	 /**
      * GPT的OCR1寄存器,GPT的输出比较1比较计数值,
      *	GPT的时钟为1Mz,那么计数器每计一个值就是就是1us。
      * 为了实现较大的计数,我们将比较值设置为最大的0XFFFFFFFF,
      * 这样一次计满就是:0XFFFFFFFFus = 4294967296us = 4295s = 71.5min
      * 也就是说一次计满最多71.5分钟,存在溢出
	  */
	GPT1->OCR[0] = 0XFFFFFFFF;

	GPT1->CR |= 1<<0;			//使能GPT1
}

延时api

/**
 * @brief   		: 微秒(us)级延时
 * @param - value	: 需要延时的us数,最大延时0XFFFFFFFFus
 * @return 			: 无
 */
void delayus(unsigned    int usdelay)
{
	unsigned long oldcnt,newcnt;
	unsigned long tcntvalue = 0;	/* 走过的总时间  */

	oldcnt = GPT1->CNT;
	while(1)
	{
		newcnt = GPT1->CNT;
		if(newcnt != oldcnt)
		{
			if(newcnt > oldcnt)		/* GPT是向上计数器,并且没有溢出 */
				tcntvalue += newcnt - oldcnt;
			else  					/* 发生溢出    */
				tcntvalue += 0XFFFFFFFF-oldcnt + newcnt;//0xFFFFFFFF为初始化的比较值
			oldcnt = newcnt;
			if(tcntvalue >= usdelay)/* 延时时间到了 */
			break;			 		
		}
	}
}

/**
 * @brief   		: 毫秒(ms)级延时
 * @param - msdelay	: 需要延时的ms数
 * @return 			: 无
 */
void delayms(unsigned	 int msdelay)
{
	int i = 0;
	for(i=0; i<msdelay; i++)
	{
		delayus(1000);
	}
}

串口

串口协议这种东西,不用在这里写了吧。

6ULL的串口寄存器

​ 6ULL的UART_URXD寄存器保存这串口接收到的数据。

UART_UTXD寄存器为发送数据寄存器,如果需要通过串口发送数据,只需要将数据写入到UART_UTXD寄存器里面。

UART_UCR1~UCR4都是串口的控制寄存器。UART_UCR1的bit0是UART的使能位,为1的时候使能UART。Bit14为自动检测波特率使能位,为1的时候使能波特率自动检测。

UART_UCR2的bit0为软件复位位。为0的时候复位UART。Bit1使能UART的接收,我们要配置为1。Bit2为发送使能,要设置为1。Bit5设置数据位,0的话表示7位数据位,1的话表示8位数据位。Bit6设置停止位,0的话表示1位停止位,1的话表示2位。Bit7奇偶校验位,为0的时候是偶校验,为1的时候是计校验。Bit8校验使能位,为0的时候关闭校验。

UART_UCR3的bit2必须为1!!!

UART_UFCR寄存器的bit9~7设置分频值,UART的时钟源=PLL3/6=480/6=80MHz。CSCDR1寄存器的UART_CLK_SEL位设置UART的时钟源,为0的时候UART时钟源为80MHz,为1的时候UART时钟源为24M晶振。CSCDR1寄存器的UART_CLK_PODF位控制分频,一般设置为1分频,因此UART_CLK_ROOT=80MHZ

UART_UFCRUART_UBIRUART_UBMR这三个寄存器决定了串口波特率。

公式

波特率计算公式

UART_USR2寄存器的bit0为1的时候表示有数据可以读取。Bit3为1的时候表示数据发送完成。

C程序编写

使能/失能代码

/**
 * @brief       : 关闭指定的UART
 * @param - base: 要关闭的UART
 * @return		: 无
 */
void uart_disable(UART_Type *base)
{
	base->UCR1 &= ~(1<<0);	
}

/**
 * @brief       : 打开指定的UART
 * @param - base: 要打开的UART
 * @return		: 无
 */
void uart_enable(UART_Type *base)
{
	base->UCR1 |= (1<<0);	
}

/**
 * @brief       : 复位指定的UART
 * @param - base: 要复位的UART
 * @return		: 无
 */
void uart_softreset(UART_Type *base)
{
	base->UCR2 &= ~(1<<0); 			/* UCR2的bit0为0,复位UART  	  	*/
	while((base->UCR2 & 0x1) == 0); /* 等待复位完成 					*/
}

初始化代码

/**
 * @brief       : 初始化串口1所使用的IO引脚
 * @param		: 无
 * @return		: 无
 */
void uart_io_init(void)
{
	/* 1、初始化IO复用 
     * UART1_RXD -> UART1_TX_DATA
     * UART1_TXD -> UART1_RX_DATA
	 */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX,0);	/* 复用为UART1_TX */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX,0);	/* 复用为UART1_RX */

	/* 2、配置UART1_TX_DATA、UART1_RX_DATA的IO属性 
 	*bit 16:0 HYS关闭
 	*bit [15:14]: 00 默认100K下拉
 	*bit [13]: 0 keeper功能
 	*bit [12]: 1 pull/keeper使能
 	*bit [11]: 0 关闭开路输出
 	*bit [7:6]: 10 速度100Mhz
 	*bit [5:3]: 110 驱动能力R0/6
 	*bit [0]: 0 低转换率
 	*/
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX,0x10B0);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX,0x10B0);
}

/**
 * @brief       : 初始化串口1,波特率为115200
 * @param		: 无
 * @return		: 无
 */
void uart_init(void)
{    
    /* 设置UART时钟源频率为80M */
	CCM->CSCDR1 &= ~(1 << 6);	/* UART时钟源为pll3_80m */
	CCM->CSCDR1 &= ~0X3F;		/* UART时钟1分频 			*/
    
	/* 1、初始化串口IO 			*/
	uart_io_init();
 
	/* 2、初始化UART1  			*/
	uart_disable(UART1);	/* 先关闭UART1 		*/
	uart_softreset(UART1);	/* 软件复位UART1 		*/

	UART1->UCR1 = 0;		/* 先清除UCR1寄存器 */
	
	/*
     * 设置UART的UCR1寄存器,关闭自动波特率
     * bit14: 0 关闭自动波特率检测,我们自己设置波特率
	 */
	UART1->UCR1 &= ~(1<<14);
	
	/*
     * 设置UART的UCR2寄存器,设置内容包括字长,停止位,校验模式,关闭RTS硬件流控
     * bit14: 1 忽略RTS引脚
	 * bit8: 0 关闭奇偶校验
     * bit6: 0 1位停止位
 	 * bit5: 1 8位数据位
 	 * bit2: 1 打开发送
 	 * bit1: 1 打开接收
	 */
	UART1->UCR2 |= (1<<14) | (1<<5) | (1<<2) | (1<<1);

	/*
     * UART1的UCR3寄存器
     * bit2: 1 必须设置为1!参考IMX6ULL参考手册3624页
	 */
	UART1->UCR3 |= 1<<2; 
	
	/*
	 * 设置波特率
	 * 波特率计算公式:Baud Rate = Ref Freq / (16 * (UBMR + 1)/(UBIR+1)) 
	 * 如果要设置波特率为115200,那么可以使用如下参数:
	 * Ref Freq = 80M 也就是寄存器UFCR的bit9:7=101, 表示1分频
	 * UBMR = 3124
 	 * UBIR =  71
 	 * 因此波特率= 80000000/(16 * (3124+1)/(71+1))=80000000/(16 * 3125/72) = (80000000*72) / (16*3125) = 115200
	 */
	UART1->UFCR = 5<<7; //ref freq等于ipg_clk/1=80Mhz
	UART1->UBIR = 71;
	UART1->UBMR = 3124;

	/* 使能串口 */
	uart_enable(UART1);
}

发送代码

/**
 * @brief       : 发送一个字符
 * @param - c	: 要发送的字符
 * @return		: 无
 */
void putc(unsigned char c)
{
	while(((UART1->USR2 >> 3) &0X01) == 0);/* 等待上一次发送完成 */
	UART1->UTXD = c & 0XFF; 				/* 发送数据 */
}

/**
 * @brief       : 发送一个字符串
 * @param - str	: 要发送的字符串
 * @return		: 无
 */
void puts(char *str)
{
	char *p = str;

	while(*p)
		putc(*p++);
}

makefile 修改:

putc和puts编译的时候会提示吧报错,要在Makefile中添加 -fno-builtin

$(SOBJS) : obj/%.o : %.S
	$(CC) -Wall -nostdlib -fno-builtin -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<

接收代码

未使用中断死等的代码

/**
 * @brief       : 接收一个字符
 * @param 		: 无
 * @return		: 接收到的字符
 */
unsigned char getc(void)
{
	while((UART1->USR2 & 0x1) == 0);/* 等待接收完成 */
	return UART1->URXD;				/* 返回接收到的数据 */
}

移植C标准库函数printf

和STM32类似,printf打印数据最后会调用putc函数。

移植stdio时,直接找到格式化函数源码,移植到工程中即可

移植的printf不支持浮点计算和输出!!!!!

DDR3

内存简介

RAM

随机存储器,可以随时进行读写操作,速度很快,掉电以后数据会丢失。比如内存条、SRAM、SDRAM、DDR 等都是 RAM。RAM 一般用来保存程序数据、中间结果

SRAM:在上电之后就会一直保存数据,成本较高,但是足够快速,可用作Cache。

SDRAM:功耗低,成本低,适合做大容量存储。SDRAM需要时钟线,常见的频率就是100MHz,133MHz,166Mhz,200MHz

DDR3:是 Double Data Rate 3 SDRAM,容量更大,成本更低

DDR3时间参数

    时间参数
  • 传输速率
  • 速率不同,时序不同
  • tRCD
  • 行地址、列地址之间的延时
  • CL
  • 列地址选通潜伏期
  • tRC
  • 两个 ACTIVE 命令,或者 ACTIVE 命令到 REFRESH 命令之间的周期
  • tRAS
  • ACTIVE 命令到 PRECHARGE 命令之间的最小时间

I.MX6U MMDC控制器

I.MX6U通过MMDC控制器来与DDR3进行连接通讯

1、多模支持DDR3/DDR3L LPDDR2 x16位

2、MMDC最高支持DDR3频率是400MHz,800MT/S

3、MMDC提供的DDR3连接信号。6ULL给DDR提供了专用的IO,

DDR时钟配置

DDR使用的时钟源为MMDC_CLK_ROOT=PLL2_PFD2=396MHz。

CBCMR寄存器的PRE_PERIPH2_CLK_SE位来选择,也就是bit22:21,设置pre_periph2时钟源,设置为01,也就是PLL2_PFD2作为pre_periph2时钟源。

CBCDR寄存器的PERIPH2_CLK_SEL位,也就是bit26,设置为0,PLL2作为MMDC时钟源,396MHz。

CBCDR寄存器的FABRIC_MMDC_PODF位,bit5:3,设置0,也就是1分频。最终MMDC_CLK_ROOT=396MHz。

DDR3L初始化与测试

ddr_stress_tester配置文件

NXP 提供了一个非常好用的 DDR 初始化工具,叫做 ddr_stress_tester

①、此工具通过 USB OTG 接口与开发板相连接,也就是通过 USB OTG 口进行 DDR 的初始化与测试。

②、此工具有一个默认的配置文件,为 excel 表,通过此表可以设置板子的 DDR 信息,最后生成一个.inc 结尾的 DDR 初始化脚本文件。这个.inc 文件就包含了 DDR 的初始化信息,一般都是寄存器地址和对应的寄存器值。

③、此工具会加载.inc 表里面的 DDR 初始化信息,然后通过 USB OTG 接口向板子下载DDR 相关的测试代码,包括初始化代码。

④、对此工具进行简单的设置,即可开始 DDR 测试,一般要先做校准,因为不同的 PCB其结构肯定不同,必须要做一次校准,校准完成以后会得到两个寄存器对应的校准值,我们需要用这个新的校准值来重新初始化 DDR。

⑤、此工具可以测试板子的 DDR 超频性能,一般认为 DDR 能够以超过标准工作频率10%~20%稳定工作的话就认定此硬件 DDR 走线正常。

⑥、此工具也可以对 DDR 进行 12 小时的压力测试。

进行测试需要弹出SD卡,修改启动方式!!!连接USB

开始测试

首先根据选择的DDR型号来对excel进行配置。

正点原子使用的DDR3型号只需要修改以下红框中的数据,生成inc结尾的文件。

img

ddr_stress_tester界面如下:

DDR测试

  1. 选择生成的inc文件
  2. 选择芯片以及DDR的大小
  3. ARM的速度选择
  4. 这里千万不要选,否则会报错
  5. 下载等待即可
  6. 校准频率以及开始校准,校准时间较长可能花费10+分钟
  7. 校准结果,将此结果对应的寄存器以及寄存器值修改到inc中,不存在的寄存器可忽略
  8. 超频测试,修改校准结果后重启,进行超频测试,可以最大达到多少频率,此处测试时间也较长。当超频到不能使用的频率之后会报错,此时可以找到最大的超频频率,我测试我的为561MHz

RGBLCD

显示原理

LCD 全称是 Liquid Crystal Display,也就是液晶显示器

像素点

​ 不管是液晶屏,还是手机,平板,RGBLCD屏幕他都是有由一个个的彩色小灯构成的。彩色点阵屏每个像素点有三个小灯,红色、绿色和蓝色,也叫做RGB。RGB就是光的三原色。通过调整RGB三种颜色的比例,就可以变成彩色。

分辨率

​ 要想显示文字,图片,视频等等就需要很多个像素点,分辨率说的就是像素点的个数,1080P、720P、2K、4K,8K。1080P=19201080,表示一行有1920个像素点,一列有1080个。显示器有尺寸!24寸,27寸、55寸。尺寸不变的情况下,分辨率越高,显示效果越精细。4K=38402160相当于4个1080P

​ 正点原子的RGB屏幕有:4.3寸480272,800480,7寸的800480和1024600,10.1寸的1280*800。

​ Iphone4屏幕尺寸是3.5寸,960*640分辨率,PPI=327。PPI 为分辨率除以尺寸

像素格式

​ 将RGB三种颜色进行量化,每种颜色用8bit表示,RGB就需要8-8-8共24bit。可以描述出2^24种颜色16777216=1677万种颜色。现在流行10bit,HDR10,支持HDR效果的10bit面板,RGB10 10 10。

​ 在RGB888的基础上在加上8bit的ALPHA通道,也就是透明通道,ARGB8888=32位。

LCD屏幕接口

​ RGB格式的屏幕,一般叫做RGB接口屏。

屏幕接口有:MIPI、LVDS、MCU、RGB接口。

正点原子屏幕ID:使用ID可以识别出不同的屏幕,在RGBLCD屏幕上对R7,G7,B7焊接上拉或下拉电阻实现不同的ID。,

正点原子的ALPHA地板RGB屏幕接口用了3个3157模拟开关。原因是防止LCD屏幕上的ID电阻影响到6ULL的启动。

LCD时间参数和LCD时序

行时序

行显示时序

​ 水平:

​ HSYNC:水平同步信号,行同步信号,当出现HSYNC信号的时候表示新的一行开始显示

​ 1、产生HSYNC信号,表示新的一行开始显示,HSYNC信号得维持一段时间,这个时间叫做HSPW。

​ 2、HSYNC信号完成以后,需要一段时间延时,这段时间叫做HBP。

​ 3、显示1024个像素点的数据,1024个clk。

​ 3、一行像素显示完成以后,到HSYNC下一行信号的产生之间有个延时,叫做HFP。

​ 因此真正显示一行所需的时间计时HSPW+HBP+WIDTH(屏幕水平像素点个数,比如1024)+HFP=20+140+1024+160=1344CLK.

帧时序

帧时序

​ 垂直:

​ VSYNC:垂直同步信号,帧同步信号,当出现VSYNC信号的时候表示新的一帧开始显示。

​ 1、VSYNC信号,持续一段时间,位VSPW。

​ 2、VSYNC信号完成以后,需要一段时间,叫做VBP

​ 3、VBP信号结束以后,就是要显示的行数,比如600行,

​ 4、所有的行显示完成以后,一段VFP延时,
DE持续时间为有效数据

*我使用的是正点原子的7寸屏幕(1024600):**

时间参数

像素时钟

像素时钟就是 RGB LCD 的时钟信号,以 1024*600这款屏幕为例,显示一帧图像所需要的时钟数就是:

= (VSPW+VBP+LINE+VFP) * (HSPW + HBP + HOZVAL + HFP)

= (3 + 20 + 600 + 12) * (20 + 140 + 1024 + 160)

= 635 * 1344

= 853440。

显示一帧图像需要853440个时钟数,那么显示60帧就是:853440 * 60 = 51206400≈51.2M,

所以像素时钟就是 51.2MHz。

显存

​ 显存:显示存储空间,采用ARGB8888=32bit=4B。这4个字节的数据表示一个像素点的信息,必须得存起来。1024*600=2.5MB。因此需要流出2.5MB的内存给LCD用。

6ULL的RGB接口

LCDIF控制器

LCDIF控制器接口原理

  1. 使用DOTCLK接口,也就是VSYNC、HSYNC、ENABLE(DE)和DOTCLK(PCLK)
  2. LCDIF_CTRL寄存器,bit0必须置1,bit1设置数据格式24位全部有效,设置为0。Bit5设置LCDIF接口工作在主机模式下,要置1。Bit9:8设置输入像素格式位24bit,写3。Bit11:10,设置数据传输宽度位24bit,写3。Bit13:12设置数据交换,我们不需要交换设置位0。Bit15:14设置输入数据交换,不交换设置位0。Bit17置1,LCDIF工作在DOTCLK模式下。Bit19必须置1,因为工作在DOTCL模式。Bit31是复位功能必须置0.
  3. LCDIF_CTRL1寄存器的bit19:16设置位0X7。24位的格式
  4. LCDIF_TRANSFER_COUNT寄存器的bit15:0是LCD一行的像素数,1024。Bit31:16是LCD一共有多少行,600行
  5. LCDIF_VDCTRL0寄存器,bit17:0为vspw参数。Bit20设置vsync信号的宽度单位 ,设置为1。Bit21设置为1。Bit24设置ENABLE信号极性,为0的时候是低电平有效,为1是高电平,我们设置为1。Bit25设置CLK信号极性,设置为0.。bit26设置HSYNC信号极性,设置0,低电平有效,bit27设置VSYNC信号极性,设置为0,低电平有效。Bit28设置1,开始ENABLE信号。Bit29设置为0,VSYNC输出
  6. LCDIF_VDCTRL1寄存器为两个VSYNC信号之间的长度,那就是VSPW+ VBPD+HEIGHT+VFP
  7. LCDIF_VDCTRL2寄存器bit17:0是两个HSYNC信号之间的长度,那就是hspw+hbp+width+hfp。Bit31:18为hspw
  8. LCDIF_VDCTRL3寄存器,bit15:0是vbp+vspw。Bit27:16是hbp+hspw。
  9. LCDIF_VDCTRL4寄存器,bit17:0是一行有多少个像素点,1024
  10. LCDIF_CUR_BUF,LCD当前缓存,显存首地址。
  11. LCDIF_NEXT_BUF,LCD下一帧数据首地址。
  12. LCD IO初始化。

LCD像素时钟的设置

​ LCD需要一个CLK信号,这个时钟信号是6ULL的CLK引脚发送给RGB LCD的。比如7寸1024*600的屏幕需要51.2MHz的CLK。

​ LCDIF_CLK_ROOT就是6ULL的像素时钟。PLL5(video PLL)为LCD的时钟源,请查看第一章主频与时钟

PLL5CLK=Fref*(DIV_SELECT + NUM/DENOM)

CCM_ANALOG_PLL_VIDEO的bit6:0,也就是DIV_SELEC位,可选范围27-54。设置PLL_VIDEO寄存器的bit20:19为2,表示1分频。设置CCM_ANALOG_MISC2寄存器的bit31:30为0,也就是VIDOE_DIV为0,为1分频。不使用小数分频器,因此CCM_ANALOG_PLL_VIDEO_NUM=0,再设置CCM_ALALOG_PLL_VIDEO_DENOM=0。

CCM_CSCDR2寄存器的bit17:15,设置LCDIF_PRE_CLK_SEL,选择LCDIF_CLK_ROOT的时钟源,设置为0x2。表示LCDIF时钟源为PLL5。Bit14:12为LCDIF_PRED位,设置前级分频,可以设置07,分别对应18分频。

CCM_CBCMR寄存器,bit25:23为LCDIF_PODF,设置第二级分频,可以设置为07,分别对应18分频。

CCM_CSCDR2寄存器的bit11:9为LCDIF_CLK_SEL,选择LCD CLK的最终时钟源,设置为0,LCDIF的最终时钟源来源于pre-muxed LCDIF clock。

C程序编写

LCD驱动程序编写

LCD初始化

如果使用的正点原子的开发板和RGB屏幕,那么在驱动LCD之前,要先读取屏幕ID。

MMP,这要是自己写,真的累死了,

我觉得了解下流程即可,我也不知道我吧代码贴出来是为了什么

IO复用初始化
/**
 * IO引脚: 	LCD_DATA00 -> LCD_B0
 *			LCD_DATA01 -> LCD_B1
 *			LCD_DATA02 -> LCD_B2
 *			LCD_DATA03 -> LCD_B3
 *			LCD_DATA04 -> LCD_B4
 *			LCD_DATA05 -> LCD_B5
 *			LCD_DATA06 -> LCD_B6
 *			LCD_DATA07 -> LCD_B7
 *
 *			LCD_DATA08 -> LCD_G0
 *			LCD_DATA09 -> LCD_G1
 *			LCD_DATA010 -> LCD_G2
 *			LCD_DATA011 -> LCD_G3
 *			LCD_DATA012 -> LCD_G4
 *			LCD_DATA012 -> LCD_G4
 *			LCD_DATA013 -> LCD_G5
 *			LCD_DATA014 -> LCD_G6
 *			LCD_DATA015 -> LCD_G7
 *
 *			LCD_DATA016 -> LCD_R0
 *			LCD_DATA017 -> LCD_R1
 *			LCD_DATA018 -> LCD_R2 
 *			LCD_DATA019 -> LCD_R3
 *			LCD_DATA020 -> LCD_R4
 *			LCD_DATA021 -> LCD_R5
 *			LCD_DATA022 -> LCD_R6
 *			LCD_DATA023 -> LCD_R7
 *
 *			LCD_CLK -> LCD_CLK
 *			LCD_VSYNC -> LCD_VSYNC
 *			LCD_HSYNC -> LCD_HSYNC
 *			LCD_DE -> LCD_DE
 *			LCD_BL -> GPIO1_IO08 
 */
 
/**
 * @brief   	: LCD GPIO初始化
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void lcdgpio_init(void)
{
	gpio_pin_config_t gpio_config;

	/* 1、IO初始化复用功能 */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA01_LCDIF_DATA01,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA02_LCDIF_DATA02,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA03_LCDIF_DATA03,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA04_LCDIF_DATA04,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA05_LCDIF_DATA05,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA06_LCDIF_DATA06,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA07_LCDIF_DATA07,0);
	
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA08_LCDIF_DATA08,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA09_LCDIF_DATA09,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA10_LCDIF_DATA10,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA11_LCDIF_DATA11,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA12_LCDIF_DATA12,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA13_LCDIF_DATA13,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA14_LCDIF_DATA14,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA15_LCDIF_DATA15,0);

	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA16_LCDIF_DATA16,0);
	
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA17_LCDIF_DATA17,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA18_LCDIF_DATA18,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA19_LCDIF_DATA19,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA20_LCDIF_DATA20,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA21_LCDIF_DATA21,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA22_LCDIF_DATA22,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA23_LCDIF_DATA23,0);

	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK,0);	
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE,0);	
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC,0);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC,0);

	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08,0);			/* 背光BL引脚      */

	/* 2、配置LCD IO属性	
	 *bit 16:0 HYS关闭
	 *bit [15:14]: 0 默认22K上拉
	 *bit [13]: 0 pull功能
	 *bit [12]: 0 pull/keeper使能 
	 *bit [11]: 0 关闭开路输出
	 *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
	 *bit [5:3]: 111 驱动能力为R0/7
	 *bit [0]: 1 高转换率
	 */
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA01_LCDIF_DATA01,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA02_LCDIF_DATA02,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA03_LCDIF_DATA03,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA04_LCDIF_DATA04,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA05_LCDIF_DATA05,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA06_LCDIF_DATA06,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA07_LCDIF_DATA07,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA08_LCDIF_DATA08,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA09_LCDIF_DATA09,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA10_LCDIF_DATA10,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA11_LCDIF_DATA11,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA12_LCDIF_DATA12,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA13_LCDIF_DATA13,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA14_LCDIF_DATA14,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA15_LCDIF_DATA15,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA16_LCDIF_DATA16,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA17_LCDIF_DATA17,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA18_LCDIF_DATA18,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA19_LCDIF_DATA19,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA20_LCDIF_DATA20,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA21_LCDIF_DATA21,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA22_LCDIF_DATA22,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA23_LCDIF_DATA23,0xB9);

	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC,0xB9);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC,0xB9);

	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08,0xB9);	/* 背光BL引脚 		*/

	/* GPIO初始化 */
	gpio_config.direction = kGPIO_DigitalOutput;			/* 输出 			*/
	gpio_config.outputLogic = 1; 							/* 默认关闭背光 */
	gpio_init(GPIO1, 8, &gpio_config);						/* 背光默认打开 */
	gpio_pinwrite(GPIO1, 8, 1);								/* 打开背光     */
}
时钟初始化
/**
 * @brief       	: LCD时钟初始化, LCD时钟计算公式如下:
 *                	  LCD CLK = 24 * loopDiv / prediv / div
 * @param -	loopDiv	: loopDivider值
 * @param -	loopDiv : lcdifprediv值
 * @param -	div		: lcdifdiv值
 * @return 			: 无
 */
void lcdclk_init(unsigned char loopDiv, unsigned char prediv, unsigned char div)
{
	/* 先初始化video pll 
     * VIDEO PLL = OSC24M * (loopDivider + (denominator / numerator)) / postDivider
 	 *不使用小数分频器,因此denominator和numerator设置为0
 	 */
	CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_NUM = 0;		/* 不使用小数分频器 */
	CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_DENOM = 0;	

	/*
     * PLL_VIDEO寄存器设置
     * bit[13]:    1   使能VIDEO PLL时钟
     * bit[20:19]  2  设置postDivider为1分频
     * bit[6:0] : 32  设置loopDivider寄存器
	 */
	CCM_ANALOG->PLL_VIDEO =  (2 << 19) | (1 << 13) | (loopDiv << 0); 

	/*
     * MISC2寄存器设置
     * bit[31:30]: 0  VIDEO的post-div设置,时钟源来源于postDivider,1分频
	 */
	CCM_ANALOG->MISC2 &= ~(3 << 30);
	CCM_ANALOG->MISC2 = 0 << 30;

	/* LCD时钟源来源与PLL5,也就是VIDEO           PLL  */
	CCM->CSCDR2 &= ~(7 << 15);  	
	CCM->CSCDR2 |= (2 << 15);			/* 设置LCDIF_PRE_CLK使用PLL5 */

	/* 设置LCDIF_PRE分频 */
	CCM->CSCDR2 &= ~(7 << 12);		
	CCM->CSCDR2 |= (prediv - 1) << 12;	/* 设置分频  */

	/* 设置LCDIF分频 */
	CCM->CBCMR &= ~(7 << 23);					
	CCM->CBCMR |= (div - 1) << 23;				

	/* 设置LCD时钟源为LCDIF_PRE时钟 */
	CCM->CSCDR2 &= ~(7 << 9);					/* 清除原来的设置		 	*/
	CCM->CSCDR2 |= (0 << 9);					/* LCDIF_PRE时钟源选择LCDIF_PRE时钟 */
}
LCD控制器的初始化

/**
 * @brief   	: 复位ELCDIF接口
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void lcd_reset(void)
{
	LCDIF->CTRL  = 1<<31; /* 强制复位 */
}

/**
 * @brief   	: 结束复位ELCDIF接口
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void lcd_noreset(void)
{
	LCDIF->CTRL  = 0<<31; /* 取消强制复位 */
}

/**
 * @brief   	: 使能ELCDIF接口
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void lcd_enable(void)
{
	LCDIF->CTRL |= 1<<0; /* 使能ELCDIF */
}

/**
 * @brief   		: 清屏
 * @param - color	: 颜色值
 * @return 			: 读取到的指定点的颜色值
 */
void lcd_clear(unsigned int color)
{
	unsigned int num;
	unsigned int i = 0; 

	unsigned int *startaddr=(unsigned int*)tftlcd_dev.framebuffer;	//指向帧缓存首地址
	num=(unsigned int)tftlcd_dev.width * tftlcd_dev.height;			//缓冲区总长度
	for(i = 0; i < num; i++)
	{
		startaddr[i] = color;
	}		
}

/* LCD控制参数结构体 */
typedef struct tftlcd_typedef{
	unsigned short height;		/* LCD屏幕高度 */
	unsigned short width;		/* LCD屏幕宽度 */
	unsigned char pixsize;		/* LCD每个像素所占字节大小 */
	unsigned short vspw;
	unsigned short vbpd;
	unsigned short vfpd;
	unsigned short hspw;
	unsigned short hbpd;
	unsigned short hfpd;
	unsigned int framebuffer; 	/* LCD显存首地址   	  */
	unsigned int forecolor;		/* 前景色 */
	unsigned int backcolor;		/* 背景色 */
}tftlcd_typedef_t;
tftlcd_typedef_t tftlcd_dev={0};

#define LCD_FRAMEBUF_ADDR	(0x89000000)

#define LCD_BLACK		  0x00000000
#define LCD_WHITE		  0x00FFFFFF
/**
 * @brief   	: 始化RGBLCD
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void lcd_init(void)
{
	lcdgpio_init();			/* 初始化IO 			*/
	lcdclk_init(32, 3, 5);	/* 初始化LCD时钟 		*/
	
	lcd_reset();			/* 复位LCD  			*/
	delayms(10);			/* 延时10ms 			*/
	lcd_noreset();			/* 结束复位 			*/

	/* TFTLCD参数结构体初始化 */
	tftlcd_dev.height = 600;	
	tftlcd_dev.width = 1024;
	tftlcd_dev.pixsize = 4;				/* ARGB8888模式,每个像素4字节 */
	tftlcd_dev.vspw = 3;
	tftlcd_dev.vbpd = 20;
	tftlcd_dev.vfpd = 12;
	tftlcd_dev.hspw = 20;
	tftlcd_dev.hbpd = 140;
	tftlcd_dev.hfpd = 160;
	tftlcd_dev.framebuffer = LCD_FRAMEBUF_ADDR;	
	tftlcd_dev.backcolor = LCD_WHITE;	/* 背景色为白色 */
	tftlcd_dev.forecolor = LCD_BLACK;	/* 前景色为黑色 */
     
	/* 初始化ELCDIF的CTRL寄存器
     * bit [31] 0 : 停止复位
     * bit [19] 1 : 旁路计数器模式
     * bit [17] 1 : LCD工作在dotclk模式
     * bit [15:14] 00 : 输入数据不交换
     * bit [13:12] 00 : CSC不交换
     * bit [11:10] 11 : 24位总线宽度
     * bit [9:8]   11 : 24位数据宽度,也就是RGB888
     * bit [5]     1  : elcdif工作在主模式
     * bit [1]     0  : 所有的24位均有效
	 */
	 LCDIF->CTRL |= (1 << 19) | (1 << 17) | (0 << 14) | (0 << 12) |
	 				(3 << 10) | (3 << 8) | (1 << 5) | (0 << 1);
	/*
     * 初始化ELCDIF的寄存器CTRL1
     * bit [19:16]  : 0X7 ARGB模式下,传输24位数据,A通道不用传输
	 */	
	 LCDIF->CTRL1 = 0X7 << 16; 

	 /*
      * 初始化ELCDIF的寄存器TRANSFER_COUNT寄存器
      * bit [31:16]  : 高度
      * bit [15:0]   : 宽度
	  */
	LCDIF->TRANSFER_COUNT  = (tftlcd_dev.height << 16) | (tftlcd_dev.width << 0);

	/*
     * 初始化ELCDIF的VDCTRL0寄存器
     * bit [29] 0 : VSYNC输出
     * bit [28] 1 : 使能ENABLE输出
     * bit [27] 0 : VSYNC低电平有效
     * bit [26] 0 : HSYNC低电平有效
     * bit [25] 0 : DOTCLK上升沿有效
     * bit [24] 1 : ENABLE信号高电平有效
     * bit [21] 1 : DOTCLK模式下设置为1
     * bit [20] 1 : DOTCLK模式下设置为1
     * bit [17:0] : vsw参数
	 */
	LCDIF->VDCTRL0 = 0;	//先清零
	LCDIF->VDCTRL0 = (0 << 29) | (1 << 28) | (0 << 27) |
					 (0 << 26) | (0 << 25) | (1 << 24) |
					 (1 << 21) | (1 << 20) | (tftlcd_dev.vspw << 0);
	/*
	 * 初始化ELCDIF的VDCTRL1寄存器
	 * 设置VSYNC总周期
	 */  
	LCDIF->VDCTRL1 = tftlcd_dev.height + tftlcd_dev.vspw + tftlcd_dev.vfpd + tftlcd_dev.vbpd;  //VSYNC周期
	 
	 /*
	  * 初始化ELCDIF的VDCTRL2寄存器
	  * 设置HSYNC周期
	  * bit[31:18] :hsw
	  * bit[17:0]  : HSYNC总周期
	  */ 
	LCDIF->VDCTRL2 = (tftlcd_dev.hspw << 18) | (tftlcd_dev.width + tftlcd_dev.hspw + tftlcd_dev.hfpd + tftlcd_dev.hbpd);

	/*
	 * 初始化ELCDIF的VDCTRL3寄存器
	 * 设置HSYNC周期
	 * bit[27:16] :水平等待时钟数
	 * bit[15:0]  : 垂直等待时钟数
	 */ 
	LCDIF->VDCTRL3 = ((tftlcd_dev.hbpd + tftlcd_dev.hspw) << 16) | (tftlcd_dev.vbpd + tftlcd_dev.vspw);

	/*
	 * 初始化ELCDIF的VDCTRL4寄存器
	 * 设置HSYNC周期
	 * bit[18] 1 : 当使用VSHYNC、HSYNC、DOTCLK的话此为置1
	 * bit[17:0]  : 宽度
	 */ 
	
	LCDIF->VDCTRL4 = (1<<18) | (tftlcd_dev.width);

	/*
     * 初始化ELCDIF的CUR_BUF和NEXT_BUF寄存器
     * 设置当前显存地址和下一帧的显存地址
	 */
	LCDIF->CUR_BUF = (unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer;
	LCDIF->NEXT_BUF = (unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer;

	lcd_enable();			/* 使能LCD 	*/
	delayms(10);
	lcd_clear(LCD_WHITE);	/* 清屏 		*/
}
底层API

只不过是数组内中对应偏移赋值

/**
 * @brief   		: 画点函数 
 * @param - x		: x轴坐标
 * @param - y		: y轴坐标
 * @param - color	: 颜色值
 * @return 			: 无
 */
inline void lcd_drawpoint(unsigned short x,unsigned short y,unsigned int color)
{ 
  	*(unsigned int*)((unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer + 
		             tftlcd_dev.pixsize * (tftlcd_dev.width * y+x))=color;
}


/**
 * @brief   		: 读取指定点的颜色值
 * @param - x		: x轴坐标
 * @param - y		: y轴坐标
 * @return 			: 读取到的指定点的颜色值
 */
inline unsigned int lcd_readpoint(unsigned short x,unsigned short y)
{ 
	return *(unsigned int*)((unsigned int)tftlcd_dev.framebuffer + 
		   tftlcd_dev.pixsize * (tftlcd_dev.width * y + x));
}

/**
 * @brief   		: 清屏
 * @param - color	: 颜色值
 * @return 			: 读取到的指定点的颜色值
 */
void lcd_clear(unsigned int color)
{
	unsigned int num;
	unsigned int i = 0; 

	unsigned int *startaddr=(unsigned int*)tftlcd_dev.framebuffer;	//指向帧缓存首地址
	num=(unsigned int)tftlcd_dev.width * tftlcd_dev.height;			//缓冲区总长度
	for(i = 0; i < num; i++)
	{
		startaddr[i] = color;
	}		
}

/**
 * @brief   		: 以指定的颜色填充一块矩形
 * @param - x0		: 矩形起始点坐标X轴
 * @param - y0		: 矩形起始点坐标Y轴
 * @param - x1		: 矩形终止点坐标X轴
 * @param - y1		: 矩形终止点坐标Y轴
 * @param - color	: 要填充的颜色
 * @return 			: 读取到的指定点的颜色值
 */
void lcd_fill(unsigned    short x0, unsigned short y0, 
                 unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned int color)
{ 
    unsigned short x, y;

	if(x0 < 0) x0 = 0;
	if(y0 < 0) y0 = 0;
	if(x1 >= tftlcd_dev.width) x1 = tftlcd_dev.width - 1;
	if(y1 >= tftlcd_dev.height) y1 = tftlcd_dev.height - 1;
	
    for(y = y0; y <= y1; y++)
    {
        for(x = x0; x <= x1; x++)
			lcd_drawpoint(x, y, color);
    }
}

LCD操作API函数编写

API函数在此 只做声明因为实在太多了,内部只不过for循环加条件判断然后调用上个小节底层API的画点函数lcd_drawpoint

void lcd_drawline(unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned short x2, unsigned short y2);
void lcd_draw_rectangle(unsigned short x1, unsigned short y1, unsigned short x2, unsigned short y2);
void lcd_draw_Circle(unsigned short x0,unsigned short y0,unsigned char r);

//以下API需要有点阵字库
void lcd_showchar(unsigned     short x,unsigned short y,unsigned char num,unsigned char size, unsigned char mode);
void lcd_shownum(unsigned short x, unsigned short y, unsigned int num, unsigned char len,unsigned char size);
void lcd_showxnum(unsigned short x, unsigned short y, unsigned int num, unsigned char len, unsigned char size, unsigned char mode);
void lcd_show_string(unsigned short x,unsigned short y,unsigned short width, unsigned short height, unsigned char size,char *p);

RTC

RTC原理详解

​ 6U内部自带到了一个RTC外设,确切的说是SRTC。6U和6ULL的RTC内容在SNVS章节。6U的RTC分为LP和HP。LP叫做SRTC,HP是RTC,但是HP的RTC掉电以后数据就丢失了,即使用了纽扣电池也没用。所以必须要使用LP,也就是SRTC。

​ SNVS章节有些是跟加密有关的,需要与NXP签订NDA协议才可以拿到。

​ RTC分为SNVS_LP和SNVS_HP,

​ 如果做产品,建议使用外置RTC芯片,PCF8563。

​ RTC很类似定时器,外接32.768KHz的晶振,然后就开始计时,RTC使用两个寄存器来保存计数值。

​ RTC使用很简单,打开RTC,然后RTC就开始工作,我们要做的就是不断地读取RTC计数寄存器,获取时间值,或者向RTC计数器写入时间值,也就是调整时间。

SNVS_HPCOMR的bit31置1,表示所有的软件都可以访问SNVS所有寄存器。Bit8也是和安全有关的,我们置1,也可以不置1.

SNVS_LPCR寄存器,bit0置1,开始SRTC功能。

SNVS_LPSRTCMR的bit14:0为RTC计数寄存器的高15位

​ SNVS_LPSRTCLR是低32为RTC计数器,与LPSRTCMR共同组成了SRTC计数器,,每1秒数据加1。

​ 6U的RTC模式从1970年1月1日0时0点0分0秒开始计时。(32位秒计时逃不过的2038年)

时间乱码的问题

问题

​ 当我们按照6U的参考手册编写代码,读取SRTC的LPSRTCMR和LPSRTCLR获取时间值的时候,发现按照手册的说法,时间是错误的。我淦

​ 手册上写的:LPSRTCMR是SRTC的高15bit。LPSRTCLR寄存器是SRTC的低32位。RTC计数器是47bit。

问题解决方法

​ LPSRTCMR作为SRTC计数器的高15位,但是LPSRTCLR寄存器bit31:15作为SRTC计数器的低17位。相当于SRTC的计数器是个32位的。不是47位!

C程序编写

相关API以及结构体

/* 时间日期结构体 */	
typedef struct rtc_datetime
{
    unsigned short year;  /* 范围为:1970 ~ 2099 		*/
    unsigned char month;  /* 范围为:1 ~ 12				*/
    unsigned char day;    /* 范围为:1 ~ 31 (不同的月,天数不同).*/
    unsigned char hour;   /* 范围为:0 ~ 23 			*/
    unsigned char minute; /* 范围为:0 ~ 59				*/
    unsigned char second; /* 范围为:0 ~ 59				*/
}rtc_datetime_t;

/* 相关宏定义 */	
#define SECONDS_IN_A_DAY 		(86400) /* 一天86400秒	 		*/
#define SECONDS_IN_A_HOUR 		(3600)	/* 一个小时3600秒 		*/
#define SECONDS_IN_A_MINUTE 	(60)	/* 一分钟60秒  		 	*/
#define DAYS_IN_A_YEAR 			(365)	/* 一年365天 			*/
#define YEAR_RANGE_START 		(1970)	/* 开始年份1970年 		*/
#define YEAR_RANGE_END 			(2099)	/* 结束年份2099年 		*/

/**
 * @brief   	: 开启RTC
 */
void rtc_enable(void)
{
	/*
	 * LPCR寄存器bit0置1,使能RTC
 	 */
	SNVS->LPCR |= 1 << 0;	
	while(!(SNVS->LPCR & 0X01));//等待使能完成
	
}

/**
 * @brief   	: 关闭RTC
 */
void rtc_disable(void)
{
	/*
	 * LPCR寄存器bit0置0,关闭RTC
 	 */
	SNVS->LPCR &= ~(1 << 0);	
	while(SNVS->LPCR & 0X01);//等待关闭完成
}

/**
 * @brief   	: 判断指定年份是否为闰年,闰年条件如下:
 * @param - year: 要判断的年份
 * @return 		: 1 是闰年,0 不是闰年
 */
unsigned char rtc_isleapyear(unsigned short year)
{	
	unsigned char value=0;
	
	if(year % 400 == 0)
		value = 1;
	else 
	{
		if((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0))
			value = 1;
		else 
			value = 0;
	}
	return value;
}

/**
 * @brief   		: 将时间转换为秒数
 * @param - datetime: 要转换日期和时间。
 * @return 			: 转换后的秒数
 */
unsigned int rtc_coverdate_to_seconds(struct rtc_datetime *datetime)
{	
	unsigned short i = 0;
	unsigned int seconds = 0;
	unsigned int days = 0;
	unsigned short monthdays[] = {0U, 0U, 31U, 59U, 90U, 120U, 151U, 181U, 212U, 243U, 273U, 304U, 334U};
	
	for(i = 1970; i < datetime->year; i++)
	{
		days += DAYS_IN_A_YEAR; 		/* 平年,每年365天 */
		if(rtc_isleapyear(i)) days += 1;/* 闰年多加一天 		*/
	}

	days += monthdays[datetime->month];
	if(rtc_isleapyear(i) && (datetime->month >= 3)) days += 1;/* 闰年,并且当前月份大于等于3月的话加一天 */

	days += datetime->day - 1;

	seconds = days * SECONDS_IN_A_DAY + 
				datetime->hour * SECONDS_IN_A_HOUR +
				datetime->minute * SECONDS_IN_A_MINUTE +
				datetime->second;

	return seconds;	
}

/**
 * @brief   		: 设置时间和日期
 * @param - datetime: 要设置的日期和时间
 * @return 			: 无
 */
void rtc_setdatetime(struct rtc_datetime *datetime)
{
	
	unsigned int seconds = 0;
	unsigned int tmp = SNVS->LPCR; 
	
	rtc_disable();	/* 设置寄存器HPRTCMR和HPRTCLR的时候一定要先关闭RTC */

	/* 先将时间转换为秒         */
	seconds = rtc_coverdate_to_seconds(datetime);
	
	SNVS->LPSRTCMR = (unsigned int)(seconds >> 17); /* 设置高17位 */
	SNVS->LPSRTCLR = (unsigned int)(seconds << 15); /* 设置低15位 */

	/* 如果此前RTC是打开的在设置完RTC时间以后需要重新打开RTC */
	if (tmp & 0x1)
		rtc_enable();
}

RTC初始化

/**
 * @brief   : 初始化RTC
 */
void rtc_init(void)
{
	/*
     * 设置HPCOMR寄存器
     * bit[31] 1 : 允许访问SNVS寄存器,一定要置1
     * bit[8]  1 : 此位置1,需要签署NDA协议才能看到此位的详细说明,
     *             这里不置1也没问题
	 */
	SNVS->HPCOMR |= (1 << 31) | (1 << 8);
	
#if 0
	rtc_datetime rtcdate;

	rtcdate.year = 2021U;
    rtcdate.month = 2U;
    rtcdate.day = 25U;
    rtcdate.hour = 23U;
    rtcdate.minute = 49;
    rtcdate.second = 0;
	rtc_setDatetime(&rtcdate); //初始化时间和日期,我也要写成我现在的时间
#endif
	
	rtc_enable();	//使能RTC

}

黑人问号脸?就两句?就这?就这?就这?

I2C

I2C协议简单介绍

I2C是一个比较简单且运用非常广泛的协议,如不了解可百度了解,这里不做介绍

1、I2C分为SCL和SDA,两个必须要接上拉电阻到VCC,比如3.3V,一般是4.7K上拉电阻。
2、I2C总线支持多从机,通过从机地址来区分从机。
3、I2C频率标准模式100kbit/S,快速模式400Kbit/S

开发板上的I2C

​ 开发板上有个AP3216C,这是一个IIC接口的器件,这是一个环境光传感器。AP3216C连接到了I2C1上:
​ I2C1_SCL: 使用的是UART4_TXD这个IO,复用位ALT2
​ I2C1_SDA: 使用的是UART4_RXD这个IO。复用为ALT2

AP3216C简介

​ 1、AP3216C是一个三合一的环境光传感器,ALS+PS+IRLED,ALS是环境光,PS是接近传感器,IR是红外LED灯。I2C接口,最高400Kbit/S的频率。环境光,ALS是16位输出。接近传感器PS是10bit输出。IR传感器也是10bit
​ 2、AP3216C的从机地址位0X1E。
​ 3、0X0A 是IR Ddata low。Bit7为0的时候表示IR和PS数据有效,为1的时候IR和PS数据无效。Bit1:0是IR的低2位。
​ 4、0X0B 是IR Data high,big7:0是高字节。与0X0A一起组成需要使用的数据。
​ 5、0X0C、0X0D 分别位ALS的低8位和高8位。
​ 6、0X0E 的bit3:0是低4位数据,0X0F的bit5:0是高6位数据。加起来就是10位
​ 7、0X00 是系统配置寄存器,bit2:0设置AP3216C开始那些传感器,我们需要设置位011,也就是0x3,表示开始ALS+PS+IR。

6ULL I2C接口详解

​ 1、时钟源选择perclk_clk_root=ipg_clk_root=66MHz

​ 2、IFDR寄存器设置I2C频率,bit5:0设置频分值,假如我们现在需要100kbit的速率,那么66000000/100000=660。经过查找IC位设置位0X38或0X15的时候,为640分频,66000000/640=103.125Kbit.

​ 3、I2CR寄存器,bit7为I2C使能位,置1使能I2C。bit5为主从模式选择位,为0表示从机,为1表示主机。Bit4为发送/接收设置位,为0的时候是接收,为1的时候是发送

​ 4、I2SR寄存器,bit7为传输完成位,为0表示正在发送,为1表示发送完成。Bit5是I2C忙闲位,为0的时候I2C总线空闲,为1的时候I2C总线忙。Bit0是读确认位,也就是ACK信号

​ 5、I2DR寄存器,数据寄存器。

C程序编写

I2C模块

I2C初始化

/**
 * @brief   		: 初始化I2C,波特率100KHZ
 * @param - base 	: 要初始化的IIC设置
 * @return 			: 无
 */
void i2c_init(I2C_Type *base)
{
	/* 1、配置I2C */
	base->I2CR &= ~(1 << 7); /* 要访问I2C的寄存器,首先需要先关闭I2C */

    /* 设置波特率为100K
     * I2C的时钟源来源于IPG_CLK_ROOT=66Mhz
 	 * IC2 时钟 = PERCLK_ROOT/dividison(IFDR寄存器)
	 * 设置寄存器IFDR,IFDR寄存器参考IMX6UL参考手册P1260页,表29-3,
	 * 根据表29-3里面的值,挑选出一个还是的分频数,比如本例程我们
	 * 设置I2C的波特率为100K, 因此当分频值=66000000/100000=660.
	 * 在表29-3里面查找,没有660这个值,但是有640,因此就用640,
	 * 即寄存器IFDR的IC位设置为0X15
	 */
	base->IFDR = 0X15 << 0;

	/*
     * 设置寄存器I2CR,开启I2C
     * bit[7] : 1 使能I2C,I2CR寄存器其他位其作用之前,此位必须最先置1
	 */
	base->I2CR |= (1<<7);
}

I2C主机时序产生

/**
 * @brief   			: 发送开始信号
 * @param - base 		: 要使用的IIC
 * @param - addrss		: 设备地址
 * @param - direction	: 方向
 * @return 				: 0 正常 其他值 出错
 */
unsigned char i2c_master_start(I2C_Type *base, unsigned char address,  enum i2c_direction direction)
{
	if(base->I2SR & (1 << 5))			/* I2C忙 */
		return 1;

	/*
     * 设置寄存器I2CR
     * bit[5]: 1 主模式
     * bit[4]: 1 发送
	 */
	base->I2CR |=  (1 << 5) | (1 << 4);

	/*
     * 设置寄存器I2DR
     * bit[7:0] : 要发送的数据,这里写入从设备地址
     *            参考资料:IMX6UL参考手册P1249
	 */ 
	base->I2DR = ((unsigned int)address << 1) | ((direction == kI2C_Read)? 1 : 0);
	return 0;
}

/**
 * @brief   			: 发送重新开始信号
 * @param - base 		: 要使用的IIC
 * @param - addrss		: 设备地址
 * @param - direction	: 方向
 * @return 				: 0 正常 其他值 出错
 */
unsigned char i2c_master_repeated_start(I2C_Type *base, unsigned char address,  enum i2c_direction direction)
{
	/* I2C忙并且工作在从模式,跳出 */
	if(base->I2SR & (1 << 5) && (((base->I2CR) & (1 << 5)) == 0))		
		return 1;

	/*
     * 设置寄存器I2CR
     * bit[4]: 1 发送
     * bit[2]: 1 产生重新开始信号
	 */
	base->I2CR |=  (1 << 4) | (1 << 2);

	/*
     * 设置寄存器I2DR
     * bit[7:0] : 要发送的数据,这里写入从设备地址
     *            参考资料:IMX6UL参考手册P1249
	 */ 
	base->I2DR = ((unsigned int)address << 1) | ((direction == kI2C_Read)? 1 : 0);
	
	return 0;
}

/**
 * @brief		: 停止信号
 * @param - base	: 要使用的IIC
 * @param			: 无
 * @return 			: 状态结果
 */
unsigned char i2c_master_stop(I2C_Type *base)
{
	unsigned short timeout = 0xffff;

	/*
	 * 清除I2CR的bit[5:3]这三位
	 */
	base->I2CR &= ~((1 << 5) | (1 << 4) | (1 << 3));

	/* 等待忙结束 */
	while((base->I2SR & (1 << 5)))
	{
		timeout--;
		if(timeout == 0)	/* 超时跳出 */
			return I2C_STATUS_TIMEOUT;
	}
	return I2C_STATUS_OK;
}

/**
 * @brief   		: 检查并清除错误
 * @param - base 	: 要使用的IIC
 * @param - status	: 状态
 * @return 			: 状态结果
 */
unsigned char i2c_check_and_clear_error(I2C_Type *base, unsigned int status)
{
	/* 检查是否发生仲裁丢失错误 */
	if(status & (1<<4))
	{
		base->I2SR &= ~(1<<4);		/* 清除仲裁丢失错误位 			*/

		base->I2CR &= ~(1 << 7);	/* 先关闭I2C 				*/
		base->I2CR |= (1 << 7);		/* 重新打开I2C 				*/
		return I2C_STATUS_ARBITRATIONLOST;
	} 
	else if(status & (1 << 0))     	/* 没有接收到从机的应答信号 */
	{
		return I2C_STATUS_NAK;		/* 返回NAK(No acknowledge) */
	}
	return I2C_STATUS_OK;
}

I2C读写

/**
 * @brief   		: 发送数据
 * @param - base 	: 要使用的IIC
 * @param - buf		: 要发送的数据
 * @param - size	: 要发送的数据大小
 * @param - flags	: 标志
 * @return 			: 无
 */
void i2c_master_write(I2C_Type *base, const unsigned char *buf, unsigned int size)
{
	/* 等待传输完成 */
	while(!(base->I2SR & (1 << 7))); 
	
	base->I2SR &= ~(1 << 1); 	/* 清除标志位 */
	base->I2CR |= 1 << 4;		/* 发送数据 */
	
	while(size--)
	{
		base->I2DR = *buf++; 	/* 将buf中的数据写入到I2DR寄存器 */
		
		while(!(base->I2SR & (1 << 1))); 	/* 等待传输完成 */	
		base->I2SR &= ~(1 << 1);			/* 清除标志位 */

		/* 检查ACK */
		if(i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR))
			break;
	}
	
	base->I2SR &= ~(1 << 1);
	i2c_master_stop(base); 	/* 发送停止信号 */
}

/**
 * @brief   		: 读取数据
 * @param - base 	: 要使用的IIC
 * @param - buf		: 读取到数据
 * @param - size	: 要读取的数据大小
 * @return 			: 无
 */
void i2c_master_read(I2C_Type *base, unsigned char *buf, unsigned int size)
{
	volatile uint8_t dummy = 0;

	dummy++; 	/* 防止编译报错 */
	
	/* 等待传输完成 */
	while(!(base->I2SR & (1 << 7))); 
	
	base->I2SR &= ~(1 << 1); 				/* 清除中断挂起位 */
	base->I2CR &= ~((1 << 4) | (1 << 3));	/* 接收数据 */
	
	/* 如果只接收一个字节数据的话发送NACK信号 */
	if(size == 1)
        base->I2CR |= (1 << 3);

	dummy = base->I2DR; /* 假读 */
	
	while(size--)
	{
		while(!(base->I2SR & (1 << 1))); 	/* 等待传输完成 */	
		base->I2SR &= ~(1 << 1);			/* 清除标志位 */

	 	if(size == 0)
        {
        	i2c_master_stop(base); 			/* 发送停止信号 */
        }

        if(size == 1)
        {
            base->I2CR |= (1 << 3);
        }
		*buf++ = base->I2DR;
	}
}

I2C读写封装

正点原子在这个模块通过结构体对I2C读写函数的封装,代码如下

/**
 * @brief    :I2C方向枚举类型,确定I2C的方向
 */
enum i2c_direction
{
    kI2C_Write = 0x0, 		/* 主机向从机写数据 */
    kI2C_Read = 0x1,  		/* 主机从从机读数据 */
} ;

/**
 * @brief    :主机传输结构体、确定I2C的数据传输规则
 */
struct i2c_transfer
{
    unsigned char slaveAddress;      	/* 7位从机地址 			*/
    enum i2c_direction direction; 		/* 传输方向 			*/
    unsigned int subaddress;       		/* 寄存器地址			*/
    unsigned char subaddressSize;    	/* 寄存器地址长度 			*/
    unsigned char *volatile data;    	/* 数据缓冲区 			*/
    volatile unsigned int dataSize;  	/* 数据缓冲区长度 			*/
};

/*对外部读写只有一个接口,使用起来较为简单*/
/**
 * @brief   	: I2C数据传输,包括读和写
 * @param - base: 要使用的IIC
 * @param - xfer: 传输结构体
 * @return 		: 传输结果,0 成功,其他值 失败;
 */
unsigned char i2c_master_transfer(I2C_Type *base, struct i2c_transfer *xfer)
{
	unsigned char ret = 0;
	 enum i2c_direction direction = xfer->direction;	

	base->I2SR &= ~((1 << 1) | (1 << 4));			/* 清除标志位 */

	/* 等待传输完成 */
	while(!((base->I2SR >> 7) & 0X1)){}; 

	/* 如果是读的话,要先发送寄存器地址,所以要先将方向改为写 */
    if ((xfer->subaddressSize > 0) && (xfer->direction == kI2C_Read))
    {
        direction = kI2C_Write;
    }

	ret = i2c_master_start(base, xfer->slaveAddress, direction); /* 发送开始信号 */
    if(ret)
    {	
		return ret;
	}

	while(!(base->I2SR & (1 << 1))){};			/* 等待传输完成 */

    ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);	/* 检查是否出现传输错误 */
    if(ret)
    {
      	i2c_master_stop(base); 						/* 发送出错,发送停止信号 */
        return ret;
    }
	
    /* 发送寄存器地址 */
    if(xfer->subaddressSize)
    {
        do
        {
			base->I2SR &= ~(1 << 1);			/* 清除标志位 */
            xfer->subaddressSize--;				/* 地址长度减一 */
			
            base->I2DR =  ((xfer->subaddress) >> (8 * xfer->subaddressSize)); //向I2DR寄存器写入子地址
  
			while(!(base->I2SR & (1 << 1)));  	/* 等待传输完成 */

            /* 检查是否有错误发生 */
            ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);
            if(ret)
            {
             	i2c_master_stop(base); 				/* 发送停止信号 */
             	return ret;
            }  
        } while ((xfer->subaddressSize > 0) && (ret == I2C_STATUS_OK));

        if(xfer->direction == kI2C_Read) 		/* 读取数据 */
        {
            base->I2SR &= ~(1 << 1);			/* 清除中断挂起位 */
            i2c_master_repeated_start(base, xfer->slaveAddress, kI2C_Read); /* 发送重复开始信号和从机地址 */
    		while(!(base->I2SR & (1 << 1))){};/* 等待传输完成 */

            /* 检查是否有错误发生 */
			ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);
            if(ret)
            {
             	ret = I2C_STATUS_ADDRNAK;
                i2c_master_stop(base); 		/* 发送停止信号 */
                return ret;  
            }
           	          
        }
    }	

    /* 发送数据 */
    if ((xfer->direction == kI2C_Write) && (xfer->dataSize > 0))
    {
    	i2c_master_write(base, xfer->data, xfer->dataSize);
	}

    /* 读取数据 */
    if ((xfer->direction == kI2C_Read) && (xfer->dataSize > 0))
    {
       	i2c_master_read(base, xfer->data, xfer->dataSize);
	}
	return 0;	
}

6ULL这个I2C对于新手是不太友好的,需要自己操作起始信号和停止信号,但是从机地址却不需要自己去主动发送,总觉得是有些别扭的。调试起来也会比较麻烦。需要自己阅读datasheet进行调试。

AP3216C模块

读写

/**
 * @brief   	: 向AP3216C写入数据
 * @param - addr: 设备地址
 * @param - reg : 要写入的寄存器
 * @param - data: 要写入的数据
 * @return 		: 操作结果
 */
unsigned char ap3216c_writeonebyte(unsigned char addr,unsigned char reg, unsigned char data)
{
    unsigned char status=0;
    unsigned char writedata=data;
    struct i2c_transfer masterXfer;
	
    /* 配置I2C xfer结构体 */
   	masterXfer.slaveAddress = addr; 			/* 设备地址 				*/
    masterXfer.direction = kI2C_Write;			/* 写入数据 				*/
    masterXfer.subaddress = reg;				/* 要写入的寄存器地址 			*/
    masterXfer.subaddressSize = 1;				/* 地址长度一个字节 			*/
    masterXfer.data = &writedata;				/* 要写入的数据 				*/
    masterXfer.dataSize = 1;  					/* 写入数据长度1个字节			*/

    if(i2c_master_transfer(I2C1, &masterXfer))
        status=1;
        
    return status;
}

/**
 * @brief   	: 从AP3216C读取一个字节的数据
 * @param - addr: 设备地址
 * @param - reg : 要读取的寄存器
 * @return 		: 读取到的数据。
 */
unsigned char ap3216c_readonebyte(unsigned char addr,unsigned char reg)
{
	unsigned char val=0;
	
	struct i2c_transfer masterXfer;	
	masterXfer.slaveAddress = addr;				/* 设备地址 				*/
    masterXfer.direction = kI2C_Read;			/* 读取数据 				*/
    masterXfer.subaddress = reg;				/* 要读取的寄存器地址 			*/
    masterXfer.subaddressSize = 1;				/* 地址长度一个字节 			*/
    masterXfer.data = &val;						/* 接收数据缓冲区 				*/
    masterXfer.dataSize = 1;					/* 读取数据长度1个字节			*/
	i2c_master_transfer(I2C1, &masterXfer);

	return val;
}

初始化

/**
 * @brief   	: 初始化AP3216C
 * @param		: 无
 * @return 		: 0 成功,其他值 错误代码
 */
unsigned char ap3216c_init(void)
{
	unsigned char data = 0;

	/* 1、IO初始化,配置I2C IO属性	
     * I2C1_SCL -> UART4_TXD
     * I2C1_SDA -> UART4_RXD
     */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_TX_DATA_I2C1_SCL, 1);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_RX_DATA_I2C1_SDA, 1);

	/* 
	 *bit 16:0 HYS关闭
	 *bit [15:14]: 1 默认47K上拉
	 *bit [13]: 1 pull功能
	 *bit [12]: 1 pull/keeper使能 
	 *bit [11]: 0 关闭开路输出
	 *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
	 *bit [5:3]: 110 驱动能力为R0/6
	 *bit [0]: 1 高转换率
	 */
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART4_TX_DATA_I2C1_SCL, 0x70B0);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART4_RX_DATA_I2C1_SDA, 0X70B0);

	i2c_init(I2C1);		/* 初始化I2C1 */

	/* 2、初始化AP3216C */
	ap3216c_writeonebyte(AP3216C_ADDR, AP3216C_SYSTEMCONG, 0X04);	/* 复位AP3216C 			*/
	delayms(50);													/* AP33216C复位至少10ms */
	ap3216c_writeonebyte(AP3216C_ADDR, AP3216C_SYSTEMCONG, 0X03);	/* 开启ALS、PS+IR 		   	*/
	data = ap3216c_readonebyte(AP3216C_ADDR, AP3216C_SYSTEMCONG);	/* 读取刚刚写进去的0X03 */
	if(data == 0X03)
		return 0;	/* AP3216C正常 	*/
	else 
		return 1;	/* AP3216C失败 	*/
}

读取数据

/**
 * @brief   	: 读取AP3216C的数据,读取原始数据,包括ALS,PS和IR, 注意!
 *				: 如果同时打开ALS,IR+PS的话两次数据读取的时间间隔要大于112.5ms
 * @param - ir	: ir数据
 * @param - ps 	: ps数据
 * @param - ps 	: als数据 
 * @return 		: 无。
 */
void ap3216c_readdata(unsigned short *ir, unsigned short *ps, unsigned short *als)
{
    unsigned char buf[6];
    unsigned char i;

	/* 循环读取所有传感器数据 */
    for(i = 0; i < 6; i++)	
    {
        buf[i] = ap3216c_readonebyte(AP3216C_ADDR, AP3216C_IRDATALOW + i);	
    }
	
    if(buf[0] & 0X80) 	/* IR_OF位为1,则数据无效 */
		*ir = 0;					
	else 				/* 读取IR传感器的数据   		*/
		*ir = ((unsigned short)buf[1] << 2) | (buf[0] & 0X03); 			
	
	*als = ((unsigned short)buf[3] << 8) | buf[2];	/* 读取ALS传感器的数据 			 */  
	
    if(buf[4] & 0x40)	/* IR_OF位为1,则数据无效 			*/
		*ps = 0;    													
	else 				/* 读取PS传感器的数据    */
		*ps = ((unsigned short)(buf[5] & 0X3F) << 4) | (buf[4] & 0X0F); 	
}

SPI

SPI协议简单介绍

SPI是一个比较简单且运用非常广泛的协议,如不了解可百度了解,这里不做介绍

​ 1、SPI相比I2C最大的优势有两点:一个是速度快,最高可以大几十M,甚至上百MHz,第二个就是SPI是个全双工。

​ 2、SPI接口和I2C一样,一个SPI接口可以连接多个SPI外设,SPI通过CS引脚/数据线,片选引脚来选择和哪个SPI外设通信。SPI通信前先将指定的SPI外设对应的CS引脚拉低来选中此设备。

​ 3、根据CPOL和CPHA可以设置四种工作模式,一般使用CPOL=0、CPHA=0。

开发板上的SPI接口

通过ECSPI3接口连接了一个6轴传感器,引脚如下:

​ ECSPI3_SCLK : UART2_RX

​ ECSPI3_MOSI:UART2_CTS

​ ECSPI3_SS0:UART2_TXD

​ ECSPI3_MISO: UART2_RTS

​ 6ULL一个SPI主接口有4个硬件片选,分别为SS0~SS3。

6ULL SPI接口详解

​ 1、6ULL的SPI接口叫做ECSPI,支持全双工、主丛可配置。

​ 2、4个硬件片选信号,可以使用软件片选,这样一个SPI接口所能连接的外设就无限制了。

​ 1、RXDATA寄存器为接收到的数据。

​ 2、TXDATA寄存器为发送数据寄存器。

​ 3、CONREG寄存器为配置寄存器,bit0置1,使能SPI。Bit3置1,表示当向TXFIFO写入数据以后马上开启SPI突发访问,也就是发送数据。Bit7:4设置SPI通道主从模式,bit7为通道3,bit4为通道0,我们使用到了SS0,也就是通道0,因此需要设置bit4为1。Bit19:18设置为00,我们使用到SS0,也就是通道0。Bit31:30设置突发访问长度,我们设置为7,也就是8bit突发长度,一个字节。

​ 4、CONFIGREG寄存器的bit0为PHA,设置为0,表示 串行时钟的第一个跳变沿开始采集数据。设置bit4为PO,设置为0,表示SCLK空闲的时候为低电平。Bit8设置0。Bit12设置 为0。Bit16设置为0,表示空闲的时候数据线为高。Bit20设置为0,表示SCLK空闲的时候为低。

​ 5、STATREG寄存器,bit0表示TXFIFO为空,我们在发送数据之前要等待TXFIFO为空,也就是等待bit0为1。Bit3表示RXFIFO是否有数据,为1的时候示RXFIFO至少有1个字的数据,我们在接收数据的时候要等到bit3为1。

​ 6、PERIODREG寄存器,bit14:0设置wait states时间,我们设置为0X2000。Bit15设置wait states的时钟源为SPI CLK,将此位设置0。Bit21:16表示片选信号的延时,可设置0-63,这里设置为0.

​ 7、SPI时钟设置!

​ SPI时钟源最终来源于pll3_sw_clk=480MHz/8=60MHz,设置CSCDR2寄存器的bit18为0,也就是ECSPI时钟源为60MHz。bit24:19设置为0,表示1分频,因此最终进入到SPI外设的时钟源为60MHz

​ ECSPI模块还需要对时钟进行两级分频,由ECSPI_CONREG寄存器设置。Bit15:12设置前级分频,可以设置00xf,表示116分频。Bit11:8设置2级分频,设置2^n分频,n=0~15.

C程序编写

SPI模块

SPI初始化

/**
 * @brief		: 初始化SPI
 * @param - base	: 要初始化的SPI
 * @return 			: 无
 */
void spi_init(ECSPI_Type *base)
{
	/* 配置CONREG寄存器
	 * bit0 : 		1 	使能ECSPI
	 * bit3 : 		1	当向TXFIFO写入数据以后立即开启SPI突发。
	 * bit[7:4] : 	0001 SPI通道0主模式,根据实际情况选择,
	 *            	   	开发板上的ICM-20608接在SS0上,所以设置通道0为主模式
	 * bit[19:18]:	00 	选中通道0(其实不需要,因为片选信号我们我们自己控制)
	 * bit[31:20]:	0x7	突发长度为8个bit。 
	 */
	base->CONREG = 0; /* 先清除控制寄存器 */
	base->CONREG |= (1 << 0) | (1 << 3) | (1 << 4) | (7 << 20); /* 配置CONREG寄存器 */

	/*
     * ECSPI通道0设置,即设置CONFIGREG寄存器
     * bit0:	0 通道0 PHA为0
     * bit4:	0 通道0 SCLK高电平有效
     * bit8: 	0 通道0片选信号 当SMC为1的时候此位无效
     * bit12:	0 通道0 POL为0
     * bit16:	0 通道0 数据线空闲时高电平
     * bit20:	0 通道0 时钟线空闲时低电平
	 */
	base->CONFIGREG = 0; 		/* 设置通道寄存器 */
	
	/*  
     * ECSPI通道0设置,设置采样周期
     * bit[14:0] :	0X2000  采样等待周期,比如当SPI时钟为10MHz的时候
     *  		    0X2000就等于1/10000 * 0X2000 = 0.8192ms,也就是连续
     *          	读取数据的时候每次之间间隔0.8ms
     * bit15	 :  0  采样时钟源为SPI CLK
     * bit[21:16]:  0  片选延时,可设置为0~63
	 */
	base->PERIODREG = 0X2000;		/* 设置采样周期寄存器 */

	/*
     * ECSPI的SPI时钟配置,SPI的时钟源来源于pll3_sw_clk/8=480/8=60MHz
     * 通过设置CONREG寄存器的PER_DIVIDER(bit[11:8])和POST_DIVEDER(bit[15:12])来
     * 对SPI时钟源分频,获取到我们想要的SPI时钟:
     * SPI CLK = (SourceCLK / PER_DIVIDER) / (2^POST_DIVEDER)
     * 比如我们现在要设置SPI时钟为6MHz,那么PER_DIVEIDER和POST_DEIVIDER设置如下:
     * PER_DIVIDER = 0X9。
     * POST_DIVIDER = 0X0。
     * SPI CLK = 60000000/(0X9 + 1) = 60000000=6MHz
	 */
	base->CONREG &= ~((0XF << 12) | (0XF << 8));	/* 清除PER_DIVDER和POST_DIVEDER以前的设置 */
	base->CONREG |= (0X9 << 12);					/* 设置SPI CLK = 6MHz */
}

读写数据

因为是全双工,在发送的时候也在读取数据,所有代码较为简单

/**
 * @brief   		: SPI通道0发送/接收一个字节的数据
 * @param - base	: 要使用的SPI
 * @param - txdata	: 要发送的数据
 * @return 			: 无
 */
unsigned char spich0_readwrite_byte(ECSPI_Type *base, unsigned char txdata)
{ 
	uint32_t  spirxdata = 0;
	uint32_t  spitxdata = txdata;

    /* 选择通道0 */
	base->CONREG &= ~(3 << 18);
	base->CONREG |= (0 << 18);

  	while((base->STATREG & (1 << 0)) == 0){} /* 等待发送FIFO为空 */
		base->TXDATA = spitxdata;
	
	while((base->STATREG & (1 << 3)) == 0){} /* 等待接收FIFO有数据 */
		spirxdata = base->RXDATA;
	return spirxdata;
}

错误修改

​ 使用浮点计算的时候程序卡死了,因为没有开始6UL的硬件浮点运算。在编译的时候没有使用浮点。解决此问题需要两点:

​ ①、开启6UL的硬件浮点单元

/**
 * @brief   	: 使能I.MX6U的硬件NEON和FPU(浮点运算单元)
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
 void imx6ul_hardfpu_enable(void)
{
	uint32_t cpacr;
	uint32_t fpexc;

	/* 使能NEON和FPU */
	cpacr = __get_CPACR();
	cpacr = (cpacr & ~(CPACR_ASEDIS_Msk | CPACR_D32DIS_Msk))
		   |  (3UL << CPACR_cp10_Pos) | (3UL << CPACR_cp11_Pos);
	__set_CPACR(cpacr);
	fpexc = __get_FPEXC();
	fpexc |= 0x40000000UL;	
	__set_FPEXC(fpexc);
}

​ ②、编译指定硬件浮点。

#-march=armv7-a -mfpu=neon-vfpv4 -mfloat-abi=hard  
$(COBJS) : obj/%.o : %.c
	$(CC) -Wall -march=armv7-a -mfpu=neon-vfpv4 -mfloat-abi=hard -Wa,-mimplicit-it=thumb -nostdlib -fno-builtin -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<

多点电容触摸屏

多点电容触摸屏简介

1、多点触摸,不需要按下。
2、电容触摸屏需要一个IC驱动控制的,一般是I2C接口,多点触摸屏驱动最终就是一个I2C外设驱动。
触摸屏IP:
CT_INT,触摸中断线,连接到了GPIO1_IO09
I2C2_SCL:连接到了UART5_TXD
I2C2_SDA:连接到了UART5_RXD
RESET:连接到了SNVS_TAMPER9

电容触摸芯片输出的触摸点坐标信息为对应的屏幕像素点信息,因此不需要校准。电阻屏需要校准。

FT54x6/FT52x6电容触摸芯片

1、IIC接口,最大400KHz,因此此模块需要用到I2C中的I2C模块
2、正点原子7寸屏幕FT5426的IIC地址为0X38.
3、需要用到的寄存器
DEVICE_MODE 0X00,需要设置为0X0,表示正常运行模式。
ID_G_LIB_VERSION_H以及ID_G_LIB_VERSION_L 0XA1和0XA2。表示固件版本号。
ID_G_MODE 0XA4,设置为1,表示采用中断方式上报触摸信息。
TD_STATUS 0X02,当前触摸点的个数,1~5。
TOUCH1_XH 0X03开始记录着触摸屏的触摸点坐标信息,一个触摸点6个寄存器,一共需要5*6=30个寄存器。一直读取到0X20

一个触摸点坐标信息用12bit表示,其中H的bit3:0这4个bit为高4位,L寄存器的bit7:0为低8位。
对于XH寄存器,bit7:6表示事件,很重要。
YH寄存器的bit7:4表示触摸ID,

当有触摸时,产生中断信号到6ULL

C程序编写

芯片的读写

/**
 * @brief   	: 向FT5429写入数据
 * @param - addr: 设备地址
 * @param - reg : 要写入的寄存器
 * @param - data: 要写入的数据
 * @return 		: 操作结果
 */
unsigned char ft5426_write_byte(unsigned char addr,unsigned char reg, unsigned char data)
{
    unsigned char status=0;
    unsigned char writedata=data;
    struct i2c_transfer masterXfer;
	
    /* 配置I2C xfer结构体 */
   	masterXfer.slaveAddress = addr; 			/* 设备地址 				*/
    masterXfer.direction = kI2C_Write;			/* 写入数据 				*/
    masterXfer.subaddress = reg;				/* 要写入的寄存器地址 			*/
    masterXfer.subaddressSize = 1;				/* 地址长度一个字节 			*/
    masterXfer.data = &writedata;				/* 要写入的数据 				*/
    masterXfer.dataSize = 1;  					/* 写入数据长度1个字节			*/

    if(i2c_master_transfer(I2C2, &masterXfer))
        status=1;
        
    return status;
}

/**
 * @brief   	: 从FT5426读取一个字节的数据
 * @param - addr: 设备地址
 * @param - reg : 要读取的寄存器
 * @return 		: 读取到的数据。
 */
unsigned char ft5426_read_byte(unsigned char addr,unsigned char reg)
{
	unsigned char val=0;
	
	struct i2c_transfer masterXfer;	
	masterXfer.slaveAddress = addr;				/* 设备地址 				*/
    masterXfer.direction = kI2C_Read;			/* 读取数据 				*/
    masterXfer.subaddress = reg;				/* 要读取的寄存器地址 			*/
    masterXfer.subaddressSize = 1;				/* 地址长度一个字节 			*/
    masterXfer.data = &val;						/* 接收数据缓冲区 				*/
    masterXfer.dataSize = 1;					/* 读取数据长度1个字节			*/
	i2c_master_transfer(I2C2, &masterXfer);

	return val;
}

/**
 * @brief   	: 从FT5429读取多个字节的数据
 * @param - addr: 设备地址
 * @param - reg : 要读取的开始寄存器地址
 * @param - len : 要读取的数据长度.
 * @param - buf : 读取到的数据缓冲区
 * @return 		: 无
 */
void ft5426_read_len(unsigned char addr,unsigned char reg,unsigned char len,unsigned char *buf)
{	
	struct i2c_transfer masterXfer;	
	
	masterXfer.slaveAddress = addr;				/* 设备地址 				*/
    masterXfer.direction = kI2C_Read;			/* 读取数据 				*/
    masterXfer.subaddress = reg;				/* 要读取的寄存器地址 			*/
    masterXfer.subaddressSize = 1;				/* 地址长度一个字节 			*/
    masterXfer.data = buf;						/* 接收数据缓冲区 				*/
    masterXfer.dataSize = len;					/* 读取数据长度1个字节			*/
	i2c_master_transfer(I2C2, &masterXfer);
} 

/**
 * @brief   	: 读取当前触摸点个数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void ft5426_read_tpnum(void)
{
	ft5426_dev.point_num = ft5426_read_byte(FT5426_ADDR, FT5426_TD_STATUS);
}

初始化芯片

/* 触摸屏结构体 */
struct ft5426_dev_struc
{	
	unsigned char initfalg;		/* 触摸屏初始化状态 */
	unsigned char intflag;		/* 标记中断有没有发生 */
	unsigned char point_num;	/* 触摸点 		*/
	unsigned short x[5];		/* X轴坐标 	*/
	unsigned short y[5];		/* Y轴坐标 	*/

};

struct ft5426_dev_struc ft5426_dev;

/**
 * @brief   	: 初始化触摸屏,其实就是初始化FT5426
 * @param		: 无
 * @return 		: 无
 */
void ft5426_init(void)
{
	unsigned char reg_value[2];

	ft5426_dev.initfalg = FT5426_INIT_NOTFINISHED;

	/* 1、初始化IIC2 IO
     * I2C2_SCL -> UART5_TXD
     * I2C2_SDA -> UART5_RXD
     */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART5_TX_DATA_I2C2_SCL,1);
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART5_RX_DATA_I2C2_SDA,1);

	/* 配置I2C2 IO属性	
	 *bit 16:0 HYS关闭
	 *bit [15:14]: 1 默认47K上拉
	 *bit [13]: 1 pull功能
	 *bit [12]: 1 pull/keeper使能 
	 *bit [11]: 0 关闭开路输出
	 *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
	 *bit [5:3]: 110 驱动能力为R0/6
	 *bit [0]: 1 高转换率
	 */
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART5_TX_DATA_I2C2_SCL,0x70B0);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART5_RX_DATA_I2C2_SDA,0X70B0);
	
	/* 2、初始化触摸屏中断IO和复位IO */
	gpio_pin_config_t ctintpin_config;

	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO09_GPIO1_IO09,0);		/* 复用为GPIO1_IO9 */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER9_GPIO5_IO09,0);/* 复用为GPIO5_IO9 */
	
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO09_GPIO1_IO09,0xF080);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER9_GPIO5_IO09,0X10B0);

	/* 中断IO初始化 */
	ctintpin_config.direction = kGPIO_DigitalInput;
	ctintpin_config.interruptMode = kGPIO_IntRisingOrFallingEdge;
	gpio_init(GPIO1, 9, &ctintpin_config);

	GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_0_15_IRQn);				/* 使能GIC中对应的中断 */
	system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_0_15_IRQn, (system_irq_handler_t)gpio1_io9_irqhandler, NULL);	/* 注册中断服务函数 */
	gpio_enableint(GPIO1, 9);								/* 使能GPIO1_IO18的中断功能 */

	/* 复位IO初始化 */
    ctintpin_config.direction=kGPIO_DigitalOutput;	
    ctintpin_config.interruptMode=kGPIO_NoIntmode;	
    ctintpin_config.outputLogic=1;					   
    gpio_init(GPIO5, 9, &ctintpin_config); 

	/* 3、初始化I2C 与I2C模块相同*/
	i2c_init(I2C2);	

	/* 4、初始化FT5426 */
	gpio_pinwrite(GPIO5, 9, 0);	/* 复位FT5426 */
	delayms(20);
	gpio_pinwrite(GPIO5, 9, 1); /* 停止复位FT5426 */
	delayms(20);

	ft5426_write_byte(FT5426_ADDR, FT5426_DEVICE_MODE, 0); 	/* 进入正常模式 				*/
	ft5426_write_byte(FT5426_ADDR, FT5426_IDG_MODE, 1); 	/* FT5426中断模式 			*/

	
	ft5426_read_len(FT5426_ADDR, FT5426_IDGLIB_VERSION, 2, reg_value);
	printf("Touch Frimware Version:%#X\r\n", ((unsigned short)reg_value[0] << 8) + reg_value[1]);
	
	ft5426_dev.initfalg = FT5426_INIT_FINISHED;	/* 标记FT5426初始化完成 */
	ft5426_dev.intflag = 0;
}

读取坐标

/**
 * @brief   	: 读取当前所有触摸点的坐标
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void ft5426_read_tpcoord(void)
{
	unsigned char i = 0;
	unsigned char type = 0;
	//unsigned char id = 0;
	unsigned char pointbuf[FT5426_XYCOORDREG_NUM];
	
	ft5426_dev.point_num = ft5426_read_byte(FT5426_ADDR, FT5426_TD_STATUS);

	/*
  	 * 从寄存器FT5426_TOUCH1_XH开始,连续读取30个寄存器的值,这30个寄存器
  	 * 保存着5个点的触摸值,每个点占用6个寄存器。
	 */
	ft5426_read_len(FT5426_ADDR, FT5426_TOUCH1_XH, FT5426_XYCOORDREG_NUM, pointbuf);
		
	for(i = 0; i < ft5426_dev.point_num ; i++)
	{
		unsigned char *buf = &pointbuf[i * 6];
		/* 以第一个触摸点为例,寄存器TOUCH1_XH(地址0X03),各位描述如下:
		 * bit7:6  Event flag  0:按下 1:释放 2:接触 3:没有事件
		 * bit5:4  保留
		 * bit3:0  X轴触摸点的11~8位。
		 */
		ft5426_dev.x[i] = ((buf[2] << 8) | buf[3]) & 0x0fff;
		ft5426_dev.y[i] = ((buf[0] << 8) | buf[1]) & 0x0fff;
		
		type = buf[0] >> 6;	/* 获取触摸类型 */

		/* 以第一个触摸点为例,寄存器TOUCH1_YH(地址0X05),各位描述如下:
		 * bit7:4  Touch ID  触摸ID,表示是哪个触摸点
		 * bit3:0  Y轴触摸点的11~8位。
		 */
		//id = (buf[2] >> 4) & 0x0f;
		
		if(type == FT5426_TOUCH_EVENT_DOWN || type == FT5426_TOUCH_EVENT_ON )/* 按下 	*/
		{
		
		} else  {	/* 释放 */	
			
		}
	}	
}

中断服务

/**
 * @brief   			: GPIO1_IO9最终的中断处理函数
 * @param				: 无
 * @return 				: 无
 */
void gpio1_io9_irqhandler(void)
{ 
	if(ft5426_dev.initfalg == FT5426_INIT_FINISHED)
	{
		//ft5426_dev.intflag = 1;
		ft5426_read_tpcoord();//读取坐标并记录
	}
	gpio_clearintflags(GPIO1, 9); /* 清除中断标志位 */
}

PWM背光实验

通过PWM来实现屏幕亮度的调节,占空比越高,屏幕越亮

6ULL的PWM

​ 1、6ULL的PWM是16位计数器,

​ 2、有4个16位的FIFO。

​ 3、一个12位的分频器

​ 4、正点原子LCD屏幕的背光IO连接到了GPIO1_IO08上。GPIO1_IO08可以复用位PWM1_OUT信号。

​ PWM计数器从0X0000开始计数,当计数器的值等于PWMPR+1的时候定时器就会重新开始下一个周期的运行,因此PWMPR寄存器控制着PWM频率。

​ FIFO保存着采样值,当我们向PWMSAR寄存器写采样值的时候会写到FIFO里面,每当读取一次PWMSAR寄存器,FIFO里面的数据都会减一,或者每产生一个PWM信号,FIFO的数据也会减一。直到FIFO为空,那么就无法再产生PWM信号。FIFO为空的时候会产生中断,我们可以在中断中向FIFO写入采样数据,也就是向PWMSAR写数据。

PWMCR寄存器,bit0是PWM使能信号,bit2:1设置为0,每个周期使用FIFO里面的一个数据。Bit15:4,PWM分频设置,可以设置04095,对应14096分频。Bit17:16设置PWM时钟源,设置为1,表示使用ipg_clk=66MHz。bit19:18,设置为0。Bit27:26,设置为01,表示当FIFO里面空余位置大于2的时候FIFO为空。

PWMIR寄存器,bit0设置为1,开启FIFO空中断。

C程序编写

初始化

/* 背光PWM结构体 */
struct backlight_dev_struc
{	
	unsigned char pwm_duty;		/* 占空比	*/
};
/* 背光设备 */
struct backlight_dev_struc backlight_dev;

/**
 * @brief    		: 设置PWM周期,就是设置寄存器PWMPR,PWM周期公式如下
 *					  PWM_FRE = PWM_CLK / (PERIOD + 2), 比如当前PWM_CLK=1MHz
 *					  要产生1KHz的PWM,那么PERIOD = 1000000/1K - 2 = 	998
 * @param -  value	: 周期值,范围0~0XFFFF
 * @return 			: 无
 */
void pwm1_setperiod_value(unsigned int value)
{
	unsigned int regvalue = 0;

	if(value < 2)
		regvalue = 2;
	else 
		regvalue = value - 2;
	PWM1->PWMPR = (regvalue & 0XFFFF);
}

/**
 * @brief   		: 设置Sample寄存器,Sample数据会写入到FIFO中,
 * 					  所谓的Sample寄存器,就相当于比较寄存器,假如PWMCR中的POUTC
 *				  	  设置为00的时候。当PWM计数器中的计数值小于Sample的时候
 *					  就会输出高电平,当PWM计数器值大于Sample的时候输出底电平,
 *					  因此可以通过设置Sample寄存器来设置占空比
 * @param -  value	: 寄存器值,范围0~0XFFFF
 * @return 			: 无
 */
void pwm1_setsample_value(unsigned int value)
{
	PWM1->PWMSAR = (value & 0XFFFF);	
}

/**
 * @brief   	: 使能PWM
 * @param		: 无
 * @return 		: 无
 */
void pwm1_enable(void)
{
	PWM1->PWMCR |= 1 << 0;	 
}

/**
 * @brief   		: 设置PWM占空比
 * @param -  value	: 占空比0~100,对应0%~100%
 * @return 			: 无
 */
void pwm1_setduty(unsigned char duty)
{
	unsigned short preiod;
	unsigned short sample;

	backlight_dev.pwm_duty = duty;
	preiod = PWM1->PWMPR + 2;
	sample = preiod * backlight_dev.pwm_duty / 100;
	pwm1_setsample_value(sample);
}

/**
 * @brief   	: 初始化背光PWM
 * @param		: 无
 * @return 		: 无
 */
void backlight_init(void)
{
	unsigned char i = 0;
	
	/* 1、背光PWM IO初始化 */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO08_PWM1_OUT, 0); /* 复用为PWM1_OUT */

	/* 配置PWM IO属性	
	 *bit 16:0 HYS关闭
	 *bit [15:14]: 10 100K上拉
	 *bit [13]: 1 pull功能
	 *bit [12]: 1 pull/keeper使能
	 *bit [11]: 0 关闭开路输出
	 *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
	 *bit [5:3]: 010 驱动能力为R0/2
	 *bit [0]: 0 低转换率
	 */
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO08_PWM1_OUT, 0XB090);
	
	/* 2、初始化PWM1		*/
	/*
   	 * 初始化寄存器PWMCR
   	 * bit[27:26]	: 01  当FIFO中空余位置大于等于2的时候FIFO空标志值位
   	 * bit[25]		:
 0  停止模式下PWM不工作
   	 * bit[24]		: 0	  休眠模式下PWM不工作
   	 * bit[23]		: 0   等待模式下PWM不工作
   	 * bit[22]		: 0   调试模式下PWM不工作
   	 * bit[21]		: 0   关闭字节交换
   	 * bit[20]		: 0	  关闭半字数据交换
   	 * bit[19:18]	: 00  PWM输出引脚在计数器重新计数的时候输出高电平
   	 *					  在计数器计数值达到比较值以后输出低电平
   	 * bit[17:16]	: 01  PWM时钟源选择IPG CLK = 66MHz
   	 * bit[15:4]	: 65  分频系数为65+1=66,PWM时钟源 = 66MHZ/66=1MHz
   	 * bit[3]		: 0	  PWM不复位
   	 * bit[2:1]		: 00  FIFO中的sample数据每个只能使用一次。
   	 * bit[0]		: 0   先关闭PWM,后面再使能
	 */
	PWM1->PWMCR = 0;	/* 寄存器先清零 */
	PWM1->PWMCR |= (1 << 26) | (1 << 16) | (65 << 4);

	/* 设置PWM周期为1000,那么PWM频率就是1M/1000 = 1KHz。 */
	pwm1_setperiod_value(1000);

	/* 设置占空比,默认50%占空比   ,写四次是因为有4个FIFO */
	backlight_dev.pwm_duty = 50;
	for(i = 0; i < 4; i++)
	{
		pwm1_setduty(backlight_dev.pwm_duty);	
	}
	
	/* 使能FIFO空中断,设置寄存器PWMIR寄存器的bit0为1 */
	PWM1->PWMIR |= 1 << 0;
	system_register_irqhandler(PWM1_IRQn, (system_irq_handler_t)pwm1_irqhandler, NULL);	/* 注册中断服务函数 */
	GIC_EnableIRQ(PWM1_IRQn);	/* 使能GIC中对应的中断 */
	PWM1->PWMSR = 0;			/* PWM中断状态寄存器清零 */
	
	pwm1_enable();				/* 使能PWM1 */

}

写在最后

到这里,正点原子的裸机视频已经全部结束了,视频很多,但是有很多视频个人觉得不用全部看完,比如一些寄存器的讲解以及编写。因为这些寄存器之类的只适用于当前芯片,换一个芯片就不能用了,然而在实际工作过程中,选择该款芯片作为产品芯片的概率也不会太高。所以我在学习的过程中,把这些视频掠过,先看了原子哥在讲解过程中编写的笔记,然后阅读了一下代码的大概流程,有个系统性的认知。大概会有哪些东西,以便于在使用其他芯片时能够更好的找到问题并解决问题!

历经十五天,终于学完了C盘。