自制RioTboard 7寸LCD驱动板

xinxinyuan

使用RioTboard开发板，通过自己设计LCD驱动电路，RioTboard配置LCD。本文主要介绍RioTboard开发板的LCD接口和修改驱动代码实现7寸LCD的显示。

使用硬件
RioTboard开发板，自己开发的7寸LCD驱动板，HDMI线。
使用软件
嵌入式linux开发环境+AD10 PCB设计软件。

首先介绍下RioTboard主处理器是freescale的imx6 Solo芯片，具有强大的数据处理和图像处理功能。

拿到板子后首先根据文档熟悉板子接口

从图中可以看到和LCD相关的就有LVDS接口和HDMI接口，如果我们自己做7寸屏幕的LCD驱动，就先用LVDS接口了

然后分析开发板LVDS接口的引脚定义，

看到原理图中的LVDS接口是四对，一对时钟，3对数据线，外加触摸屏的I2C接口和触摸中断，正好可以连接带触摸的LCD。于是开始着手弄LCD驱动+触摸小板，考虑到电容屏价格高，选择了电阻触摸，使用I2C接口的电阻触摸芯片。整个lcd驱动小板的主要规划如下：

1） LCD电源规划：

LCD需要电源有背光，VGH、VGL、DVDD、VCOM，其中

       

• 上电时序：DVDD->VGL->VGH->Data->B/L       
  
• 掉电时序：B/L->Data->VGH->VGL->DVDD
  

Data包括RGB信号、U/D、L/R、DCLK、HS、VE、DE。

B/L是背光。

以上电源基本确定。

2） LVDS转RGB

由于demo板使用的是LVDS信号输出，LCD接收RGB信号，所以要完成LVDS信号转为RGB信号，为了操作简单，选择不需要编程的转换芯片。

3） 触摸屏

触摸使用的是电阻式触摸屏，由于LVDS接口信号中只有I2C和触摸中断，具体安排使用I2C接口的电阻式触摸屏芯片。

经过2天原理图绘制确认和PCB打板，期待已久的LCD驱动板终于出炉了，下面看看图片：

板子到了后就要研究代码看看如何修改支持我的LCD。

按照官方手册内容，LVDS输出是适合9.7寸LCD的，我们要更换LCD的话，就必须自己学会阅读驱动源码和配置参数。在看驱动之前我们首先应该了解LCD的显示原理：

这个说简单也简单，说麻烦一不是一两句就能说明白的，和我们主题不是那么相关，在这里就不阐述了，但是我们必须要看一下linux系统对LCD这个硬件做的抽象（详细参见：Documentationfbframebuffer.txt，源代码中Doucumentation下的文档都是很好的文档，能解决大家很多迷惑的问题，有时候大家一筹莫展的时候看看这个文件夹下的相关文档，也许大家就会豁然开朗。）

图中重要的参数有7个，下面我就看看这个抽象有关的数据结构参数和定义：RIOTboard板子的源代码中结构体如下：
struct fb_videomode {         constchar *name;  /* optional */         u32refresh;              /* optional */         u32xres;         u32yres;         u32pixclock;         u32left_margin;         u32right_margin;         u32upper_margin;         u32lower_margin;         u32hsync_len;         u32vsync_len;         u32sync;         u32vmode;         u32flag;};具体含义：

名称	意义	备注
const char *name	LCD名字，可以自己定义
u32 refresh	刷新频率，一般定义为60
u32 xres	行像素
u32 yres	列像素
u32 pixclock	像素时钟
u32 left_margin	在每行或每列的象素数据开始输出时要插入的象素时钟周期数
u32 right_margin	在每行或每列的象素结束到LCD 行时钟输出脉冲之间的象素时钟数
u32 upper_margin	在垂直同步周期之后帧开头时的无效行数
u32 lower_margin	本帧数据输出结束到下一帧垂直同步周期开始之前的无效行数
u32 hsync_len	行同步脉宽
u32 vsync_len	场同步脉宽
u32 sync	同步极性设置	可根据情况自行设置
u32 vmode	一般配置为隔行扫描
u32 flag	未使用

下面我们就看看根据我们实际的LCD规格书来填充这些参数，首先我们看LCD规格书中的timing时序：

以上就是关于LCD的主要参数列表。

下面看看根据我们自己LCD规格书配置参数。

       

• Const char *name：这个是对应的LCD参数的名字，可以自己起名，但是要和后面给内核传递的参数名字一样。
  

       

• Refresh：这个就是我们熟悉的刷新频率，我们不讨论LCD和CRT的刷新频率问题，这里选择默认60就好了。       
  
• Xres和Yres这两个是分辨率参数，即行和列的像素个数，我们的LCD是800*480的，直接就填写800和480就行了.       
  
• Pixclock：是像素时钟，在linux文档中给出了计算公式：  pixclock = 1000000 / DCF
  

下面看看后面6个参数的计算，首先看看LCD规格书里面的timing参数：

可以看到LCD时钟是33.3M，所以pixclock=1000000/33.3=30030

行同步脉冲宽度是一个时钟周期，所以，hsync_len=1

场同步脉冲的宽度是一个行周期，所以vsync_len = 1

然后看看一帧图像的时序图：

根据up_margin定义：在垂直同步周期之后帧开头时的无效行数，也就是图中的tvb-tvpw即23-1=22。

根据lower_margin定义：本帧数据输出结束到下一帧垂直同步周期开始之前的无效行数

Lower_margin=tv-tvd-up_margin，就是525-480-22=23.

然后再看看一行的时序图：

这个图有点模糊了，根据left_margin          定义：在每行或每列的象素数据开始输出时要插入的象素时钟周期数，left_margin=thb，即46

根据u32 right_margin定义：在每行或每列的象素结束到LCD 行时钟输出脉冲之间的象素时钟数.right_margin=th-thd-thb，即1056-800-46=210.

这样相对于LCD的主要参数我们就设置完毕了。

根据上述的内容来修改RIoTboard的LCD配置文件，来使LCD的分辨率等参数适合我们的7寸LCD。

首先我们看看使用LVDS0通道输出的配置步骤：

1.     打开ldb.c文件找到static struct fb_videomode ldb_modedb[]这个结构体定义：

结构体定义中将LCD配置参数修改为适合我们LCD的配置参数，具体配置方式上文给出了分析，请自行查阅，其中红色字体是我们根据上述计算内容修改好的：

staticstruct fb_videomode ldb_modedb[] = {{  "LDB-WXGA", 60, 1280, 800, 14065,  40, 40,  10, 3,  80, 10,  0,  FB_VMODE_NONINTERLACED,  FB_MODE_IS_DETAILED,},  {  "LDB-XGA", 60, 800, 480, 30030,  210, 46,  22, 23,  1, 1,        0,       FB_VMODE_NONINTERLACED,        FB_MODE_IS_DETAILED,},  {  "LDB-1080P60", 60, 1920, 1080, 7692,  100, 40,  30, 3,  10, 2,  0,  FB_VMODE_NONINTERLACED,  FB_MODE_IS_DETAILED,},};

2.      调整BSP文件，找到board-mx6q-riot.c文件，找到static struct fsl_mxc_ldb_platform_data ldb_data结构体定义：

staticstruct fsl_mxc_ldb_platform_data ldb_data = {.ipu_id = 0,.disp_id = 0,.ext_ref = 1,.mode = LDB_SEP0,//这个地方设置LVDS输出通道，LDB_SEP0为LVDS0通道输出。.sec_ipu_id = 0,.sec_disp_id = 1,};

这个LVDS输出通道，RIoTboard上默认也是使用LVDS0，所以我们就不用修改了。

现在主要修改这两个参数，然后重新编译kernel，下载运行，就可以看到我们的ubuntu在7寸屏上的完美显示了。接下来就是触摸的I2C驱动了，

本来以为I2C是比较简单的linux驱动，但是看了linux下的I2C驱动程序框架确实不是一般的麻烦，在这里简单的描述下使用RIoTboard上的I2C接口的I2C通信问题。

首先实验环境，是使用RIoTboard的I2C3接口，即miniHDMI上的I2C接口，连接7寸LCD的触摸屏芯片TSC2007（I2C接口）.

通信调试简单步骤：

       

• 1.配置menuconfig选项，选在tsc2007驱动，现在想想当时触摸屏芯片选择TSC2007芯片真是幸运，源代码中就用这个芯片的驱动文件，这样就少了很多工作。       
  
• 2.驱动文件有了，就是tsc2007.c,现在就是配置RIoTboard的I2C通信接口的问题了。
  

我们在源代码中做如下修改：

添加I2C platform_data：

struct tsc2007_platform_data  tsc2007_data = {.model = 2007,.x_plate_ohms = 180,.fuzzx = 0,.fuzzy = 0,.fuzzz = 0,.init_platform_hw = tsc2007_init_hw,.exit_platform_hw = tsc2007_exit_hw,.get_pendown_state = tsc2007_state_hw,.irq_pin = RIOT_Touch_Int,};添加I2C board_info：
static struct i2c_board_info mxc_i2c2_board_info[] __initdata = {{   I2C_BOARD_INFO("tsc2007", (0x90>>1)),.platform_data = &tsc2007_data, }, }; //tsc2007 i2c clienttsc2007的I2C地址配置为0x90。
接下来就实现tsc2007的三个硬件函数

       

• .init_platform_hw = tsc2007_init_hw,       
  
• .exit_platform_hw = tsc2007_exit_hw,       
  
• .get_pendown_state = tsc2007_state_hw,
  

具体实现大家可以根据自己需要，来具体实现。
在tsc2007.c文件中添加读取触摸坐标的打印信息：
/* Prepare for next touch reading - power down ADC, enable PENIRQ */
tsc2007_xfer(tsc, PWRDOWN);
printk("zfm read the x is %d,y is %d z1 is %d z2 is %d /n",tc->x,tc->y,tc->z1,tc->z2);
这样我们编译uImage，下载，查看串口终端：

由此可见我们的I2C和tsc2007的通信已经建立并能读取数据。后面就是将触摸屏的坐标数据传给操作系统，但是我们用的是ubuntu，还没有研究透彻如何使用触摸，就先到这儿了，其余的等慢慢在做，有时间出一系列教程。多谢大家支持。

下面看看现实效果，手机拍照像素不高，大家勉强看看，实际现实还是挺好的：

先看看整体连接：

再看看细节：

Joshua-Esther

兄弟 转接板的原理图能分享不？