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标题: Linux液晶屏驱动开发 02 [打印本页]

作者: samwalton 时间: 2014-2-22 15:33 标题: Linux液晶屏驱动开发 02

帧缓冲设备属于字符设备，采用“文件层-驱动层”的接口方式。在文件层为之定义了以下数据结构：

其成员函数都在Linux/driver/video/fbmem.c中定义，其中的函数对具体的硬件进行操作，对寄存器进行设置，对显示缓冲进行映射。

　　对于/dev/fb，对显示设备的操作主要有以下几种：

　　读/写(read/write)/dev/fb 相当于读/写屏幕缓冲区。
　　映射(map)操作由于Linux工作在保护模式和每个应用程序里都有自己的虚拟地址空间，在应用程序中是不能直接访问物理缓冲区地址的。因此，Linux在文件操作file_operations结构中提供了mmap函数，可将文件的内容映射到用户空间。对于帧缓冲设备，则可通过映射操作，可将屏幕缓冲区的物理地址映射到用户空间的一段虚拟地址中，之后用户就可以通过读写这段虚拟地址访问屏幕缓冲区，在屏幕上绘图。
　　I/O控制对于帧缓冲设备，对设备文件的ioctl操作可读取/设置显示设备及屏幕的参数，如分辨率、显示颜色数和屏幕大小等。ioctl的操作是由底层的驱动程序来完成的。
　　在应用程序中，操作/dev/fb的一般步骤为首先打开/dev/fb设备文件，然后用ioctl操作取得当前显示屏幕的参数，如屏幕分辨率，每个像素点的比特数，根据屏幕参数可计算屏幕缓冲区的大小。接下来，将屏幕缓冲区映射到用户空间。最后，映射后就可以直接读写屏幕缓冲区，进行绘图和图片显示了。典型程序段如下：

由于准备在LCD 上显示一幅256色BMP图片，关于BMP 图片方面的知识请见相关链接。

　　4.帧缓冲驱动的缩写

　　了解了上述知识后，在编写驱动的时候就简单多了。源程序共将程序分为初始化帧缓冲模块fb_init()，调色板获取色彩模块get_cmap()，图片显示模块display_bmp()，main函数4个函数。其中调色板获取色彩模块的功能是从文件中获得图像显示色彩，重置系统调色板，使图像能正确的显示色彩。

图片显示函数部分重要代码为：

在主函数中，建立一个进程调用图片显示函数

至此LCD的驱动程序就编写完成了，经过调试，编译链接，然后用串口下载到实验板上，一幅256色BMP图片就可以出现在液晶屏幕上了。

　　5.应用价值

　　液晶屏点亮了，这只是第一步，我们可以在此基础上进一步进行应用程序的开发，比如笔者将此应用在一个视频监控系统中。在这个视频监控系统中，图像处理占很大的比重，基本的图像处理构成如下：

　　图像采集模块图像采集模块需要两种装置，一种是将光信号转换成电信号的物理器件，如摄像机；另一种是能够将模拟电信号转换成数字信号的器件，如图像采集卡。
　　图像处理模块对图像的处理一般可用算法的形式描述，但是对于特殊的问题需要特殊的解决方法，图像处理模块中不但包含了对图像的一般处理方法，也包括一些特殊的算法处理。
　　图像显示模块对于采集得到的图像，经过处理以后，最终需要显示给用户看。在系统的实时采集部分中，需要对展开的图像进行滚屏显示：在图像编辑部分中，需要浏览所要拼接的图像。所以图像显示对于系统来说非常重要。
　　图像储存模块由于图像中包含有大量的信息，并且由于系统所采用8位真彩色格式，因此需要大量的空间。因此，在本系统中需要大容量和快速的图像存储器。
　　图像通信模块随着网络的建设和发展，图像通信传输也得到极大的重视。另外，图像传输可以使不同的系统共享图像数据资源，快速地将结果反映到远处系统，所以极大推动了图像在各个方面的应用。
　　在这五步中，首先在点亮液晶屏之后，才能做下一步工作。比如说笔者能够在LCD显示一幅图画，但由于这幅图是BMP格式的，它的存储量非常惊人，一幅320×240的BMP格式就有320×240×8/8=76800，也就是77KB，这对于系统资源相对短缺的嵌入式设备来说占用系统RAM 太大了，因此我们就要将BMP格式的图片压缩成占用系统资源少的图片格式，比如JPEG 格式或PNG格式，可以有效地减少存储量。

　　由于篇幅所限，不可能把完整的源代码均做一番解释，但主要的过程就是这些，在此抛砖引玉。随着液晶屏在嵌入式设备中的用途越来越广，会有很大的空间值得我们去研究。

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