CN109669885A - Oled显示驱动系统、方法及存储介质 - Google Patents

Oled显示驱动系统、方法及存储介质 Download PDF

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许全君
廖光亮
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Abstract

本发明公开了一种OLED显示驱动系统，包括：微控制器、串行外设接口控制器和OLED显示屏，微控制器进一步包括帧缓冲驱动模块和存储模块，串行外设接口控制器分别连接微控制器和OLED显示屏；帧缓冲驱动模块用于在存储模块中构建内存缓冲区，内存缓冲区用于存储图像数据，串行外设接口控制器用于实现内存缓冲区与OLED显示屏之间的数据通信。其在非标准Dual SPI接口及非标准LCD接口的架构等非标准条件下，通过采用标准的Signle SPI通信和FrameBuffer机制，驱动OLED显示屏正常显示，且其采用串行外设接口控制器，大大减少了对IO资源的使用，使PCB电路布局更加灵活。

Description

OLED显示驱动系统、方法及存储介质
技术领域
本发明涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及一种OLED显示驱动系统、方法及存储介质。
背景技术
Linux系统的图像显示一般是通过主控芯片(MCU)的LCD控制器，结合Framebuff驱动提供framebuff接口，由应用层程序直接操作该接口，进行绘图及图片显示。
帧缓冲(FrameBuffer)本质是Linux内核驱动申请的一段内存，它把显示设备进行抽象成一个内存缓冲区，这块缓冲区大小与OLED屏的分辨率大小是一致的。它对于应用程序来说就是一个API接口，应用层程序操作这个API接口就如同直接操作一块内存，内存的长和宽对应着OLED显示屏的长和宽(显示屏的分辨率就是行和列最大像素点相乘，例如240x240)。因此对帧缓存的操作，类似对一块由像素点组成的矩形的操作，控制这块内存不同位置的数据变化就是在控制像素点的变化，从而修改OLED屏上的图形的显示。
LCD控制器中自带有一块硬件显存，这块显存通过设置可以和上述的帧缓冲大小一致，所以通过Linux系统自带的底层LCD控制器驱动的配合，LCD控制器驱动会自动把用户对帧缓冲的操作同步到LCD控制器的显存中。而LCD控制器又会根据自身显存的变化然后通过MCU上LCD的IO口把数据发送到OLED显示屏上。而对于LCD控制器与OLED屏之间的通信协议，应用程序完全不用关注。
使用LCD控制器虽然速度快，但是并不是所有MCU都自带有LCD控制器的；若在MCU不具备LCD控制器，显示设备为OLED显示屏的情况下，按照现有的方案就会有困难。另外，即使MCU具备LCD控制器，也会存在LCD控制器占用MCU的IO管脚资源过多，导致其他功能的IO资源不足的情况。这是因为LCD接口是并行接口，需要连续的同组多路IO引脚配合(例如所需的IO都是PAx，不能是PAx和PBx等随意组合而成)。由于LCD控制器这样的硬件特性，在产品设计上对于要支持多种外设功能的MCU设计上有很大局限，因为IO引脚资源会被占用多，且不能自由组合，严重影响PCB电路布局的灵活性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种OLED显示驱动系统，其在非标准Dual SPI接口及非标准LCD接口的架构等非标准条件下，通过采用标准的Signle SPI通信和FrameBuffer机制，驱动OLED显示屏正常显示，且其采用串行外设接口控制器，大大减少了对IO资源的使用，使PCB电路布局更加灵活。
本发明的目的之二在于提供一种OLED显示驱动方法，其在非标准Dual SPI接口及非标准LCD接口的架构等非标准条件下，通过采用标准的Signle SPI通信和FrameBuffer机制，驱动OLED显示屏正常显示，且其采用串行外设接口控制器，大大减少了对IO资源的使用，使PCB电路布局更加灵活。
本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其在非标准Dual SPI接口及非标准LCD接口的架构等非标准条件下，通过采用标准的Signle SPI通信和FrameBuffer机制，驱动OLED显示屏正常显示，且其采用串行外设接口控制器，大大减少了对IO资源的使用，使PCB电路布局更加灵活。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种OLED显示驱动系统，包括：微控制器、串行外设接口控制器和OLED显示屏，所述微控制器进一步包括帧缓冲驱动模块和存储模块，所述串行外设接口控制器分别连接所述微控制器和所述OLED显示屏；所述帧缓冲驱动模块用于在所述存储模块中构建内存缓冲区，所述内存缓冲区用于存储图像数据，所述串行外设接口控制器用于实现所述内存缓冲区与所述OLED显示屏之间的数据通信。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种OLED显示驱动方法，包括如下步骤：
根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数；
通过帧缓冲驱动模块，构建内存缓冲区，将图像数据存放于所述内存缓冲区；
通过所述串行外设接口控制器，将存放于所述内存缓冲区的图像数据，传输至所述OLED显示屏；
通过所述OLED显示屏显示接收到的所述图像数据。
进一步地，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数包括：
根据所述微控制器，相应设定所述串行外设接口控制器的引脚的模式和传输的最大时钟频率。
进一步地，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
根据所述微控制器，打开所述串行外设接口控制器的对应的DMA通道。
进一步地，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
注册所述OLED显示屏的串行外设接口驱动，定义所述OLED显示屏的初始化函数。
进一步地，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
根据所述串行外设接口控制器，转换所述OLED显示屏的初始化命令的发送方式。
进一步地，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
预设串行外设接口控制器的发送模式，发送位数和发送频率。
进一步地，根据所述串行外设接口控制器，转换所述OLED显示屏的初始化命令的发送方式，具体为：
根据所述串行外设接口控制器，设定所述OLED显示屏的初始化命令。
进一步地，通过帧缓冲驱动模块，构建内存缓冲区包括：
构建framebuff框架，申请framebuff专用的结构体fb_info。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上所述的显示驱动方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明采用串行外设接口控制器模拟了LCD控制器的工作方式，结合帧缓冲框架，正常驱动OLED液晶屏的图片显示切换；在MCU不带有LCD控制器时，通过串行外设接口控制器，驱动OLED显示屏显示图像数据，且便于应用程序开发，因为用串行外设接口控制器模仿出了LCD控制器，应用程序仍然可以通过帧缓冲框架驱动OLED显示屏；并大大减少了对IO资源的使用，使PCB电路布局更加灵活。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的OLED显示驱动系统的结构框图；
图2为本发明第二实施例提供的OLED显示驱动方法的流程图；
图中：1、微控制器；2、串行外设接口控制器；3、OLED显示屏；11、帧缓冲驱动模块；12、存储模块。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
参见图1，是本发明第一实施例提供的OLED显示驱动系统的结构框图。该实施例的OLED显示驱动系统包括：微控制器1、串行外设接口控制器2和OLED显示屏3。微控制器1进一步包括帧缓冲驱动模块11和存储模块12，串行外设接口控制器2分别连接微控制器1和OLED显示屏3；帧缓冲驱动模块11用于在存储模块12中构建内存缓冲区，内存缓冲区用于存储图像数据，串行外设接口控制器2用于实现内存缓冲区与OLED显示屏3之间的数据通信。
具体地，在本实施例中，串行外设接口控制器2与微控制器1的MOSI(主机输出从机输入)端,MISO(主机输入从机输出)端,CS(片选)端和CLK端相连。
本实施例提供的OLED显示驱动系统的工作过程如下：
微控制器1将图像数据存放于内存缓冲区内；对图像数据进行处理，并模拟LCD控制器的工作过程，当检测到内存缓冲区中的图像数据发生变化时，将图像数据通过串行外设接口控制器2发送给OLED显示屏3；OLED显示屏3显示所接收到的图像数据。
参见图2，是本发明第二实施例提供的OLED显示驱动方法的流程图。该实施例的OLED显示驱动方法包括步骤：
S1：根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数。
该步骤用于根据微控制器的数据手册和OLED显示屏的数据手册，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏，以实现微控制器与OLED显示屏之间的数据通信。
具体地，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数如下：
创建OLED显示屏子设备：(1)在Linux系统设备树文件或者板级文件中，完善串行外设接口控制器设备，根据MCU的数据手册合理配置SPI总线最大频率，同时打开串行外设接口控制器的DMA传输通道，增快串行外设接口的传输速度。(2)在串行外设接口控制器设备下面，添加OLED显示屏子设备，并且根据硬件电路和OLED的数据手册设置支持的SPI最大传输频率。
注册SPI驱动，在SPI驱动中对OLED显示屏Dual SPI的显示时序使用标准SPI进行模拟：(1)向内核注册一个spi_driver驱动；(2)设置SPI驱动发送的位数以及OLED液晶屏能支持SPI传输的最大频率。
更具体地，配置串行外设接口控制器具体包括如下步骤:
S100：根据微控制器，相应设定串行外设接口控制器的引脚的模式和传输的最大时钟频率。
设定串行外设接口控制器的引脚模式具体为：根据微控制器的数据手册，设定串行外设接口控制器的对应引脚的模式，即MOSI(主机输出从机输入)
端,MISO(主机输入从机输出)端,CS(片选)端和CLK端的引脚模式。
设定串行外设接口控制器的传输的最大时钟频率具体为：根据微控制器的数据手册，设定串行外设接口控制器的传输的最大时钟频率。即将串行外设接口控制器的传输的最大时钟频率设定为微控制器的主时钟频率最大值。选用不同的微控制器时，串行外设接口控制器的最大传输时钟频率是不一样的，例如A8平台的am335x SPI最大传输频率为48MHZ。传输时钟频率越大，传输速度越快。而在本发明实施例中，选用的微控制器的主时钟频率最大为132MHZ，则将串行外设接口控制器的传输的最大时钟频率相应设置为132MHZ。
S101：根据微控制器，打开串行外设接口控制器的对应的DMA通道。
根据微控制器的数据手册，打开串行外设接口控制器的对应的DMA通道，以提高数据的传输速度。
S102：根据微控制器，设定串行外设接口控制器对应的中断号，串行外设接口控制器的地址以及对应的底层驱动。
配置OLED显示屏的硬件参数具体包括如下步骤：
S110：注册OLED显示屏的串行外设接口驱动，定义OLED显示屏的初始化函数。
S111：根据串行外设接口控制器，转换OLED显示屏的初始化命令的发送方式。
该步骤具体为：根据串行外设接口控制器，设定OLED显示屏的初始化命令。
具体地，根据OLED显示屏的数据手册，发送的命令只是以字节的形式给出，但是需要按照对应的时序要求发送到OLED显示屏。根据OLED显示屏的时序图可确定，发命令时，需要先发一个“0”然后紧接着发一个字节的地址，发数据时需要先发一个“1”，然后紧接着发一个字节的数据；因此，相应将本发明实施例的串行外设接口设置为9位发送；然后对于命令：直接用两个字节代表一个地址，对于数据，用两个字节组成一个数据，然后数据的第九位为1；例如：往地址为0x53的地址写0X20，则先发地址0x0053,数据则发0x0120。
该步骤进一步包括步骤S120：预设串行外设接口控制器的发送模式，发送位数和发送频率。
具体地，根据OLED显示器的时序图，确定串行外设接口控制器的mode0的发送要求；将发送位数设置为9位，因为前述已经把数据都转化为9位，同时根据OLED显示屏的数据手册，确定支持的数据最大传输频率,所以把SPI驱动申请的最大传输频率设为略低于最大传输频率，因为防止批量生产时部分OLED显示屏的数据最大传输频率可能达不到规定值，存在差异性。
S2：通过帧缓冲驱动模块，构建内存缓冲区，将图像数据存放于内存缓冲区。
该步骤用于构建framebuff框架，申请FrameBuff专用的结构体：fb_info,然后完善这个结构体的成员，最后把它注册到内核中，这样整个FrameBuff链路就正常连通了。具体地，该步骤包括如下步骤：、
S21：构建framebuff框架，申请framebuff专用的结构体fb_info；
具体地，在该步骤中，在Linux内核的配置菜单中选上”Frame buffer Devices”的配置，使系统支持FrameBuff功能
S22：实现fb_info结构体：fb_init函数,fb_mmap函数和fb_ioctl函数；
在该步骤中，fb_init函数由屏幕初始化函数填充；fb_mmap函数中申请一块内存并启动一个内核线程自动把应用层的图片数据传到SPI驱动中内存的数据，通过串行外设接口控制器发送到OLED显示屏。
fb_ioctl函数，实现为当应用程序传进来的命令为FBIOCTL_DISPLAY_OFF时执行灭屏操作，FBIOCTL_DISPLAY_ON时执行亮屏操作；
S23：把填充好的Framebuff结构体fb_info注册到内核中即可。
S3：通过串行外设接口控制器，将存放于内存缓冲区的图像数据，传输至OLED显示屏。
S4：通过OLED显示屏显示接收到的图像数据。
本发明第三实施例提供了一种计算机可读存储介质，终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种OLED显示驱动系统，其特征在于，所述系统包括：微控制器、串行外设接口控制器和OLED显示屏，所述微控制器进一步包括帧缓冲驱动模块和存储模块，所述串行外设接口控制器分别连接所述微控制器和所述OLED显示屏；所述帧缓冲驱动模块用于在所述存储模块中构建内存缓冲区，所述内存缓冲区用于存储图像数据，所述串行外设接口控制器用于实现所述内存缓冲区与所述OLED显示屏之间的数据通信。
2.一种OLED显示驱动方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数；
通过帧缓冲驱动模块，构建内存缓冲区，将图像数据存放于所述内存缓冲区；
通过所述串行外设接口控制器，将存放于所述内存缓冲区的图像数据，传输至所述OLED显示屏；
通过所述OLED显示屏显示接收到的所述图像数据。
3.根据权利要求2所述的OLED显示驱动方法，其特征在于，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数包括：
根据所述微控制器，相应设定所述串行外设接口控制器的引脚的模式和传输的最大时钟频率。
4.根据权利要求2所述的OLED显示驱动方法，其特征在于，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
根据所述微控制器，打开所述串行外设接口控制器的对应的DMA通道。
5.根据权利要求2所述的OLED显示驱动方法，其特征在于，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
注册所述OLED显示屏的串行外设接口驱动，定义所述OLED显示屏的初始化函数。
6.根据权利要求5所述的OLED显示驱动方法，其特征在于，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
根据所述串行外设接口控制器，转换所述OLED显示屏的初始化命令的发送方式。
7.根据权利要求2所述的OLED显示驱动方法，其特征在于，根据微控制器和OLED显示屏，配置串行外设接口控制器和OLED显示屏的硬件参数进一步包括：
预设串行外设接口控制器的发送模式，发送位数和发送频率。
8.根据权利要求2所述的OLED显示驱动方法，其特征在于，通过帧缓冲驱动模块，构建内存缓冲区包括：
构建framebuff框架，申请framebuff专用的结构体fb_info。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求2-8中任一所述的OLED显示驱动方法。
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