MIPI LCD 使用说明

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简介

本示例演示了如何在 Titan Board 上使用 RA8 系列 MCU 的 GLCDC 模块结合 RT-Thread 的 LCD 驱动框架驱动 MIPI LCD 屏幕，实现图像显示与界面更新。文档将详细介绍 RA8 系列 GLCDC 外设特性及 RT-Thread LCD 驱动框架，并提供示例配置和操作方法。

本例程使用的 MIPI 屏幕型号为 TL043WVV02CT。

RA8 系列 GLCDC 模块

1. 简介

**GLCDC（Graphics LCD Controller）**是 RA8 系列 MCU 内置的高性能图形控制器模块，专门用于驱动 TFT/RGB LCD 屏幕，支持各种分辨率、色彩格式和图像处理功能。结合 RT-Thread 的 LCD 驱动框架，可以实现统一接口下的屏幕初始化、刷新、图像绘制及 DMA 加速等功能。

RA8 系列 GLCDC (Graphics LCD Controller) 提供了从 MCU 内部存储器或外部图像缓存向 RGB/LCD 显示屏输出图像的能力。它集成了：

  • 帧缓冲控制：可配置多帧缓冲，实现页面切换或双缓冲显示

  • 颜色格式支持：RGB565, RGB888, ARGB8888 等

  • 图形处理功能：背景图层、文字/图形合成、透明度混合、调色板等

  • 同步信号生成：HSYNC, VSYNC, DE（Data Enable）等

  • DMA 支持：高速数据传输，减少 CPU 占用

  • 中断功能：帧结束中断、行结束中断等

2. 模块架构

RA8 GLCDC 模块主要包含以下子模块：

  1. 图层合成单元（Layer Composition Unit）

    • 支持多图层叠加

    • 提供 alpha blending、透明度控制、颜色键控

    • 可以对图层进行旋转、翻转处理

  2. 帧缓冲接口（Frame Buffer Interface）

    • 支持访问 MCU 内部 SRAM 或外部存储器

    • 提供单/双缓冲模式，保证连续显示

    • 配合 DMA 自动读取图像数据

  3. DMA 控制器（DMA Controller）

    • 自动传输像素数据到 RGB 输出端口

    • 可配置突发长度，提高带宽利用率

    • 支持循环传输，适合视频或动画场景

  4. 同步信号生成器（Timing Generator）

    • 自动生成 HSYNC/VSYNC/DE 信号

    • 支持 TTL 接口 RGB 时序

    • 可配置极性、同步宽度、前后肩时间等

  5. 中断与事件处理单元（Interrupt/Event Controller）

    • 提供帧结束中断、行结束中断

    • 可用于页面切换、动态绘制或滚动显示

    • 支持 DMA 传输完成触发中断

3. GLCDC 工作原理

  1. 帧缓冲读取

    • GLCDC 通过 DMA 从内存读取图像数据，支持单/双缓冲模式，保证连续显示。

  2. 图层合成

    • 支持多图层叠加，例如背景图层 + 前景图层 + 图标/文字图层

    • 提供透明度控制和调色板映射

  3. 像素时序输出

    • 根据 LCD 的接口要求生成 HSYNC/VSYNC/DE 信号

    • 支持 RGB 并行接口、TTL 接口或 LVDS（视具体板级实现）

  4. 中断与事件

    • 帧结束中断（VBlank）：可用于更新下一帧数据

    • 行结束中断：可用于滚动显示或动态绘制

4. GLCDC 支持的功能与特性

功能类别

描述

分辨率

最高可达 1280x800

色彩模式

RGB565、RGB888、ARGB8888 等

多图层

背景 + 前景 + 符号图层，可叠加混合

帧缓冲

支持单帧/双帧缓冲模式，DMA 传输提高性能

调色板

支持 8/16 位调色板映射，实现色彩转换

同步信号

HSYNC, VSYNC, DE，可配置极性和时序

DMA 支持

自动从内存传输图像数据，无需 CPU 干预

中断

帧结束、行结束中断，可用于屏幕刷新同步

旋转/翻转

支持 90°/180°/270°旋转及 X/Y 翻转

硬件说明

下图是 Titan Board 上的 MIPI DSI/CSI 接口，连接 MIPI DSI 屏幕需要再接一块转接板。

image-20251017171808172

在本示例中，需要使用一根杜邦线连接屏幕转接板上的 BL 引脚与 PB07 引脚（提供背光的 GPIO 引脚可以自由修改）。

image-20251105125023597

FSP 配置

HyperRAM 配置

  • 新建 r_ospi_b stack：

image-20250815132339843

  • 配置 r_ospi_b stack：

image-20250924115414432

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image-20251031172918079

  • HyperRAM 引脚配置：

image-20250815132527184

  • HyperRAM 所有相关引脚的驱动能力配置为 H，OM_1_SIO0~OM_1_SIO7 需要配置为输入上拉。

image-20250924114605538

RGB LCD 配置

  • 新建 r_glcdc stack：

image-20250815161846630

  • 配置中断回调和图形层1：

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  • 配置输出参数、CLUT、TCON和抖动。

image-20251017173003817

MIPI DSI 配置

  • 添加 r_mipi_dsi stack。

image-20251017173859873

  • 配置 MIPI DSI_TE 引脚。

image-20251017173139780

D/AVE 2D 配置

  • 新建 r_drw stack：

image-20250815162521851

RT-Thread Settings 配置

  • 在 RT-Thread Settings 中使能 MIPI LCD。

image-20251031180143626

工程示例说明

int lcd_test(void)
{
    struct drv_lcd_device *lcd;
    struct rt_device_rect_info rect_info;
    rect_info.x = 0;
    rect_info.y = 0;
    rect_info.width = LCD_WIDTH;
    rect_info.height = LCD_HEIGHT;

    lcd = (struct drv_lcd_device *)rt_device_find("lcd");

    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        /* red */
        for (int i = 0; i < LCD_BUF_SIZE / 2; i++)
        {
            lcd->lcd_info.framebuffer[2 * i] = 0x00;
            lcd->lcd_info.framebuffer[2 * i + 1] = 0xF8;
        }
        LOG_D("red buffer...");
        rt_device_control(&lcd->parent, RTGRAPHIC_CTRL_RECT_UPDATE, &rect_info);
        rt_thread_mdelay(1000);
        /* green */
        for (int i = 0; i < LCD_BUF_SIZE / 2; i++)
        {
            lcd->lcd_info.framebuffer[2 * i] = 0xE0;
            lcd->lcd_info.framebuffer[2 * i + 1] = 0x07;
        }
        LOG_D("green buffer...");
        rt_device_control(&lcd->parent, RTGRAPHIC_CTRL_RECT_UPDATE, &rect_info);
        rt_thread_mdelay(1000);
        /* blue */
        for (int i = 0; i < LCD_BUF_SIZE / 2; i++)
        {
            lcd->lcd_info.framebuffer[2 * i] = 0x1F;
            lcd->lcd_info.framebuffer[2 * i + 1] = 0x00;
        }
        LOG_D("blue buffer...");
        rt_device_control(&lcd->parent, RTGRAPHIC_CTRL_RECT_UPDATE, &rect_info);
        rt_thread_mdelay(1000);
    }
    return RT_EOK;
}
MSH_CMD_EXPORT(lcd_test, lcd test cmd);

编译&下载

  • RT-Thread Studio：在RT-Thread Studio 的包管理器中下载 Titan Board 资源包，然后创建新工程，执行编译。

编译完成后，将开发板的 USB-DBG 接口与 PC 机连接，然后将固件下载至开发板。

运行效果

复位开发板后在终端输入 lcd_test 命令运行刷屏程序。

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