LCD驱动开发：行场扫描与时序

一、基本显示原理

分辨率与像素

分辨率：800 × 480，表示屏幕由 800 列 × 480 行的像素点组成。

每个像素点由红（R）、绿（G）、蓝（B）三个子像素构成，通常采用 RGB888 格式（每通道 8 位），共 24 位颜色深度。

二、接口通信方式

i.MX6ULL 通过 eLCDIF（Enhanced LCD Interface）控制器与 LCD 屏幕进行通信，采用单工并行同步传输方式：

信号类型	数量	功能说明
数据线 (data)	24 根	传输 RGB 数据（8r+8g+8b），即每个像素 24 位
控制线	4 根	包括 DE、HSYNC、VSYNC、PCLK
地址总线	32 位	用于 DMA 地址映射（可选）
片选/控制总线	1 根 (nRST)	复位或使能控制

三、核心时许信号

LCD 的刷新过程依赖于精确的时钟和同步信号。

1. PCLK（Pixel Clock，像素时钟）

是整个系统的基准时钟；
每个 PCLK 周期传输一位数据；

2. DE（Data Enable，数据有效）

表示当前数据是否有效；
在 HSYNC 和 VSYNC 有效期间，DE 为高电平时，数据才被采样；

3. HSYNC（Horizontal Sync，水平同步）

控制每一行的开始；
低电平有效（负脉冲），持续时间固定；
用于同步行扫描。

4. VSYNC（Vertical Sync，垂直同步）

控制每一帧的开始；
低电平有效，周期长；
用于同步场扫描。

四、核心机制

1.行扫描（Horizontal Scan）

工作原理：

制器从左到右输出一行像素数据；
每个 PCLK 周期传输一个像素；
行结束时发出 HSYNC 脉冲，准备下一行。

参数	含义	值
`HSPW`	水平同步脉宽	40
`HBP`	水平后沿	88
`HFP`	水平前沿	48
总行周期	`HBP + 800 + HFP + HSPW`	976 像素

2.场扫描

工作原理：

在完成全部 480 行后，发出 VSYNC 脉冲，标志一帧结束；

控制帧与帧之间的切换，决定刷新率（如 60Hz）。

参数	含义	值
`VSPW`	垂直同步脉宽	3
`VBP`	垂直后沿	32
`VFP`	垂直前沿	13
总场周期	`VBP + 480 + VFP + VSPW`	528 行

行场时序图

五、LCD代码实现

1. 引脚配置（lcd_pad_init()）

将 GPIO 复用为 eLCDIF 功能，配置 24 根 RGB 数据线及 HSYNC/VSYNC/DE/PCLK 控制信号。

设置背光控制引脚为输出高电平，并配置高速电气特性（如驱动强度和压摆率）。

cs 复制代码

void lcd_pad_init(void)
{
    //复用功能
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00, 0);
    ...
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK, 0);
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC, 0);
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC, 0);
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE, 0);
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08, 0);

    //电气特性
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_DATA00_LCDIF_DATA00, 0xB9);
	...
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_CLK_LCDIF_CLK, 0xB9);
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_HSYNC_LCDIF_HSYNC, 0xB9);
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_VSYNC_LCDIF_VSYNC, 0xB9);
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_LCD_ENABLE_LCDIF_ENABLE, 0xB9);
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO08_GPIO1_IO08, 0xB9);

    //将背光引脚输出高电平
    GPIO1->GDIR |= (1 << 8);
    GPIO1->DR |= (1 << 8);
}

2.时钟配置（lcd_clk_init()）

启用 PLL5（VIDEO PLL）作为 LCD 像素时钟源，并通过分频器生成目标 PCLK（如～33 MHz）。

配置时钟选择寄存器，将 LCDIF 时钟路径切换至 PLL5 输出。

cs 复制代码

void lcd_clk_init(void)
{
    //1. PLL5 output frequency = Fref(24M) * (DIV_SELECT(D(31)) + NUM(0)/DENOM(1))
    CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_NUM = 0;
    CCM_ANALOG->PLL_VIDEO_DENOM = 1;
    unsigned int t = CCM_ANALOG->PLL_VIDEO;
    t &= ~(3 << 19);
    t |= (2 << 19);

    t &= ~(0x7F << 0);
    t |= (31 << 0);
    CCM_ANALOG->PLL_VIDEO = t;  
    CCM_ANALOG->PLL_VIDEO |= (1 << 13);     //使能PLL5
    CCM_ANALOG->MISC2 &= ~(3 << 30); //CCM_ANALOG_MISC2n[VIDEO_DIV]
    
    t = CCM->CSCDR2;
    //t &= ~(7 << 15);
    t |= (2 << 15);     //CSCDR2[LCDIF1_PRE_CLK_SEL]
    t &= ~(7 << 12);
    t |= (3 << 12);     //CSCDR2[LCDIF1_PRED

    t &= ~(7 << 9);     //CSCDR2[LCDIF1_CLK_SEL]
    CCM->CSCDR2 = t;
 
    CCM->CBCMR &= ~(7 << 23);   //CBCMR[LCDIF1_PODF]
    CCM->CBCMR |= (5 << 23);
}

3. LCD 控制器配置（lcd_init()）

填充分辨率与时序参数（HSPW/HBP/HFP/VSPW/VBP/VFP），并写入 eLCDIF 寄存器。

设置帧缓冲地址（CUR_BUF/NEXT_BUF），启用控制器并启动显示输出。

cs 复制代码

void lcd_init(void)
{
    //IOMUXC
    lcd_pad_init();
    //模块复位
    reset_lcd();
    //clock PLL5 ->31M
    lcd_clk_init();
    delay_ms(50);
    lcd_dev.width = 800;
    lcd_dev.height = 480;
    lcd_dev.pix_size = 4;
    lcd_dev.hspw = 48;
    lcd_dev.hbp = 88;
    lcd_dev.hfp = 40;
    lcd_dev.vspw = 3;
    lcd_dev.vbp = 32;
    lcd_dev.vfp = 13;
    lcd_dev.frame_addr = _FRAME_RAM_ADDRESS;
    lcd_dev.fore_color = 0x00FF0000;
    lcd_dev.back_color = 0xFFFFFFFF;

    LCDIF->CTRL |= (1 << 19) | (1 << 17) | (3 << 10) | (3 << 8) | (1 << 5);
    LCDIF->CTRL1 &= ~(0xF << 16);
    LCDIF->CTRL1 |= (0x7 << 16);

    LCDIF->TRANSFER_COUNT = (lcd_dev.height << 16) | (lcd_dev.width << 0);
    LCDIF->CUR_BUF = lcd_dev.frame_addr;
    LCDIF->NEXT_BUF = lcd_dev.frame_addr;

    LCDIF->VDCTRL0 = (1 << 28) | (1 << 24) | (1 << 21) | (1 << 20) | (lcd_dev.vspw << 0);
    LCDIF->VDCTRL1 = lcd_dev.height + lcd_dev.vspw + lcd_dev.vbp + lcd_dev.vfp;
    LCDIF->VDCTRL2 = (lcd_dev.hspw << 18) | (lcd_dev.width + lcd_dev.hspw + lcd_dev.hbp + lcd_dev.hfp);
    LCDIF->VDCTRL3 = ((lcd_dev.hspw + lcd_dev.hbp) << 16) | ((lcd_dev.vspw + lcd_dev.vbp) << 0);
    LCDIF->VDCTRL4 = (1 << 18) | (lcd_dev.width << 0);

    LCDIF->CTRL |= (1 << 0);     //run

    delay_ms(50);

    screen_clear(0xFFFFFFFF);
}