发布于:2007/5/23 9:06:20 | 780 次阅读
1 P13501显示模块的特性
台湾铼宝公司推出的P13501是一种128×64点阵的单色、字符、图形显示模块。具有如下主要特性:发光颜色为蓝;点阵数为128×64;内置驱动IC为SSD1303;对比度为500:1;视角为160°;接口为6800系列并行接口,8位Intel 8080系列并行接口以及串行外部接口;工作温度为-20~+70℃。
2 显示模块的控制器和结构框图
OLED显示屏P13501主要包括台湾Solomon公司生
控制器是一个集行驱动、列驱动和控制器于一体的OLED驱动器芯片。该驱动器为132×64点阵OLED图形显示而设计,包括行驱动器、列驱动器、电流参考发生器、对比度控制、振荡器和几个MCU接口模式。工作逻辑电压为2.4~3.5 V;具有丰富的软件功能,支持4种颜色选择和每种颜色64级控制,其软件对比度具有256级控制;内嵌的132×64位的图形动态随机存储器(GDDRAM),提供了行remapping、列remapping、垂直滚动和部分显示功能,使得该驱动器适合于不同像素尺寸和颜色的多种OLED显示。
SSD1303控制器在接口控制电路内有2套时序电路,通过对时序适配电路的相应设置以满足不同的时序要求。时序适配电路的设置端为BS1和BS2,其时序设置如表1所列。
模块的结构框图如图1所示。
3显示模块与AT91RM9200的接口设计
SSD1303的接口,包括数据输入缓存器、数据输出锁存器、指令寄存器及译码器、忙状态触发器以及时序控制电路等,具有高性能的接口控制电路。计算机可以随时访问SSD1303而无须判断其当前状态。由于OLED采用Intel 8080时序,因此BS1和BS2均接高电平;又由于AT91RM9200中没有命令/数据选择线,所以这里使用其通用端口PB中一口线PB10作OLED的命令/数据选择线。当PB1O为低电平时,表示向OLED写入的数据为命令字;而为高电平时,则表示写入OLED的为数据字。OLED的16脚RES为复位脚,可直接接到ARM的复位电路,但此处为了方便对OLED的复位控制,特用另一口线PB11作其复位控制。OLED的片选信号USER1_CS由AT91RM9200的NCS4与地址线A25、A23、A22经38译码器译码产生。经计算可得其物理地址为0x52800000。OLED与AT91RM9200的接口电路设计如图2所示。
4 OLED驱动的编程
操作系统的作用之一就是向用户屏蔽硬件的特殊性,使应用程序与底层的具体物理设备无关。设备驱动程序是应用程序与具体硬件的桥梁。Linux支持3类硬件设备:字符设备、块设备及网络设备,它们的编写方法大致相同。其中,字符设备和块设备可以像文件一样被访问。字符设备和块设备的主要区别在于:应用程序对字符设备的每一个I/O操作,都会直接传递给系统内核对应的驱动程序;而应用程序对块设备的操作,要经过系统的缓冲区管理,间接传递给驱动程序处理。在此,OLED属于字符设备。
通常字符设备提供给应用程序的是一个流程控制接口,主要包括open、close(或release)、read、write、ioctl、poll和mmap等。在系统中添加一个字符设备驱动程序,实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备,Linux内核对这些操作进行了统一的抽象,把它们定义在结构体file_operations中。对于大多数字符设备,只须完成其中的部分操作,驱动程序就可以很好地工作了。
根据需要,OLED设备驱动程序只实现了部分设备操作,采用标记化格式声明其file_operations结构,具体如下:
OLED_write负责将要显示的数据显示到OLED屏上;oled_ioctl用于实现对OLED的各种控制命令;oled_open负责打开OLED显示屏;oled_release负责关闭OLED显示屏。这里主要介绍oled_write的具体实现,其他可根据实际需要,参照oled_write实现。实现oled_write的具体程序如下:
5驱动程序的编译
驱动程序编写好后还需要对其进行编译。在Linux操作系统中对驱动一般有两种编译方式,即静态编译和动态编译。静态编译时,驱动程序直接编译到了内核中,在配置内核时可以自由裁剪。假定编写好的P13501的驱动程序为myoled.c,将其静态编译到内核的具体操作如下:
①将myoled.c复制到drivers/char目录下,并且修改drivers/char/Config.in文件。在其中添加如下代码:
dep_tristate my oled support' CONFIG_MY_OLED
$CONFIG_ARCH_AT91RM9200
其含义是:只要定义了CONFIG_ARCH_AT91RM92
②在drivers/char目录下的Makefile中添加如下代码:
obj-$(CONFIG_MY_OLED)+=myoled.o
Makefile会根据obj-m和obj-y编译,并链接生成对应的代码。
动态编译时将驱动编译成模块(module),然后动态加载和卸载设备驱动模块。用模块加载的方式,可在不重新启动系统的前提下,反复地调试和修改模块,可以方便、有效地对所编写的驱动进行调试。实际中在编写驱动的初始阶段,经常将其编译成模块,反复地加载和卸载模块,修改驱动程序的原码,直到整个驱动满足要求为止,再把它静态编译到内核中。
动态编译时,方法如下:
/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc-O2-DMODULE-D__KERNEL__-I/home/sum/linux-2.4.19/include-c myoled.c
这里假设交叉编译器路径为:/usr/local/。内核的存放路径为:/home/sum/linux-2.4.19。如果编译时没有错误,那么完成后就会生成myoled.o文件。将其拷贝到嵌入式系统中一目录(例如:/home)下,就可以对其进行动态加载:
insmod myoled.o
生成设备号:
mknod/dev/fftoled c 254 O
这样,P13501的驱动程序就被动态加载到内核中,应用程序也就可以在OLED上进行显示输出。
模块卸载时操作如下:
rmmod myoled
反复加载、卸载,即可完成对OLED驱动的调试。
6 结论
本文介绍了OLED显示模块P13501与AT91RM9200的接口电路设计,以及在嵌入式Linux下OLED驱动程序的编写、编译和加载。该电路和驱动已成功应用于一控制系统中系统参数的显示,效果良好;配合简单的矩阵扫描式键盘,还可以进行相关参数设置。由于Linux的众多特点以及OLED显示技术的众多优势,相信它们的结合在消费电子、工业控制,甚至生活的方方面面将具有广阔的应用前景。
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