u8ledsta=0;
voidledset(u8sta)
{
}

這樣的編程有一個問題，假如我們有10個這樣的LED，怎么寫？這時我們可以引入面向對象編程，將每一個LED封裝為一個對象。可以這樣做：

/*
定義一個結構體，將LED這個對象的屬性跟方法封裝。
這個結構體就是一個對象。
但是這個不是一個真實的存在，而是一個對象的抽象。
*/
typedefstruct{
u8sta;
void(*setsta)(u8sta);
}LedObj;

/*聲明一個LED對象，名稱叫做LED1，并且實現它的方法drv_led1_setsta*/
voiddrv_led1_setsta(u8sta)
{
}

LedObjLED1={
.sta=0,
.setsta=drv_led1_setsta,
};

/*聲明一個LED對象，名稱叫做LED2，并且實現它的方法drv_led2_setsta*/
voiddrv_led2_setsta(u8sta)
{
}

LedObjLED2={
.sta=0,
.setsta=drv_led2_setsta,
};

/*操作LED的函數，參數指定哪個led*/
voidledset(LedObj*led,u8sta)
{
led->setsta(sta);
}

是的，在C語言中，實現面向對象的手段就是結構體的使用。上面的代碼，對于API來說，就很友好了。操作所有LED，使用同一個接口，只需告訴接口哪個LED。大家想想，前面說的LCD硬件場景。4個LCD，如果不面向對象，「顯示漢字的接口是不是要實現4個」？每個屏幕一個？

驅動與設備分離

如果要深入了解驅動與設備分離，請看LINUX驅動的書籍。

什么是設備？我認為的設備就是「屬性」，就是「參數」，就是「驅動程序要用到的數據和硬件接口信息」。那么驅動就是「控制這些數據和接口的代碼過程」。

通常來說，如果LCD的驅動IC相同，就用相同的驅動。有些不同的IC也可以用相同的，例如SSD1315跟STR7565，除了初始化，其他都可以用相同的驅動。例如一個COG lcd:

?

驅動IC是STR7565 128 * 64 像素用SPI3背光用PF5 ,命令線用PF4 ,復位腳用PF3

?

上面所有的信息綜合，就是一個設備。驅動就是STR7565的驅動代碼。

為什么要驅動跟設備分離，因為要解決下面問題：

?

有一個新產品，收銀設備。系統有兩個LCD，都是OLED，驅動IC相同，但是一個是128x64，另一個是128x32像素，一個叫做主顯示，收銀員用；一個叫顧顯，顧客看金額。

?

這個問題，「兩個設備用同一套程序控制」才是最好的解決辦法。驅動與設備分離的手段：

?

在驅動程序接口函數的參數中增加設備參數，驅動用到的所有資源從設備參數傳入。

?

驅動如何跟設備綁定呢？通過設備的驅動IC型號。

模塊化

我認為模塊化就是將一段程序封裝，提供穩定的接口給不同的驅動使用。不模塊化就是，在不同的驅動中都實現這段程序。例如字庫處理，在顯示漢字的時候，我們要找點陣，在打印機打印漢字的時候，我們也要找點陣，你覺得程序要怎么寫？把點陣處理做成一個模塊，就是模塊化。非模塊化的典型特征就是「一根線串到底，沒有任何層次感」。

LCD到底是什么

前面我們說了面向對象，現在要對LCD進行抽象，得出一個對象，就需要知道LCD到底是什么。問自己下面幾個問題：

• LCD能做什么？
• 要LCD做什么？
• 誰想要LCD做什么？

剛剛接觸嵌入式的朋友可能不是很了解，可能會想不通。我們模擬一下LCD的功能操作數據流。APP想要在LCD上顯示 一個漢字。

1、首先，需要一個顯示漢字的接口，APP調用這個接口就可以顯示漢字，假設接口叫做lcd_display_hz。

2、漢字從哪來？從點陣字庫來，所以在lcd_display_hz函數內就要調用一個叫做find_font的函數獲取點陣。

3、獲取點陣后要將點陣顯示到LCD上，那么我們調用一個ILL9341_dis的接口，將點陣刷新到驅動IC型號為ILI9341的LCD上。

4、ILI9341_dis怎么將點陣顯示上去？調用一個8080_WRITE的接口。

好的，這個就是大概過程，我們從這個過程去抽象LCD功能接口。漢字跟LCD對象有關嗎？無關。在LCD眼里，無論漢字還是圖片，都是一個個點。那么前面問題的答案就是：

• LCD可以一個點一個點顯示內容。
• 要LCD顯示漢字或圖片-----就是顯示一堆點
• APP想要LCD顯示圖片或文字。

結論就是：所有LCD對象的功能就是顯示點。「那么驅動只要提供顯示點的接口就可以了，顯示一個點，顯示一片點。」 抽象接口如下：

/*
LCD驅動定義
*/
typedefstruct
{
u16id;

s32(*init)(DevLcd*lcd);
s32(*draw_point)(DevLcd*lcd,u16x,u16y,u16color);
s32(*color_fill)(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey,u16color);
s32(*fill)(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey,u16*color);
s32(*onoff)(DevLcd*lcd,u8sta);
s32(*prepare_display)(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey);
void(*set_dir)(DevLcd*lcd,u8scan_dir);
void(*backlight)(DevLcd*lcd,u8sta);
}_lcd_drv;

上面的接口，也就是對應的驅動，包含了一個驅動id號。

• id，驅動型號
• 初始化
• 畫點
• 將一片區域的點顯示某種顏色
• 將一片區域的點顯示某些顏色
• 顯示開關
• 準備刷新區域（主要彩屏直接DMA刷屏使用）
• 設置掃描方向
• 背光控制

顯示字符，劃線等功能，不屬于LCD驅動。應該歸類到GUI層。

LCD驅動框架

我們設計了如下的驅動框架：

設計思路：

1、中間顯示驅動IC驅動程序提供統一接口，接口形式如前面說的_lcd_drv結構體。

2、各顯示IC驅動根據設備參數，調用不同的接口驅動。例如TFT就用8080驅動，其他的都用SPI驅動。SPI驅動只有一份，用IO口控制的我們也做成模擬SPI。

3、LCD驅動層做LCD管理，例如完成TFT LCD的識別。并且將所有LCD接口封裝為一套接口。

4、簡易GUI層封裝了一些顯示函數，例如劃線、字符顯示。

5、字體點陣模塊提供點陣獲取與處理接口。

由于實際沒那么復雜，在例程中我們將GUI跟LCD驅動層放到一起。TFT LCD的兩個驅動也放到一個文件，但是邏輯是分開的。OLED除初始化，其他接口跟COG LCD基本一樣，因此這兩個驅動也放在一個文件。

代碼分析

代碼分三層：

1、GUI和LCD驅動層 dev_lcd.c dev_lcd.h

2、顯示驅動IC層 dev_str7565.c & dev_str7565.h dev_ILI9341.c & dev_ILI9341.h

3、接口層 mcu_spi.c & mcu_spi.h stm324xg_eval_fsmc_sram.c & stm324xg_eval_fsmc_sram.h

GUI和LCD層

這層主要有3個功能 ：

「1、設備管理」

首先定義了一堆LCD參數結構體，結構體包含ID，像素。并且把這些結構體組合到一個list數組內。

/*各種LCD的規格參數*/
_lcd_praLCD_IIL9341={
.id=0x9341,
.width=240,//LCD寬度
.height=320,//LCD高度
};
...
/*各種LCD列表*/
_lcd_pra*LcdPraList[5]=
{
&LCD_IIL9341,
&LCD_IIL9325,
&LCD_R61408,
&LCD_Cog12864,
&LCD_Oled12864,
};

然后定義了所有驅動list數組，數組內容就是驅動，在對應的驅動文件內實現。

/*所有驅動列表
驅動列表*/
_lcd_drv*LcdDrvList[]={
&TftLcdILI9341Drv,
&TftLcdILI9325Drv,
&CogLcdST7565Drv,
&OledLcdSSD1615rv,

定義了設備樹，即是定義了系統有多少個LCD，接在哪個接口，什么驅動IC。如果是一個完整系統，可以做成一個類似LINUX的設備樹。

/*設備樹定義*/
#defineDEV_LCD_C3//系統存在3個LCD設備
LcdObjLcdObjList[DEV_LCD_C]=
{
{"oledlcd",LCD_BUS_VSPI,0X1315},
{"coglcd",LCD_BUS_SPI,0X7565},
{"tftlcd",LCD_BUS_8080,NULL},
};

「2 、接口封裝」

voiddev_lcd_setdir(DevLcd*obj,u8dir,u8scan_dir)
s32dev_lcd_init(void)
DevLcd*dev_lcd_open(char*name)
s32dev_lcd_close(DevLcd*dev)
s32dev_lcd_drawpoint(DevLcd*lcd,u16x,u16y,u16color)
s32dev_lcd_prepare_display(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey)
s32dev_lcd_display_onoff(DevLcd*lcd,u8sta)
s32dev_lcd_fill(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey,u16*color)
s32dev_lcd_color_fill(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey,u16color)
s32dev_lcd_backlight(DevLcd*lcd,u8sta)

大部分接口都是對驅動IC接口的二次封裝。有區別的是初始化和打開接口。初始化，就是根據前面定義的設備樹，尋找對應驅動，找到對應設備參數，并完成設備初始化。打開函數，根據傳入的設備名稱，查找設備，找到后返回設備句柄，后續的操作全部需要這個設備句柄。

「3 、簡易GUI層」

目前最重要就是顯示字符函數。

s32dev_lcd_put_string(DevLcd*lcd,FontTypefont,intx,inty,char*s,unsignedcolidx)

其他劃線畫圓的函數目前只是測試，后續會完善。

驅動IC層

驅動IC層分兩部分：

「1 、封裝LCD接口」

LCD有使用8080總線的，有使用SPI總線的，有使用VSPI總線的。這些總線的函數由單獨文件實現。但是，除了這些通信信號外，LCD還會有復位信號，命令數據線信號，背光信號等。我們通過函數封裝，將這些信號跟通信接口一起封裝為「LCD通信總線」， 也就是buslcd。BUS_8080在dev_ILI9341.c文件中封裝。BUS_LCD1和BUS_lcd2在dev_str7565.c 中封裝。

「2 驅動實現」

實現_lcd_drv驅動結構體。每個驅動都實現一個，某些驅動可以共用函數。

_lcd_drvCogLcdST7565Drv={
.id=0X7565,

.init=drv_ST7565_init,
.draw_point=drv_ST7565_drawpoint,
.color_fill=drv_ST7565_color_fill,
.fill=drv_ST7565_fill,
.onoff=drv_ST7565_display_onoff,
.prepare_display=drv_ST7565_prepare_display,
.set_dir=drv_ST7565_scan_dir,
.backlight=drv_ST7565_lcd_bl
};

接口層

8080層比較簡單，用的是官方接口。SPI接口提供下面操作函數，可以操作SPI，也可以操作VSPI。

externs32mcu_spi_init(void);
externs32mcu_spi_open(SPI_DEVdev,SPI_MODEmode,u16pre);
externs32mcu_spi_close(SPI_DEVdev);
externs32mcu_spi_transfer(SPI_DEVdev,u8*snd,u8*rsv,s32len);
externs32mcu_spi_cs(SPI_DEVdev,u8sta);

至于SPI為什么這樣寫，會有一個單獨文件說明。

總體流程

前面說的幾個模塊時如何聯系在一起的呢？請看下面結構體：

/*初始化的時候會根據設備數定義，
并且匹配驅動跟參數，并初始化變量。
打開的時候只是獲取了一個指針*/
struct_strDevLcd
{
s32gd;//句柄，控制是否可以打開

LcdObj*dev;
/*LCD參數，固定，不可變*/
_lcd_pra*pra;

/*LCD驅動*/
_lcd_drv*drv;

/*驅動需要的變量*/
u8dir;//橫屏還是豎屏控制：0，豎屏；1，橫屏。
u8scandir;//掃描方向
u16width;//LCD寬度
u16height;//LCD高度

void*pri;//私有數據，黑白屏跟OLED屏在初始化的時候會開辟顯存
};

每一個設備都會有一個這樣的結構體，這個結構體在初始化LCD時初始化。

• 成員dev指向設備樹，從這個成員可以知道設備名稱，掛在哪個LCD總線，設備ID。

typedefstruct
{
char*name;//設備名字
LcdBusTypebus;//掛在那條LCD總線上
u16id;
}LcdObj;

• 成員pra指向LCD參數，可以知道LCD的規格。

typedefstruct
{
u16id;
u16width;//LCD寬度豎屏
u16height;//LCD高度豎屏
}_lcd_pra;

• 成員drv指向驅動，所有操作通過drv實現。

typedefstruct
{
u16id;

s32(*init)(DevLcd*lcd);

s32(*draw_point)(DevLcd*lcd,u16x,u16y,u16color);
s32(*color_fill)(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey,u16color);
s32(*fill)(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey,u16*color);

s32(*prepare_display)(DevLcd*lcd,u16sx,u16ex,u16sy,u16ey);

s32(*onoff)(DevLcd*lcd,u8sta);
void(*set_dir)(DevLcd*lcd,u8scan_dir);
void(*backlight)(DevLcd*lcd,u8sta);
}_lcd_drv;

• 成員dir、scandir、 width、 height是驅動要使用的通用變量。因為每個LCD都有一個結構體，一套驅動程序就能控制多個設備而互不干擾。
• 成員pri是一個私有指針，某些驅動可能需要有些比較特殊的變量，就全部用這個指針記錄，通常這個指針指向一個結構體，結構體由驅動定義，并且在設備初始化時申請變量空間。目前主要用于COG LCD跟OLED LCD顯示緩存。

整個LCD驅動，就通過這個結構體組合在一起。

1、初始化，根據設備樹，找到驅動跟參數，然后初始化上面說的結構體。

2、要使用LCD前，調用dev_lcd_open函數。打開成功就返回一個上面的結構體指針。

3、顯示字符，接口找到點陣后，通過上面結構體的drv，調用對應的驅動程序。

4、驅動程序根據這個結構體，決定操作哪個LCD總線，并且使用這個結構體的變量。

用法和好處

• 好處1

請看測試程序

voiddev_lcd_test(void)
{
DevLcd*LcdCog;
DevLcd*LcdOled;
DevLcd*LcdTft;

/*打開三個設備*/
LcdCog=dev_lcd_open("coglcd");
if(LcdCog==NULL)
uart_printf("opencoglcderr
");

LcdOled=dev_lcd_open("oledlcd");
if(LcdOled==NULL)
uart_printf("openoledlcderr
");

LcdTft=dev_lcd_open("tftlcd");
if(LcdTft==NULL)
uart_printf("opentftlcderr
");

/*打開背光*/
dev_lcd_backlight(LcdCog,1);
dev_lcd_backlight(LcdOled,1);
dev_lcd_backlight(LcdTft,1);

dev_lcd_put_string(LcdOled,FONT_SONGTI_1212,10,1,"ABC-abc，",BLACK);
dev_lcd_put_string(LcdOled,FONT_SIYUAN_1616,1,13,"這是oledlcd",BLACK);
dev_lcd_put_string(LcdOled,FONT_SONGTI_1212,10,30,"www.wujique.com",BLACK);
dev_lcd_put_string(LcdOled,FONT_SIYUAN_1616,1,47,"屋脊雀工作室",BLACK);

dev_lcd_put_string(LcdCog,FONT_SONGTI_1212,10,1,"ABC-abc，",BLACK);
dev_lcd_put_string(LcdCog,FONT_SIYUAN_1616,1,13,"這是coglcd",BLACK);
dev_lcd_put_string(LcdCog,FONT_SONGTI_1212,10,30,"www.wujique.com",BLACK);
dev_lcd_put_string(LcdCog,FONT_SIYUAN_1616,1,47,"屋脊雀工作室",BLACK);

dev_lcd_put_string(LcdTft,FONT_SONGTI_1212,20,30,"ABC-abc，",RED);
dev_lcd_put_string(LcdTft,FONT_SIYUAN_1616,20,60,"這是tftlcd",RED);
dev_lcd_put_string(LcdTft,FONT_SONGTI_1212,20,100,"www.wujique.com",RED);
dev_lcd_put_string(LcdTft,FONT_SIYUAN_1616,20,150,"屋脊雀工作室",RED);

while(1);
}

使用一個函數dev_lcd_open，可以打開3個LCD，獲取LCD設備。然后調用dev_lcd_put_string就可以在不同的LCD上顯示。其他所有的gui操作接口都只有一個。這樣的設計對于APP層來說，就很友好。顯示效果：

• 好處2

現在的設備樹是這樣定義的

LcdObjLcdObjList[DEV_LCD_C]=
{
{"oledlcd",LCD_BUS_VSPI,0X1315},
{"coglcd",LCD_BUS_SPI,0X7565},
{"tftlcd",LCD_BUS_8080,NULL},
};

某天，oled lcd要接到SPI上，只需要將設備樹數組里面的參數改一下，就可以了，當然，在一個接口上不能接兩個設備。

LcdObjLcdObjList[DEV_LCD_C]=
{
{"oledlcd",LCD_BUS_SPI,0X1315},
{"tftlcd",LCD_BUS_8080,NULL},
};

字庫

暫時不做細說，例程的字庫放在SD卡中，各位移植的時候根據需要修改。具體參考font.c。

審核編輯：郭婷