模仿RA8875/RA8876做个图形LCD控制器,STM32跑emWin接VGA显示器测试OK

RA8875相信大家都熟悉吧？我们很多工程师都热衷于STM32+RA8875+emWin做界面显示，去年瑞佑又推出了同系列新产品RA8876/RA8877。

图形LCD控制器的系统主构架是：FPGA+DDR2+Nand-Flash，FPGA里面还跑了个8051，因为要做指令缓冲、FAT32文件系统、Nand-Flash驱动程序，这三样东西没有C语言单靠FPGA是没法实现的，其实和RA8875/RA8876最大的不同就是这三个功能，可以说在某些方面是RA8875/RA8876的升级版！当然成本也没法和RA8875/RA8876比，毕竟我没有能力去做流片或者去做邦定！还是先上图：

图形LCD控制器框架图：

其中I2C控制器是接外部RTC时钟芯片和触摸屏芯片用的，PWM控制器和蜂鸣器控制器其实就是1个I/O输出。

LCD控制器的Nand-Flash可以储存字库和图片，支持FAT32文件系统管理，通过N-LINK下载线连接电脑USB，就可以和U盘一模一样使用(使用系统自带驱动，写速度是3.2Mbytes/S，读速度是5.6Mbytes/S)

不会有人想拿来当U盘用吧？还是SLC颗粒的，哈哈。。。

这个是用图形LCD控制器做好的GUI2VGA图形卡：

两个2.54简牛插座一个是SPI接口的，另一个是Intel 8080接口的，VGA插座旁边那个是PS/2键盘和鼠标接口，因为市面上大部分USB鼠标和键盘都兼容PS/2，所以索性做成了USB插座；再过去那个4脚2.54排针是触摸屏插座，可以接15寸以上的4线电阻触摸屏都没问题，因为触摸屏程序是经过优化的，误差和跳动非常小！鼠标、键盘、触摸屏的触发事件是通过指令回传给CPU；屏幕上有鼠标光标显示，像电脑鼠标一样。

对于具备2D图形加速和指令缓冲功能的LCD控制器来说，其实用SPI接口发送指令显示图形、文字、图片就足够了，没必要用Intel 8080总线，麻烦而且显示速度基本一样，因为不管是自己做的图形库还是emWin，写像素操作都是非常少的，更何况20MHz的SPI接口写像素速度并不会慢。

特征：

1) 硬件2D图形加速协处理器，快速执行绘图、显示功能。

2) Nand-Flash作为字库和图片的储存器(结合N-LINK下载线和U盘一模一样使用)，字库/图片随便用，非常方便。

3) 双显存自动管理设计，避免屏幕更新时出现”拉窗帘”现象。

4) 24位色(RGB888)显示，网络素材直接用，画面绝不失真。

5) 基于FAT/FAT32文件系统管理字库和图片，支持多级文件夹(子目录)，在字库和图片数量非常多时，管理非常方便。

6) 可自行制作字库，支持多种字库工具生成的字库。

7) 字库显示编码格式支持ASCII、GB2312、GBK、BIG5、UNICODE(等宽/非等宽)。

8) 只支持16bbp(RGB565)/24bbp(RGB888)的BMP格式位图，可实现图片裁剪、透明显示。

9) 支持画点、线、圆、矩形和多边形等常用GUI功能。

10) 支持SPI(串行) 或者Intel8080(并行)通信接口。

11) 经优化的高精度四线电阻触摸屏支持。

12) 支持PS/2鼠标和PS/2键盘。

13) 支持4×6矩阵键盘。

14) RTC时钟显示。

15) 16级背光亮度调节。

16) 支持文本光标。

17) 带蜂鸣器。

注意了，以下功能是没有图形加速的：字体放大/缩小、字体旋转、图片放大/缩小、图片旋转、图片半透明显示、图层半透明叠加、图层淡入淡出；因为若要实现这些功能， FPGA成本可能要翻倍！

以下是1024×768分辨率下点亮32寸VGA显示器的效果：

除了EDIT控件以外，其他地方都贴了24位色的BMP图片，以下是这个界面的测试情况：

除了EDIT控件和下拉列表控件以外，其他地方都贴了24位色的BMP图片，以下是这个界面的测试情况：

现在的STM32F207VET6是裸跑emWin的，如果改成跑操作系统，加上其他任务的执行时间，STM32F207VET6的耗时势必也会增加；比如，假如其他任务的执行时间总共是100ms，那么STM32F207VET6的耗时将是229ms，图形LCD控制器的耗时还是272ms；假如其他任务的执行时间总共是200ms，那么STM32F207VET6的耗时将是329ms，图形LCD控制器的耗时将会和STM32F207VET6一样都是329ms。