Linux LCD屏幕驱动调参实操

​​初探 Linux下的 LCD 驱动​​文中提到过， IMX6ULL的 eLCDIF接口驱动程序已经有半导体厂家NXP编写好了，并且不同分辨率LCD屏的eLCDIF接口驱动代码都是一样的，因此LCD驱动部分无需修改。只需要根据所使用的LCD来调整设备树参数即可，本文使用的是正点原子的IMX6ULL开发板，其LCD的接口IO如下图示：

Linux LCD屏幕驱动调参实操_LCD


由上图可知，LCD使用了如下三类IO连接：

– 24 根RGB LCD数据线
– 4 根控制线，PCLK、DE、VSYNC和HSYNC
– 1 根LCD背光PWM引脚线

1. 设备树修改

设备树的修改，涉及以下三个方面：

– LCD所使用的IO配置
– LCD屏幕节点修改，修改相应的属性值，换成我们所使用的 LCD屏幕参数
– LCD背光节点信息修改，要根据实际所使用的背光 IO来修改相应的设备节点信息

1.1 LCD屏幕IO配置

配置设备树中LCD所使用的IO，通常情况下半导体厂家已经写好了，无需修改。在imx6ull-andyxi-emmc.dts文件，iomuxc节点中能找到如下配置内容：

pinctrl_lcdif_dat: lcdifdatgrp { 
  fsl,pins = < 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA00__LCDIF_DATA00 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA01__LCDIF_DATA01 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA02__LCDIF_DATA02 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA03__LCDIF_DATA03 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA04__LCDIF_DATA04 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA05__LCDIF_DATA05 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA06__LCDIF_DATA06 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA07__LCDIF_DATA07 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA08__LCDIF_DATA08 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA09__LCDIF_DATA09 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA10__LCDIF_DATA10 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA11__LCDIF_DATA11 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA12__LCDIF_DATA12 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA13__LCDIF_DATA13 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA14__LCDIF_DATA14 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA15__LCDIF_DATA15 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA16__LCDIF_DATA16 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA17__LCDIF_DATA17 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA18__LCDIF_DATA18 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA19__LCDIF_DATA19 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA20__LCDIF_DATA20 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA21__LCDIF_DATA21 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA22__LCDIF_DATA22 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_DATA23__LCDIF_DATA23 0x79 
  >; 
};

pinctrl_lcdif_ctrl: lcdifctrlgrp { 
  fsl,pins = < 
    MX6UL_PAD_LCD_CLK__LCDIF_CLK 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_ENABLE__LCDIF_ENABLE 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_HSYNC__LCDIF_HSYNC 0x79 
    MX6UL_PAD_LCD_VSYNC__LCDIF_VSYNC 0x79 
  >; 
};
  
pinctrl_pwm1: pwm1grp { 
  fsl,pins = < 
    MX6UL_PAD_GPIO1_IO08__PWM1_OUT 0x110b0 
  >; 
};

LCD所使用的IO，分为如下三类：

– 子节点 pinctrl_lcdif_dat，为 RGB LCD的 24根数据线配置项。
– 子节点 pinctrl_lcdif_ctrl RGB LCD的 4根控制线配置项，包括 CLK、ENABLE、 VSYNC和 HSYNC。
– 子节点 pinctrl_pwm1 LCD背光 PWM引脚配置项。这个引脚要根据实际情况设置，这里我们建议大家在以后的学习或工作中， LCD的背光 IO尽量和半导体厂商的官方开发板一致。

1.2 LCD屏幕参数节点信息修改

在imx6ull-andyxi-emmc.dts文件中找到lcdif节点，以正点原子的ATK7016 (7寸 1024*600)屏幕为例，节点内容如下所示：

&lcdif { 
  pinctrl-names = "default"; 
  pinctrl-0 = <&pinctrl_lcdif_dat /* 使用到的IO */ 
         &pinctrl_lcdif_ctrl
         &pinctrl_lcdif_reset>;       
  display = <&display0>; 
  status = "okay"; 

  display0: display { /* LCD属性信息 */
    bits-per-pixel = <24>; /* 一个像素占用24bit */ 
    bus-width = <24>; /* 总线宽度 */ 
 
    display-timings { 
      native-mode = <&timing0>; /* 时序信息 */ 
      timing0: timing0 { 
        clock-frequency = <51200000>; /* LCD像素时钟，单位Hz */ 
        hactive = <1024>; /* LCD X轴像素个数 */ 
        vactive = <600>; /* LCD Y轴像素个数 */ 
        hfront-porch = <160>; /* LCD hfp参数 */ 
        hback-porch = <140>; /* LCD hbp参数 */ 
        hsync-len = <20>; /* LCD hspw参数 */ 
        vback-porch = <20>; /* LCD vbp参数 */ 
        vfront-porch = <12>; /* LCD vfp参数 */ 
        vsync-len = <3>; /* LCD vspw参数 */ 

        hsync-active = <0>; /* hsync数据线极性 */ 
        vsync-active = <0>; /* vsync数据线极性 */ 
        de-active = <1>; /* de数据线极性 */ 
        pixelclk-active = <0>; /* clk数据线先极性 */ 
      }; 
    }; 
  }; 
};

1.3 LCD屏幕背光节点信息

背光控制IO连接到了I.MX6U的GPIO1_IO08引脚上，将其复用为PWM1_OUT，通过PWM信号来控制LCD屏幕背光的亮度。

在imx6ull-andyxi-emmc.dts中可找到背光节点的配置信息：

pinctrl_pwm1: pwm1grp { 
  fsl,pins = < 
    MX6UL_PAD_GPIO1_IO08__PWM1_OUT 0x110b0 
  >; 
};
&pwm1 { 
  pinctrl-names = "default"; 
  pinctrl-0 = <&pinctrl_pwm1>; 
  status = "okay"; 
};
backlight { 
  compatible = "pwm-backlight"; 
  pwms = <&pwm1 0 5000000>; 
  brightness-levels = <0 4 8 16 32 64 128 255>; 
  default-brightness-level = <6>; 
  status = "okay"; 
};

2. 编译测试

2.1 LCD基本测试

配置好设备树后，使用​​make dtbs​​​命令编译设备树，使用新的设备树启动Linux内核即可。为了方便观察LCD驱动是否正常工作，可以使能Linux的小企鹅logo显示功能。在Linux内核源码根目录下，使用​​make menuconfig​​命令打开图形化配置界面，按下面的路径，使能logo显示功能

-> Device Drivers 
  -> Graphics support 
    -> Bootup logo (LOGO [=y]) 
      -> Standard black and white Linux logo 
      -> Standard 16-color Linux logo 
      -> Standard 224-color Linux logo 如图

Linux LCD屏幕驱动调参实操_驱动开发_02


重新编译Linux内核，使用新的zImage镜像启动系统，若LCD驱动正常，会在屏幕左上角出现一个彩色的小企鹅 logo，屏幕背景色为黑色，如下图示

Linux LCD屏幕驱动调参实操_驱动开发_03

2.2 LCD作为终端控制台

Linux开发中，通常使用电脑上的串口软件作为Linux开发板终端，开发板通过串口和串口软件进行通信。LCD驱动起来后，可以将其设置为终端，也就是开发板使用自己的显示设备作为自己的终端，接上键盘就可以 直接在开发板上敲命令了，将LCD设置为终端控制台的方法如下：

  • 设置 uboot中的 bootargs：重启开发板，进入uboot命令行，重新设置bootargs参数的console内容
setenv bootargs 'console=tty1 console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.100: /home/andyxi/linux/nfs/rootfs ip=192.168.1.200:192.168.1.100:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off'

注意：console设置了两遍 console，tty1 是设置LCD屏幕为控制台，ttymxc0,115200是设置串口也作为控制台，相当于打开了两个 console

  • 修改 /etc/inittab 文件：打开开发板根文件系统中的/etc/inittab文件，加入下面代码
tty1::askfirst:-/bin/sh

Linux LCD屏幕驱动调参实操_驱动开发_04

上述修改完后，重启开发板，LCD屏幕即可作为终端控制台使用，可以接上键盘直接在开发板上敲命令了

2.3 LCD背光调节

背光设备树节点设置了 8个等级的背光调节，可以设置为 0~7，我们可以通过设置背光等级来实现 LCD背光亮度的调节，进入如下目录：

/sys/devices/platform/backlight/backlight/backlight

Linux LCD屏幕驱动调参实操_Linux开发_05

上图中brightness表示当前亮度等级， max_bgigntness表示最大亮度等级，可使用​​cat​​命令查看内容

Linux LCD屏幕驱动调参实操_Framebuffer_06

若要修改屏幕亮度，只需要向 brightness写入需要设置的屏幕亮度等级即可

echo 7 > brightness

2.4 LCD自动熄屏

Linux内核中默认设置10分钟不操作LCD就会熄屏，以节省电能。解决该问题有多种方法

  • 按键或键盘唤醒LCD
  • 修改Linux内核设置：修改Linux源码中drivers/tty/vt/vt.c文件中的blankinterval变量后，重新编译内核
static int vesa_blank_mode; 
static int vesa_off_interval; 
static int blankinterval = 10*60; //10*60秒，改为0后即可关闭熄屏功能
  • 使用APP关闭熄屏：编写LCD常亮APP，并开机启动脚本中启动该APP
/***** lcd_always_on.c *****/
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h> 
 
int main(int argc, char *argv[]) { 
  int fd; 
  fd = open("/dev/tty1", O_RDWR); 
  write(fd, "\033[9;0]", 8); 
  close(fd); 
  return 0; 
}

编译生成可执行文件后，将其拷贝到开发板根文件系统的==/usr/bin==目录中，给予可执行权限，设置为开机自启动，打开 /etc/init.d/rcS，在此文件最后面加入如下内容：

Linux LCD屏幕驱动调参实操_Linux开发_07

cd /usr/bin 
./lcd_always_on 
cd ..