24702010，31(11)计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign
·嵌入式系统工程·
$3C2440的LCD控制器的配置与应用
付虹，刘桂方，李春善，王经
(长春工业大学电气与电子工程学院，吉林长春130012)
摘要：描述了目前嵌入式系统中人机界面的现实与要求，以Samsung公司的32位嵌入式微处理器S3C2440为例，详细说明
了液晶显示控制器的功能及软件配置方法。结合Sharp公司640x480点阵的薄膜晶体管液晶(TFT型)与处理器的接口设计，
给出了可方便移植的程序代码、具体的配置参数以及相关函数。实验结果表明了该接口软件设计的正确性和实用性。
关键词：嵌入式；人机交互界面；S3C2440；薄膜晶体管液晶；液晶显示
中图法分类号：TP368．33文献标识码：A文章编号：1000—7024(2010)11-2470-03
ConfigurationandapplicationofLCDcontrollerbasedon$3C2440
。FUHong，LIUGui-fang，LIChun-shan，WANGJing
(CollegeofElectronicsandElectricalEngineering，ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130012，China)
Abstract：Therealityandrequirementsofhuman-machineinterfacesisdescribedinthecurrentembeddedsystem．TakentheSamsung’S32一
bitembeddedmicroprocessor$3C2440asexample，thefunctionofliquidcrystaldisplaycontrollerandsoftwareconfigurationisillustra-
ted．ItisalsocombinedwithSharpCorporationof640x480dot·matrixthin·filmtransistor(TFT-type)liquidcrysmlscreen．On$3C2440
processorLCDcontrollerinterface，aconvenienttransplantprogramcodeandthespecificparametersoftheconfigurationisgiven．The
experimentalresultsshowthatpracticalityandcorrectnessofthedesignofinterfacesoftware．
KeyWOrds：embedded；man．．machineinterface；$3C2440；thin··filmtransistor；LCD
0引言
传统的发光二极管、数码管和LED等交互手段已经远远
不能满足现实的需求，而LCD液晶显示以其高像素显示、尺寸
大、重量轻等优势迅速普及，已成为大多数情况下人机交互的
必然选择“1。基于ARM920T内核构架的$3C2440是针对嵌入
式系统的高性能处理器，其最高工作频率为400MHz，处理器
内部集成了LCD(1iquidcrystaldisplay)控制器。
本文讨论了$3C2440中LCD控制器的一般配置方法，并
以Sharp公司640x480TFT型LCD显示输出为实例详细说明
了相关寄存器的配置过程。
1S3C2440的LCD控制器简介
三星公司的$3C2440处理器内置了LCD控制器，其支持
单色＼灰度＼彩色LCD屏。LCD控制器支持单色，使用基于时
间的抖动算法和帧频控制的方法，可以支持每像素2位(四级
灰度)或每像素4位(16级灰度)的单色LCD显示屏；也支持彩
色LCD接口，可以是每像素8位(256种颜色)和每像素12位
(4096种颜色)的STN型LCD。支持每像素1位、2位、4位和
8位带有调色板的TFT彩色LCD和每像素16位与24位的无
调色板真彩色显示。根据实际屏幕的水平与垂直像素数、数
据界面的数据宽度、界面时间和自刷新速率等，LCD控制器可
以编程支持各种不同要求的显示屏：可以支持很多种不同规
格和工作方式的STN液晶显示器和TFT液晶显示器。①STN
型LCD显示器：支持4bit单扫、4位双扫和8位单扫3种扫描
方式；支持单色、4级灰度和16级灰度屏：支持256色和4096
色彩色STN屏；支持多种屏幕尺寸，应用中典型的屏幕尺寸有
640×480，320x240，160x160和其它最大虚拟屏幕尺寸达
4Mbytes。256色颜色模式下最大虚拟屏幕尺寸：4096x1024，
2048x2048，1024x4096及其它。(g)TFT型LCD显示屏：支持1
位、2位、4位和8位(每像素)调色板TFT显示；支持16位／像素
非调色板真彩色TFT显示；支持24位／像素非调色板真彩色
TFT显示；24位／像素模式下最大支持16M彩色TFT；支持多
种屏幕尺寸典型分辨率为640x480、320x240、160x160及其它
多种规格的LCD。最大虚拟显示达4Mbytes。虚拟显示尺寸
在64K模式下最大为2048x1024像素。
LCD控制器外部接口信号包括：①VFR^^伍，、，SYNC／s丁V：帧同步信号(STN)／垂直同步信号佃F1r)／SEC耵呵信号；帆INE／
HSYNC／CPV：行同步脉冲信号(STN)／水平同步信号(TFT)／
SECTFT信号；③VCLI孔CDHCLK：像素时钟信号(STN肝T)／
SECTFT信号：④VD[23：0】：LCD像素数据输出端口(STN肿T／
SECTFT)；垣)VM／VDEN／TP：LCD驱动器交流信号(sTN)／数据
收稿日期：2009．06-15：修订日期：2009-08—31。
作者简介：付虹(1963一)，女，辽宁台安人，硕士，教授，研究方向为嵌入式系统、智能控制及信号枪测等；刘桂方(1981一)，男，湖北天门
人，硕士研究生，研究方向为嵌入式系统：李春善(1983一)，男，吉林长春人，硕士研究生，研究方向为信号处理；王经(1982一)，男，山
西平遥人，硕士研究生，研究方向为信号处理。E-mail：fuhong_1963@yahoo．tom．cn
万方数据
付虹，刘桂方，李春善，等：S3C2440的LCD控制器的配置与应用2010，31(11)2471
使能信号(盯T)／SECTFT信号；@LENWSTH：行结束信号
{ITFT)／SECTFT信号；⑦LcDLPWREN：LCD屏电源控制信
号；⑧LCDVF0：SECTFT信号OE；@LCDVFI：SECTFT信号
REV；(固)LCDVF2：SECTFT信号REVBⅢ。
2TFT型LCD控制器配置
三星公司的$3C2440处理器的LCD控制器有17个控制
寄存器，对其相关寄存器进行初始化操作即可正常使用。LCD
的控制寄存器分别为5个可编程控制寄存器：3个帧缓冲起始
地址寄存器；红色查找表寄存器REDLUT,绿色查找表寄存器
GREENLUT：蓝色查找表寄存器BLUELUT；抖动模式寄存器
DITHMODE；临时调色板寄存器TPAL；LCD中断寄存器
ECDINTPND，指示中断请求状态：中断优先寄存器
LCDSRCPND；中断屏蔽寄存器LCDINTMSK，指示哪一个中断
被屏蔽：LPC3600控制寄存器TCONSEL。根据Sharp公司
640x480TFT型LCD的时序要求进行配置，以达到理想的显示
效果。这里我们主要介绍在实际中使用到的几个寄存器。
2．1可编程控制寄存器的配置
LCD控制寄存器一共有5个，分别为：①LCDCONl包括
只读的行计数器状态位LINECNT、确定像素时钟频率用的
CLKVAL：MMODE决定VM信号的触发速率、显示模式选择
位PNRMODE、BPPMODE为单个像素的位数选择、ENVID是
LCD视频输出和逻辑信号使能位。(窑)LCDCON2包括VBPD
(列开始等待周期)，指在一帧开始时，垂直同步信号上升沿之
后非活动时钟周期的数目，使用STN型LCD时此位应为0；
LINEVAL决定LCD屏的垂直尺寸：VFPD(歹U结束等待周期)
指在一帧结束时，垂直同步信号下降沿之前非活动时钟周期
的数目。使用STN型LCD时此位应为O：VSPW对非活动行
计数，垂直同步脉冲宽度决定着VSYNC脉冲高电平宽度，使
用STN型LCD时此位应为O。③LCDCON3包括：HBPD(行开
始等待周期)为水平同步信号下降沿之后与有效数据之前非
活动时钟周期数目；HOZVAL决定着LCD屏水平尺寸，HOZ-
VAL必须满足一行有4n个字节的条件。如单色模式下LCD
一行有120个点，但120点是不被支持的，因为这一行是由15
个字节组成，而单色模式下设置成一行128个点是可以支持
的，因为这一行由16(4n)个字节组成，但LCD屏将丢弃多余
的8个点；HFPD(行结束等待周期)为有效数据之后与水平同
步信号上升沿之前非活动时钟周期数目。@LCDCON4包括：
MVAL在STN模式下，如果MMODE=I，MVAL定义VM信
号变化速度；水平同步脉冲宽度(HsPw)决定着HSYNC高电
平脉冲的宽度。(亘)LCDCON5包括：VSn虹us(只读垂真扫描
状态)、HSTATUS(只读水平扫描状态)、BPP24BL(确定24bpp显
示时显存中数据的格式)、FI洲565(确定16bpp显示时输出数
据的格式)、INWCLK(决定VCLK的有效极性)、INVVLINE
(指明VLINEPrtSl州C脉冲的极性)、INVVFRAME(指明
VFRAME／VSYNC脉冲的极性)、INvVD(指明视频数据脉冲的
极性)、INWDEN(指明VDEN信号的极性)、INVPWI也N(指明
PWREN信号的极性)、INVLEND(指明LEND信号的极性)、
PWREN(LCDPWREN输出信号使能位)、ENLEND(LEND输
出信号使能位)、BSWP(字节交换控制位)、HwswP(半字交换
控制位)∞】。
2．2帧缓冲起始地址寄存器配置
帧缓冲起始地址寄存器共3个：(￡)LCDSADDRl包括：
LCDBANK，它指明在系统内存中视频缓冲区的位置，
LCDBANK赋值后不可轻易改变，并且LCD帧缓冲地址应保
证在4MB的连续区域内，以确保在移动观察窗口时
LCDBANK的值不被改变，因此在使用函数mallocO时务必要
小心；LCDBASEU，对于双扫描LCD用来指示帧缓冲区或上帧
缓冲区的开始地址，对单扫描LCD用来指示帧缓冲区的开始
地址(④LCDSADDR2包括：LCDBASEL，对于双扫描LCD该位
用来指示下帧存储区的开始地址，对于单扫描LCD该位用来
指示帧存储区的末地址。(要)LCDSADDR3包括：OFFSIZE，用
来指定虚拟屏幕起始点离显示存储区起始点的水平距离；
PAGEWIDlH，用来指定虚拟屏的水平宽度。
3软件设置
$3C2440处理器与Sharp公司640x480TFT型LCD搭配下的
软件设计包括寄存器的初始化及相关应用程序的设计两部分。
3．1初始化函数
voidledinit(void)肌CD初始化函数
{rLCDCONl=(CLKVALUSED
5)I(12<<1)lO；
／／初始化控制寄存器l
rLCDCON2=(：VBPD<<24)I(LINEVAL_TFT<<14)I(VFPD<<
6)l(vsPw)；
／／初始化控制寄存器2
rLCDCON3=(IHBPD<<19)I(HOZVALtl_TFT<<8)I(HFPD)；
初始化控制寄存器3
rLCDCON4=(MVAL<<8)I(HSPW)；／／初始化控制寄存器4
rLCDCON5=(1“11)1l(1“10)I(1<<9)I(1“8)I(O“7)I(O“
6)1(1<<3)I(BSwP<<1)I(HWSWP)；／／初始化控制寄存器5
rLCDSADDRl=I：(LCDFRAMEBUFFER>>22)<<21)IM5D
(LCDFRAMEBUFFER>>1)：
／／初始化帧缓冲起始地址寄存器l
rLCDSADDR2=M5D(((int32)LCDFRAMEBUFFER+(SCR
)(_TFT+scR—yJ''FT‘4))>>l+1)；∥初始化帧缓冲起始地址寄
存器2
rLCDSADDR3=(((0)<<1I)I(SCR_X_TFT／1))；／／初始化帧缓
冲起始地址寄存器3
rLCDINTMSKJ=(3)；／／LCD中断屏蔽器，中断屏蔽
rT队L=o；／，临时调色板寄存器，设置无效
rLCDCONII=I；／／修改位ENVID=I，视频输出使能
)
为了提高程序的可移植性，本文在程序设计的时候，对相
关参数用符号常量表示。这样在需要更换LCD时只需要修
改符号常量的值即可，极大地方便了程序的移植。下面以Sharp
公司640×480TFT型LCD为例说明符号常量的设置以及编制
的相关函数。
3．2T兀-LcD模块的时序要求
本显示模块LQ080V3DG01是Sharp公司的TFT-LCD器
万方数据
24722010，31(11)计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign
Vsync
ENAB
3．3编制的相关函数
函数M5DO为获取变量(字长32个二进制位)的低21个二
进制位。函数由一条宏定义实现：#defineM5D(nX(n)&0xl髓D。
函数PutPixel0功能为在640x480TI吓型LCD上指定位置
的单个像素显示为指定数据的颜色。
函数定义如下：
staticvoidPutPixel(int32xx．int32yy,intl6ee)
{if(xx
ferl6BitTfi[(yy)][(xx)】=cc；}
指针fi''ameBufferl6BitTfl指向帧存储区在内存中的开始
地址，传输颜色值的操作因此变为给指针数组赋值操作了。利
用如下语句实现：
frameBufferl6BitTR=(intl6(‘)[SCRXTFT])LCDFRAM：
EBUFFER；
函数Paint_Bmp0功能为在LCD屏幕上指定坐标点画一
个指定大小的图形，图形数据由函数参数bmp[]数组传递。函
数定义如下：
staticvoidPaint_Bmp(intx0，inty0，inth，intl，unsignedchar
bmp[]){
intxa,y；．
int32c；
intP=0：
for(y=0；Y
for(xa=0；xa
C=bmp”l】I(bmp[p】“8)；if(((xO+xa)
YTFr))
l旨ameBufferl6BitTR[y0+y][x0+xa]=c：
P=P+2；
))}
4实验与结果分析
根据上述分析，将LCD初始化函数lcdmit0中的代码写
入bootloader的LCDINIT．C文件中编译，并在bootloader运行
时调用PaintBmp0函数，即可进行友好的人机交互。
本文实验以昆山市华恒焊接设备技术有限责任公司的焊
接平台的开发为出发点，结合实际需要设计了一套软件系统。
本系统中所用到的图片数组为24位位图格式，输出显示采用
本文3．3节介绍的PaintBmp()函数，相关寄存器的配置利用本
文方法即可。为该公司设计的系统启动的画面如图2所示。
图2华恒公司焊接系统启动画面
(下转第2553页)
万方数据
黄璞，陈才扣：基于局部人脸图像的ICA人脸识别方法2010，31(11)2553
像作为训练样本，将每人剩余的26-n幅图像作为测试样本，同
时我们将分块大d,(mP局部人脸图像大小)取为(c=25，d=20)，利
用最近邻分类器进行分类，可得本文方法与ICA、PCA的识别
率比较结果如表3所示。
样本数本文方法ICAPCA
l’l67．67(6x6)l58．97(35x2000)I57．37(1t9x2000)
l=785．53(8x8)81．40(74x2000)l70．88(147x2000)
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(上接第2472页)
5结束语
详细分析了S3C2440的LCD控制器和Sharp公司640x
480TFT型LCD屏幕搭配下的相关寄存器设置；介绍了
$3C2440与其它类型的LCD搭配下的设置方式；详细说明了
几个方便移植引用的基本函数，给S3C2440的LCD控制器的
使用带来了便利；给出了具体可行的实例，并用实践验证了此
方案的可行性。事实证明了相关寄存器配置的正确性以及函
数运行的稳定性，方便了该芯片LCD显示方面的程序开发。
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脚跚
Ⅲ
吲
旧
忉
网
万方数据
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