LinuxLCDFrambuffer基础介绍和使用方法

1、什么是Framebuffer？

假设LCD屏幕分辨率是800x600，每个像素占4字节，那么framebuffer 大小就是：

(资料图片仅供参考)

800x600x4=960000字节

framebuffer 显示原理，如下图所示：

假设需要设置 LCD 中坐标(x,y)处像素的颜色，首要要找到这个像素对应的内存，然后根据它的 BPP 值设置颜色。

假设 fb_base 是 APP 执行 mmap 后得到的 Framebuffer 地址，如下图所示：

(x，y)像素起始地址=fb_base+(xres*bpp/8)y + xbpp/8

2、为什么要有Frambuffer？

思考一个问题，为什么要用Framebuffer？

上图为LCD 驱动框架图：

从软件层面分析：framebuffer 起着承上启下的作用，向上，为应用层提供通用系统调用（open()，ioctl()，mmap()）;向下，联接LCD控制器，之前对硬件进行操作。

从硬件层面分析：用户只需要将数据写到framebuffer,硬件会自动刷新到屏幕上。

3、常用接口和数据结构

3.1 常用接口

通过 man 2 查看如下：

函数说明：

函数原型：

intioctl(intfd,unsignedlongrequest,...);

函数说明：

3）mmap 系统调用：

函数说明：

3.2 相关数据结构

fb_var_screeninfo：包含xres, yres, bits_per_pixel等信息，在后续会经常用到。

4、如何在LCD 上描点？

4.1 LCD 显示原理

当我们需要显示一个字母‘A’时，是通过判断点阵的每一个位数值状态，来填充颜色，达到显示字符效果。其中‘1’表示一种颜色，‘0’表示填充另一种颜色。

如下图^[1]8*16的点阵，只要有这个点阵，我们就可以在LCD上面描点，达到显示字符的效果。

4.2 Framebuffer 操作说明

framebuffer 操作如下流程：

intfd_fb;structfb_var_screeninfovar;/*Currentvar*/intscreen_size;unsignedchar*fbmem;unsignedintline_width;unsignedintpixel_width;intmain(intargc,char*argv[]){/*Step1:打开设备*/fd_fb=open("/dev/fb0",O_RDWR);if(fd_fb<0){printf("can"topen/dev/fb0\n");return-1;}/*Step2：获取设备参数信息* xres：x 方向总像素* yres：y 方向总像素* bits_per_pixel：每个像素占多少位*/if(ioctl(fd_fb,FBIOGET_VSCREENINFO,&var)){printf("can"tgetvar\n");return-1;}/*Step3:计算线宽，分配显存*//*line_width每行占的字节*/line_width=var.xres*var.bits_per_pixel/8;pixel_width=var.bits_per_pixel/8;screen_size=var.xres*var.yres*var.bits_per_pixel/8;fbmem=(unsignedchar*)mmap(NULL,screen_size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd_fb,0);if(fbmem==(unsignedchar*)-1){printf("can"tmmap\n");return-1;}/*Step4:清屏:全部设为黑色*/memset(fbmem,0,screen_size);/*Step5:描点*/lcd_put_ascii(var.xres/2,var.yres/2,"A");/*在屏幕中间显示8*16的字母A*//* Step6：释放资源*/munmap(fbmem,screen_size);/* Step7：关闭设备*/close(fd_fb);return0;}

4.3 描点实现

描点的关键是计算点(x,y)位置对应的地址，然后直接指向fbmem即可向frambuffer 写入数据。

/***********************************************************************函数名称：lcd_put_pixel*功能描述：在LCD指定位置上输出指定颜色（描点）*输入参数：x坐标，y坐标，颜色*输出参数：无*返回值：会***********************************************************************/voidlcd_put_pixel(intx,inty,unsignedintcolor){/**最主要的就是fbmem*计算(x,y)位置的偏移，然后指向fbmem，这块直接映射到framebuffer内存里*/unsignedchar*pen_8=fbmem+y*line_width+x*pixel_width;unsignedshort*pen_16;unsignedint*pen_32;unsignedintred,green,blue;pen_16=(unsignedshort*)pen_8;pen_32=(unsignedint*)pen_8;switch(var.bits_per_pixel){/*8bpp*/case8:{*pen_8=color;break;}/*16bpp*/case16:{/*565*/red=(color>>16)&0xff;green=(color>>8)&0xff;blue=(color>>0)&0xff;color=((red>>3)<<11)|((green>>2)<<5)|(blue>>3);*pen_16=color;break;}case32:{*pen_32=color;break;}default:{printf("can"tsurport%dbpp\n",var.bits_per_pixel);break;}}}

4.4 向 LCD 写入 英文

写入英文的前提：

/***********************************************************************函数名称：lcd_put_ascii*功能描述：在LCD指定位置上显示一个8*16的字符*输入参数：x坐标，y坐标，ascii码*输出参数：无*返回值：无***********************************************************************/voidlcd_put_ascii(intx,inty,unsignedcharc){/*fontdata_8x168x16英文点阵数据*/unsignedchar*dots=(unsignedchar*)&fontdata_8x16[c*16];inti,b;unsignedcharbyte;/*8x16的点阵，16行8列*/for(i=0;i<16;i++){byte=dots[i];for(b=7;b>=0;b--){if(byte&(1<