《STM32H7R7开发指南 V1.1 》第二十七章 LTDC LCD（RGB屏）实验

正点原子运营

第二十七章 LTDC LCD（RGB屏）实验

1）实验平台：正点原子STM32H7R7开发板

2）章节摘自【正点原子】STM32H7R7开发指南 V1.1

3）购买链接： https://detail.tmall.com/item.htm?id=820823382459

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32h7rx.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32开发板技术交流群：756580169





在前面，我们介绍了TFTLCD模块（MCU屏）的使用，但是高分辨率的屏（超过800*480），一般都没有MCU屏接口，而是使用RGB接口的，这种接口的屏，就需要用到STM32H7R7的LTDC来驱动了。在本章中，我们将使用STM32H7R7开发板核心板上的LCD接口（仅支持RGB屏，本章介绍RGB屏的使用），来点亮LCD，并实现ASCII字符和彩色的显示等功能，并在串口打印LCD ID，同时在LCD上面显示。
本章分为如下几个小节：
27.1 RGBLCD<DC简介
27.2 硬件设计
27.3 程序设计
27.4 下载验证

27.1 RGBLCD<DC简介
本章我们将通过STM32H7R7的LTDC接口来驱动RGBLCD的显示，另外，STM32H7R7的LTDC还有DMA2D图形加速，我们也顺带进行介绍。本节分为三个部分，分别介绍RGBLCD、LTDC和DMA2D。

27.1.1 RGBLCD简介
在第25章，我们已经介绍过TFTLCD液晶了，实际上RGBLCD也是TFTLCD，只是接口不同而已。接下来我们简单介绍一些RGBLCD的驱动。
（1）RGBLCD的信号线
RGBLCD的信号线如表27.1.1.1所示：

表27.1.1.1 RGBLCD信号线

一般的RGB屏都有如表27.1.1.1所示的信号线，有24根颜色数据线（RGB各8根，即RGB888格式），这样可以表示最多1600W色，DE、VS、HS和DCLK，用于控制数据传输。
（2）RGBLCD的驱动模式
RGB屏一般有2种驱动模式：DE模式和HV模式。DE模式使用DE信号来确定有效数据（DE为高/低时，数据有效），而HV模式，则需要行同步和场同步，来表示扫描的行和列。
DE模式和HV模式的行扫描时序图（以800*480的LCD面板为例），如图27.1.1.1所示：

图27.1.1.1 DE/HV模式行扫描时序图

从图中可以看出，DE和HV模式，时序基本一样，DEN模式需要提供DE信号（DEN），而HV模式，则无需DE信号。图中的HSD即HS信号，用于行同步，注意：在DE模式下面，是可以不用HS信号的，即不接HS信号，液晶照样可以正常工作。
图中的thpw为水平同步有效信号脉宽，用于表示一行数据的开始；thb为水平后廊，表示从水平有效信号开始，到有效数据输出之间的像素时钟个数；thfp为水平前廊，表示一行数据结束后，到下一个水平同步信号开始之前的像素时钟个数；这几个时间非常重要，在配置LTDC的时候，需要根据LCD的数据手册，进行正确的设置。
图27.1.1.1仅是一行数据的扫描，输出800个像素点数据，而液晶面板总共有480行，这就还需要一个垂直扫描时序图，如图27.1.1.2所示：

图27.1.1.2 垂直扫描时序图

图中的VSD就是垂直同步信号，HSD就是水平同步信号，DE为数据使能信号。如图可知，一个垂直扫描，刚好就是480个有效的DE脉冲信号，每一个DE时钟周期，扫描一行，总共扫描480行，完成一帧数据的显示。这就是800*480的LCD面板扫描时序，其他分辨率的LCD面板，时序类似。
图中的tvpw为垂直同步有效信号脉宽，用于表示一帧数据的开始；tvb为垂直后廊，表示垂直同步信号以后的无效行数，tvfp为垂直前廊，表示一帧数据输出结束后，到下一个垂直同步信号开始之前的无效行数；这几个时间同样在配置LTDC的时候，需要进行设置。
（3）正点原子 RGBLCD模块
正点原子 目前提供大家六款 RGBLCD 模块：ATK-4342（4.3 寸，480*272）、 ATK-7084（ 7寸， 800*480）、 ATK-7016（ 7 寸，1024*600）、ATK-7018（ 7 寸， 1280*800）、ATK-4384（4.3寸，800*480）和ATK-1018（10.1寸，1280*800），这里我们以 ATK-7084 为例，给大家介绍。该模块的接口原理图如图 27.1.1.3 所示：

图27.1.1.3 RGBLCD模块对外接口原理图

图中 J3就是对外接口，是一个 40PIN 的 FPC 座（ 0.5mm 间距），通过 FPC 线，可以连接到 STM32H7R7 开发板的核心板上面，从而实现和 STM32H7R7的连接。该接口十分完善，采用 RGB888 格式，并支持 DE&HV 模式，还支持触摸屏（电阻/电容）和背光控制。右侧的几个电阻，并不是都焊接的，而是可以用户自己选择。默认情况， R1 和 R6 焊接，设置 LCD_LR和 LCD_UD，控制 LCD 的扫描方向，是从左到右，从上到下（横屏看）。而 LCD_R7/G7/B7 则用来设置 LCD 的 ID，由于 RGBLCD 没有读写寄存器，也就没有所谓的 ID，这里我们通过在模块上面，控制 R7/G7/B7 的上/下拉，来自定义 LCD 模块的 ID，帮助 MCU 判断当前 LCD 面板的分辨率和相关参数，以提高程序兼容性。这几个位的设置关系如表 27.1.1.2 所示：

表27.1.1.2 正点原子 RGBLCD模块ID对应关系

ATK-7084 模块，就设置 M2:M0=001 即可。这样我们在程序里面，读取 LCD_R7/G7/B7，得到 M0:M2 的值，从而判断 RGBLCD 模块的型号，并执行不同的配置，即可实现不同 LCD模块的兼容。
RGBLCD 我们就给大家介绍到这里，接下来，我们介绍 LTDC。

27.1.2 LTDC简介
STM32H7R7xx 系列芯片都带有TFTLCD 控制器，即LTDC，通过这个 LTDC， STM32H7R7可以直接外接 RGBLCD 屏，实现液晶驱动。 STM32H7R7 的 LTDC 具有如下特点：
24位RGB并行像素输出：每像素8位数据（RGB888）
2 个带有专用 FIFO 的显示层（ FIFO 深度 64x32 位）
支持查色表 (CLUT)，每层高达 256 种颜色（ 256x24 位）
可针对不同显示面板编辑时序
可编程背景色
可编程HSync、VSync和数据使能（DE）信号的极性
每层有多达8种颜色格式可供选择：ARG8888、RGB8888、RGB565、ARGB1555、ARGB4444、L8（8位Luminance或CLUT）、AL44（4位alpha+4位luminance）和AL88（8位alpha+8位luminance）
每通道的低位采用伪随机抖动输出（红色、绿色、蓝色的抖动宽度为2位）
使用alpha值（每像素或常数）在两层之间灵活混合
色键（透明颜色）
可编程窗口位置和大小
支持薄膜晶体管（TFT）彩色显示器
AXI主接口支持16个字的突发
高达4个可编程中断事件
LTDC控制器主要包含：信号线、图像处理单元、AXI接口、配置和状态寄存器以及时钟部分，其框图如图27.1.2.1所示：

图27.1.2.1 LTDC控制器框图

①信号线
这里就包含了我们前面提到的RGBLCD驱动所需要的所有信号线，这些信号线通过STM32H7R7核心板板载的LCD接口引出，其信号线说明，见表27.1.2.1所示：

表27.1.2.1 LTDC信号线说明

LTDC总共有24位数据线，支持RGB888格式，但是我们为了节省IO，并提高图片显示速度，使用RGB565颜色格式，这样的话，只需16个IO口，当使用RGB565格式的时候，LCD面板的数据线，必须连接到LTDC数据线的MSB，即：LTDC的LCD_R[7:3]接RGBLCD的R[7:3]，LTDC的LCD_G[7:2]接RGBLCD的G[7:2]，LTDC的LCD_B[7:3]接RGBLCD的B[7:3]，这样，RGB数据线分别是5:6:5，即RGB565格式。表中对应IO就是我们STM32H7R7核心板上面，LCD接口所连接的IO。
②图像处理单元
此部分先从 AXI 接口获取显存中的图像数据，然后经过层 FIFO（有2个，对应2个层）缓存， 每个层FIFO具有64*32 位存储深度，然后经过像素格式转换器（ PFC），把从层的所选输入像素格式转换为ARGB8888格式，再通过混合单元，把两层数据合并，混合得到单层要显示的数据，最后经过抖动单元处理（可选）后，输出给 LCD 显示。
这里的 ARGB8888，即带 8 位透明通道，即最高8 位为透明通道参数，表示透明度，值越大，则约不透明，值越小，越透明。比如 A=255 时，表示完全不透明，而 A=0 时，表示完全透明。 RGB888 就表示 R、G、B各8 位，可表示的颜色深度为1600W 色。
STM32H7R7的LTDC总共有三个层：背景层、第一层和第二层，其中，背景层只可以是纯色（即单色），而第一层和第二层都可以用来显示信息，混合单元会将三个层混合起来，进行显示，显示关系如图 27.1.2.2 所示：

图27.1.2.2 三个层混合关系

从图中可以看出，第二层位于最顶端，背景层位于最低端，混合单元首先将第一层与背景层进行混合，随后，第二层与第一层和第二层的混合颜色结果再次混合，完成混合后，送给 LCD显示。
③AXI接口
由于LTDC驱动RGBLCD的时候，需要有很多内存来做显存，比如一个800*480的屏幕，按一般的16位RGB565模式，一个像素需要2个字节的内存，总共需要：800*480*2=768K 字节内存，STM32内部是没有这么多内存的，所以必须借助外部SDRAM，而SDRAM是挂在AXI总线上的，LTDC的AXI接口，就是用来将显存数据，从SDRAM存储器传输到 FIFO里面。
④配置和状态寄存器
此部分包含了LTDC的各种配置寄存器以及状态寄存器，用于控制整个LTDC的工作参数，主要有：各信号的有效电平、垂直/水平同步时间参数、像素格式、数据使能等等。LTDC的同步时序（HV模式）控制框图，如图27.1.2.3所示：

图27.1.2.3 LTDC同步时序框图

图中有效显示区域，就是我们RGBLCD面板的显示范围（即分辨率），有效宽度*有效高度，就是LCD的分辨率。另外，这里还有的参数包括：HSYNC的宽度（HSW）、VSYNC的宽度（VSW）、HBP、HFP、VBP和VFP等，这些参数的说明，见表27.1.2.2所示：

表27.1.2.2 LTDC驱动时序参数

如果 RGBLCD 使用的是DE模式， LTDC也只需要设置表27.1.2.2 所示的参数，然后 LTDC会根据这些设置，自动控制DE信号。这些参数通过相关寄存器来配置，接下来，我们介绍一下LTDC的一些相关寄存器。
首先，我们来看LTDC全局控制寄存器：LTDC_GCR，该寄存器各位描述如图27.1.2.4所示：

图27.1.2.4 LTDC_GCR寄存器各位描述

该寄存器我们在本章用到的设置有： LTDCEN、 PCPOL、 DEPOL、 VSPOL 和 HSPOL 这几个设置，我们将逐个介绍。
LTDCEN： TFT LCD 控制器使能位，也就是 LTDC 的开关，该位需要设置为 1。
PCPOL：像素时钟极性。控制像素时钟的极性，根据 LCD 面板的特性来设置，我们所用的 LCD 一般设置为 0 即可，表示低电平有效。
DEPOL：数据使能极性。控制 DE 信号的极性，根据 LCD 面板的特性来设置，我们所用的 LCD 一般设置为 0 即可，表示低电平有效。
VSPOL：垂直同步极性。控制 VSYNC 信号的极性，根据 LCD面板的特性来设置，我们所用的 LCD 一般设置为 0 即可，表示低电平有效。
HSPOL：水平同步极性。控制 HSYNC 信号的极性，根据 LCD面板的特性来设置，我们所用的 LCD 一般设置为 0 即可，表示低电平有效。
接下来，我们看看 LTDC同步大小配置寄存器： LTDC_SSCR，该寄存器各位描述如图27.1.2.5 所示：

图27.1.2.5 LTDC_SSCR寄存器各位描述

该寄存器用于设置垂直同步高度（VSH）和水平同步宽度（HSW），其中：
VSH：表示垂直同步高度（以水平扫描行为单位），表示垂直同步脉宽减1，即VSW-1。
HSW：表示水平同步宽度（以像素时钟为单位），表示水平同步脉宽减1，即HSW-1.
接下来，我们看看LTDC后沿配置寄存器：LTDC_BPCR，该寄存器各位描述如图27.1.2.6所示：

图27.1.2.6 LTDC_BPCR寄存器各位描述

该寄存器我们需要配置AVBP和AHBP：
AVBP：累加垂直后沿（以水平扫描行为单位），表示：VSW+VBP-1（见表27.1.2.2）
AHBP：累加水平后沿（以像素时钟为单位），表示HSW+HBP-1（见表27.1.2.2，下同）
接下来，我们看看LTDC有效宽度配置寄存器：LTDC_AWCR，该寄存器各位描述如图27.1.2.7所示：

图27.1.2.7 LTDC_AWCR寄存器各位描述

该寄存器我们需要配置AAH和AAW：
AAH：累加有效高度（以水平扫描行为单位），表示：VSW+VBP+有效高度-1。
AAW：累加有效宽度（以像素时钟为单位），表示：HSW+HBP+有效宽度-1。
这里所说的有效高度和有效宽度，是指LCD面板的宽度和高度（构成分辨率，下同）
接下来，我们看看LTDC总宽度配置寄存器：LTDC_TWCR，该寄存器各位描述如图27.1.2.8所示：

图27.1.2.8 LTDC_TWCR 寄存器各位描述

该寄存器我们需要配置TOTALH和TOTALW：
TOTALH：总高度（以水平扫描行为单位），表示：VSW+VBP+有效高度+VFP-1。
TOTALW：总宽度（以像素时钟为单位），表示：HSW+HBP+有效宽度+HFP-1。
接下来，我们看看LTDC背景色配置寄存器：LTDC_BCCR，该寄存器各位描述如图27.1.2.9所示：

图27.1.2.9 LTDC_BCCR 寄存器各位描述

该寄存器定义背景层的颜色（RGB888），通过低26位配置，我们一般设置为全0即可。
接下来，我们看看LTDC的层颜色帧缓冲区地址寄存器：LTDC_LxCFBAR(x=1/2)，该寄存器各位描述如图27.1.2.10所示：

图27.1.2.10LTDC_LxCFBAR寄存器各位描述

该寄存器用来定义一层显存的起始地址。STM32H7R7的LTDC支持2个层，所以总共两个寄存器，分别设置层1和层2的显存起始地址。
接下来，我们看看LTDC的层像素格式配置寄存器：LTDC_LxPFCR(x=1/2)，该寄存器各位描述如图27.1.2.11所示：

图27.1.2.11 LTDC_LxPFCR寄存器各位描述

该寄存器只有最低3位有效，用于设置层颜色的像素格式：000：ARGB8888；001：RGB888；010：RGB565；011：ARGB1555；100：ARGB4444；101：L8（8位Luminance）;110：AL44(4位Alpha，4位Luminance)；111：AL88（8位Alpha，8位Luminance）。我们一般使用RGB565格式，即该寄存器设置为：010即可。
接下来，我们看看LTDC的层恒定Alpha配置寄存器：LTDC_LxCACR(x=1/2)，该寄存器各位描述如图27.1.2.12所示：

图27.1.2.12 LTDC_LxCACR寄存器各位描述

该寄存器低8位（CONSTA）有效，这些位配置混合时使用的恒定Alpha。恒定Alpha由硬件实现255分频。关于这个恒定Alpha的使用，我们将在介绍LTDC_LxBFCR寄存器的时候进行讲解。
接下来，我们看看LTDC的层默认颜色配置寄存器：LTDC_LxDCCR(x=1/2)，该寄存器各位描述如图27.1.2.13所示：

图27.1.2.13 LTDC_LxDCCR寄存器各位描述

该寄存器定义采用ARGB8888格式的层的默认颜色。默认颜色在定义的层窗口外使用或在层禁止时使用。一般情况下，用不到，所以该寄存器一般设置为0即可。
接下来，我们看看LTDC的层混合系数配置寄存器：LTDC_LxBFCR(x=1/2)，该寄存器各位描述如图27.1.2.14所示：

图27.1.2.14 LTDC_LxBFCR寄存器各位描述

该寄存器用于定义混合系数：BF1和BF2。BF1=100的时候，使用恒定的Alpha混合系数（由LTDC_LxCACR寄存器设置恒定Alpha值），BF1=110的时候，使用像素Alpha*恒定Alpha。像素Alpha即ARGB格式像素的A值（Alpha值），仅限ARGB颜色格式时使用。在RGB565格式下，我们设置BF1=100即可。BF2同BF1类似，BF2=101的时候，使用恒定的Alpha混合系数，BF2=111的时候，使用像素Alpha*恒定Alpha。在RGB565格式下，我们设置BF2=101即可。
通用的混合公式为：

BC=BF1*C+BF2*Cs

其中： BC=混合后的颜色； BF1=混合系数 1； C=当前层颜色，即我们写入层显存的颜色值；BF2=混合系数 2； Cs=底层混合后的颜色，对于层 1 来说， Cs=背景层的颜色，对于层 2 来说，Cs=背景层和层 1 混合后的颜色。
以使用恒定的 Alpha 值，并仅使能第一层为例，给大家讲解一下混色的计算方式。恒定 Alpha的值由 LTDC_LxCACR 寄存器设置，恒定 Alpha=LTDC_LxCACR 设置值/255 。假设：LTDC_LxCACR=240； C=128； Cs（背景色） =48；那么恒定 Alpha=240/255=0.94，则：

BC=0.94*128+(1-0.94)*48=123

则混合后，颜色值变成了 123。另外，需要注意的是： BF1 和 BF2 的恒定 Alpha 值互补，他们之和为 1，且 BF1 使用的是恒定 Alpha 值，BF2 使用的是互补值。一般情况下，我们设置LTDC_LxCACR 的值为 255，这样，在使用恒定 Alpha 值的时候，可以得到 BC=C，即混合后的颜色，就是显存里面的颜色（不进行混色）。
LTDC 的层支持窗口设置功能，通过 LTDC_LxWHPCR 和 LTDC_LxWVPCR 这两个寄存器设置，可以调整显示区域的大小，如图 27.2.15 所示：

图27.1.2.15 LTDC层窗口设置关系图

上图中，层中的第一个和最后一个可见像素通过配置LTDC_LxWVPCR寄存器中的WHSTPOS[11:0]和WHSPPOS[11:0]进行设置，配置完成后，即可确定窗口的大小。
接下来，我们来介绍这两个寄存器，首先是LTDC的层窗口水平位置配置寄存器：
LTDC_LxWHPCR(x=1/2)，该寄存器各位描述如图27.1.2.16所示：

图27.1.2.16 LTDC_LxWHPCR寄存器各位描述

该寄存器定义第 1 层或第 2 层窗口的水平位置（第一个和最后一个像素），其中：
WHSTPOS：窗口水平起始位置，定义层窗口的一行的第一个可见像素，见图 27.1.2.14。
WHSPPOS：窗口水平停止位置，定义层窗口的一行的最后一个可见像素，见图 27.1.2.14。
然后，我们介绍 LTDC 的层窗口垂直位置配置寄存器： LTDC_LxWVPCR（ x=1/2），该寄存器各位描述如图 27.1.2.17 所示：

图27.1.2.17 LTDC_LxWVPCR寄存器各位描述

该寄存器定义第 1 层或第 2 层窗口的垂直位置（第一行或最后一行），其中：
WVSTPOS：窗口垂直起始位置，定义层窗口的第一个可见行，见图 27.1.2.15。
WVSPPOS：窗口垂直停止位置，定义层窗口的最后一个可见行，见图 27.1.2.15。
接下来，我们看看 LTDC 的层颜色帧缓冲区长度寄存器： LTDC_LxCFBLR（x=1/2），该寄存器各位描述如图 27.1.2.18所示：

图27.1.2.18 LTDC_LxCFBLR寄存器各位描述

该寄存器定义颜色帧缓冲区的行长和行间距。其中：
CFBLL：这些位定义一行像素的长度（以字节为单位）+3。行长的计算方法为：有效宽度*每像素的字节数+3。比如，LCD 面板的分辨率为800*480，有效宽度为 800，采用 RGB565 格式，那么 CFBLL 需要设置为： 800*2+3=1603。
CFBP： 这些位定义从像素某行的起始处到下一行的起始处的增量（以字节为单位）。这个设置，其实同样是一行像素的长度，对于800*480的LCD面板， RGB565 格式，设置 CFBP 为：800*2=1600 即可。
最后，我们看看 LTDC 的层颜色帧缓冲区行数寄存器：LTDC_LxCFBLNR（x=1/2），该寄存器各位描述如图 27.1.2.19所示：

图27.1.2.19 LTDC_LxCFBLNR寄存器各位描述

该寄存器定义颜色帧缓冲区中的行数。 CFBLNBR 用于定义帧缓冲区行数，比如， LCD 面板的分辨率为 800*480，那么帧缓冲区的行数为 480 行，则设置 CFBLNBR=480 即可。
至此，LTDC 相关的寄存器，基本就介绍完了，通过这些寄存器的配置，我们就可以完成对LTDC的初始化，控制LCD显示了。关于 LTDC 的详细介绍，和寄存器描述，请看《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》第 33 章。
⑤时钟域
LTDC 有三个时钟域： AXI 时钟域（ltdc_aclk）、 APB5 时钟域（ltdc_plck）和像素时钟域（ltdc_ker_ck），时钟域用于驱动：接口读取存储器的数据到 FIFO 里面，APB5时钟域用于配置寄存器，像素时钟域则用于生成 LCD 接口信号（LCD_HSYNC、LCD_VSYNC和LCD_CLK等），这些时钟信号需根据LCD面板的要求进行配置。
接下来，我们重点介绍下 LCD_CLK 的配置过程。 LCD_CLK 的时钟来自ltdc_ker_ck，而ltdc_ker_ck则来自PLL3的R分频，如图 27.1.2.20所示：

图27.1.2.20 ltdc_ker_ck时钟图

由图可知， ltdc_ker_ck的来源为clk_in，一般为外部晶振（开发板是24MHz），然后经过DIVM3分频，输入锁相环进行倍频（DIVN3）和分频（DIVR3），输出pll3_r_ck，然后通过PKSU和PKEU得到ltdc_ker_ck，最终输出到LTDC，产生LCD_CK，驱动液晶面板。接下来，我们简单介绍下配置 LCD_CLK 需要用到的一些寄存器。
首先是PLL时钟选择寄存器：RCC_PLLCKSELR，该寄存器的各位描述如图 27.1.2.21所示：

图27.1.2.21 RCC_PLLCKSELR寄存器各位描述

其中，PLLSRC[1:0]用于选择所有PLL的输入时钟源，也就是图27.1.2.20中clk_in的来源，我们在SYSTEM文件夹介绍的时候，就已经设置了这两个位，设置PLLSRC[1:0]=2，即选择PLL输入时钟源为HSE（hse_ck，外部晶振频率为24MHz）。
DIVM3[5:0]用于设置PLL3输入时钟的分频系数，一般我们设置为6，这样就可以得到PLL3的输入时钟频率为24MHz/6= 4Mh。
接下来，我们看PLL3分频配置寄存器：RCC_PLL3DIVR1，该寄存器各位描述如图 27.1.2.22 所示：

图27.1.2.22 RCC_PLL3DIVR1寄存器各位描述

这个寄存器主要对PLL3倍频器的：N、P、Q和R等参数进行配置，他们的设置关系（假定使用外部HSE作为时钟源）为：

f(VCO clock) = f(hse) × (DIVN3[8:0] / DIVM3[5:0])
f(PLL3_P) = f(VCO clock) / DIVP3[6:0]
f(PLL3_Q) = f(VCO clock) / DIVQ3[6:0]
f(PLL3_R) = f(VCO clock) / DIVR3[6:0]

f(hse)为我们外部晶振的频率，DIVM3就PLL3的M分频因子，DIVN3为PLL3的倍频数，取值范围为：3~511（表示4~512倍频）；DIVP3、DIVQ3和DIVR3为PLL3的P、Q和R分频系数，取值范围为：2~128；STM32H7R7核心板所用的HSE晶振频率为24Mhz，一般我们设置PLLM3为6，那么输入PLL3的输入时钟频率就是4Mhz，然后可得：

f(ltdc_ker_ck) =4Mhz* DIVN3[8:0] / DIVR3[6:0]

LCD_CLK的时钟频率就等于ltdc_ker_ck，因此LCD_CLK时钟频率计算公式就是上式。以群创AT070TN92面板为例，查其数据手册，可知DCLK的频率典型值为：33.3Mhz，我们需要设置：DIVN3[8:0]=300，DIVR3[6:0]=2，DIVM3[5:0]=6，得到：

f(LCD_CLK)= 4Mhz* 300/2=600Mhz

为了让PLL3正常工作，我们还需要配置RCC_PLLCFGR和RCC_CR。RCC_PLLCFGR寄存器各位描述如图27.1.2.23所示：

图27.1.2.23 RCC_PLLCFGR寄存器各位描述

因为ltdc_ker_ck时钟来自PLL3的R分频，因此RCC_PLLCFGR寄存器我们只需要关心PLL3FRACEN、PLL3VCOSEL、PLL3RGE[1:0]和PLL3QEN这些位。接下来我们分别介绍：
PLL3FRACEN位，用于设置是否使能分数倍频器，本章我们不需要分数倍频，因此设置该位为0即可。
PLL3VCOSEL位，用于选择VCO的范围。当VCO的范围在384~1672Mhz之间时，设置该位为0；当VCO范围在150~420Mhz之间时，设置该位为1；本章我们设置该位为0，使用192~836Mhz的倍频范围。
PLL3RGE[1:0]位，用于设置PLL3输入频率范围。当输入频率范围在4~8Mhz之间时，设置这两个位为10即可，本章输入范围为4Mhz（24M/6），因此设置这两个位为10即可。
PLL3QEN位，用于使能PLL3的R分频输出。本章需要用到R分频输出，因此必须设置该位为1。
最后，我们看看RCC控制寄存器：RCC_CR，该寄存器各位描述如图27.1.2.24所示：

图27.1.2.24 RCC_CR寄存器各位描述

该寄存器我们只关心PLL3ON和PLL3RDY两个位：
PLL3ON位，用于使能PLL3，我们需要用到PLL3的R分频来产生LCD_CLK时钟，因此必须使能PLL3，该位需要设置为1。
PLL3RDY为，用于查询PLL3锁相环是否锁定了，如果锁定了，该位为1，否则该位为0。
我们在开启PLL3之后，需要查询该位来判断PLL3是否准备好（锁定）。
最后，我们来看看实现LTDC驱动RGBLCD，需要对LTDC进行哪些配置。LTDC相关HAL 库操作分布在函数stm32h7rsxx_hal_ltdc.c 和 stm32h7rsxx_hal_ltdc_ex.c 以及他们对应的头文件中。操作步骤如下：
1） 使能LTDC时钟，并配置LTDC相关的 IO 及其时钟使能。
要使用 LTDC，当然首先得开启其时钟。然后需要把 LCD_R/G/B数据线、LCD_HSYNC和 LCD_VSYNC等相关IO口，全部配置为复用输出，并使能各IO组的时钟。GPIO配置这里我们就不做讲解，LTDC 时钟使能方法为：

1.     __HAL_RCC_LTDC_CLK_ENABLE();                /* 使能LTDC时钟 */

复制代码

2） 设置 LCD_CLK 时钟。
此步需要配置 LCD 的像素时钟，根据LCD的面板参数进行设置，LCD_CLK由PLLSAI进行配置，前面我们已经讲解非常详细，配置使用到的HAL库函数为：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(RCC_PeriphCLKInitTypeDef                                                                                                                                                  *PeriphClkInit)

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该函数是HAL库提供的用来配置扩展外设时钟通用函数。LCD_CLK前面讲解过，它来自PLL3R，可知，我们需要配置PLL3M、PLL3N和PLL3R等参数。
3）设置 RGBLCD 的相关参数，并使能 LTDC。
这一步，我们需要完成对LCD面板参数的配置，包括：LTDC使能、时钟极性、HSW、VSW、HBP、HFP、VBP和VFP等（见表27.1.2.2），通过LTDC_GCR、LTDC_SSCR、LTDC_BPCR、LTDC_AWCR和LTDC_TWCR等寄存器配置。HAL库配置LTDC参数并使能LTDC的函数为：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_LTDC_Init(LTDC_HandleTypeDef *hltdc)；

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接下来真正用来初始化LTDC的结构体变量，结构体LTDC_InitTypeDef定义如下：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   uint32_t            HSPolarity;                /* 水平同步极性 */
   
4.   uint32_t            VSPolarity;                /* 垂直同步极性 */
   
5.   uint32_t            DEPolarity;                /* 数据使能极性 */
   
6.   uint32_t            PCPolarity;                /* 像素时钟极性 */
   
7.   uint32_t            HorizontalSync;            /* 水平同步宽度 */
   
8.   uint32_t            VerticalSync;              /* 垂直同步宽度 */
   
9.   uint32_t            AccumulatedHBP;            /* 水平同步后沿宽度 */
   
10.   uint32_t            AccumulatedVBP;            /* 垂直同步后沿高度 */
    
11.   uint32_t            AccumulatedActiveW;        /* 累加有效宽度 */
    
12.   uint32_t            AccumulatedActiveH;        /* 累加有效高度 */
    
13.   uint32_t            TotalWidth;                /* 总宽度 */
    
14.   uint32_t            TotalHeigh;                /* 总宽度 */
    
15.   LTDC_ColorTypeDef   Backcolor;                 /* 屏幕背景层颜色 */
    
16. } LTDC_InitTypeDef;

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这些参数含义我们都在结构体成员变量之后注释了，具体含义大家可以参考前面第四点配
置和状态寄存器讲解。
和其他外设或接口初始化一样，HAL同样提供了LTDC初始化MSP回调函数，HAL_LTDC_MspInit，该函数一般用来使能时钟和初始化IO口:

1. void HAL_LTDC_MspInit(LTDC_HandleTypeDef* hltdc)

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4）设置 LTDC 层参数。
此步，我们需要设置LTDC 某一层的相关参数，包括：帧缓存首地址、颜色格式、混合系数和层默认颜色等。通过LTDC_LxCFBAR、LTDC_LxPFCR、LTDC_LxCACR、LTDC_LxDCCR和LTDC_LxBFCR等寄存器配置。HAL库提供的LTDC层参数配置函数为：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_LTDC_ConfigLayer(LTDC_HandleTypeDef *hltdc,                                                                                 LTDC_LayerCfgTypeDef *pLayerCfg, uint32_t LayerIdx)

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基于篇幅考虑，该函数具体的入口参数定义这里我们就不做过多讲解，具体使用方法请参
考27.3小节函数讲解以及实验工程。
5） 设置 LTDC层窗口，并使能层。
这一步，完成对LTDC某个层的显示窗口设置（一般设置为整层显示，不开窗），通过LTDC_LxWHPCR、LTDC_LxWVPCR、LTDC_LxCFBLR和LTDC_LxCFBLNR等寄存器配置。层使能通过配置LTDC_LxCR寄存器的最低位实现，使能层以后，RGBLCD就可以正常工作了。
HAL 库提供的 LTDC 层窗口配置函数为：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_LTDC_SetWindowSize(LTDC_HandleTypeDef *hltdc,
   
2. uint32_t XSize, uint32_t YSize, uint32_t LayerIdx)/* 层窗口尺寸配置 */
   
3. HAL_StatusTypeDef HAL_LTDC_SetWindowPosition(LTDC_HandleTypeDef *hltdc, uint32_t X0, uint32_t Y0, uint32_t LayerIdx)      /* 层窗口位置配置 */

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这两个函数使用方法非常简单，这里我们就不累赘了。
通过以上几个步骤，我们就完成了 LTDC 的配置，可以控制 RGBLCD 显示了。 LTDC 我们就给大家介绍到这里，接下来，我们介绍DMA2D。

27.1.3 DMA2D简介
为了提高 STM32H7R7 的图像处理能力， ST公司设计了一个专用于图像处理的专业 DMA：Chrom-Art Accelerator&#8482;，即：DMA2D，通过DMA2D 对图像进行填充和搬运，可以完全不用CPU 干预，从而提高效率，减轻 CPU 负担。它可以执行下列操作：
用特定颜色填充目标图像的一部分或全部（可用于快速单色填充）
将源图像的一部分（或全部）复制到目标图像的一部分（或全部）中（可用于快速图像填充）
通过像素格式转换将源图像的一部分（或全部）复制到目标图像的一部分（或全部）中
将像素格式不同的两个源图像部分和/ 或全部混合，再将结果复制到颜色格式不同的
部分或整个目标图像中。
DMA2D 有四种工作模式，通过 DMA2D_CR 寄存器的 MODE[1:0]位选择工作模式：
1， 寄存器到存储器
2， 存储器到存储器
3， 存储器到存储器并执行 PFC
4， 存储器到存储器并执行 PFC 和混合
本章，我们仅介绍前两种工作模式，后两种工作模式，请大家参考《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》第15章。
寄存器到存储器
寄存器到存储器模式用于以预定义颜色填充用户自定义区域，也就是可以实现快速的单色填充显示，比如清屏操作。
在该模式下：颜色格式在 DMA2D_OPFCCR 中设置， DMA2D 不从任何源获取数据，它只是将 DMA2D_OCOLR 寄存器中定义的颜色写入通过 DMA2D_OMA 寻址以及 DMA2D_NLR 和DMA2D_OOR 定义的区域。
存储器到存储器
该模式下， DMA2D 不执行任何图形数据转换。前景层输入 FIFO 充当缓冲区，数据从DMA2D_FGMAR 中定义的源存储单元传输到 DMA2D_OMAR 寻址的目标存储单元，可用于快速图像填充。 DMA2D_FGPFCCR 寄存器的 CM[3:0]位中编程的颜色模式决定输入和输出的每像素位数。对于要传输的区域大小，源区域大小由 DMA2D_NLR 和 DMA2D_FGOR 寄存器定义，目标区域大小则由 DMA2D_NLR 和 DMA2D_OOR 寄存器定义。
以上两个工作模式， LTDC 在层帧缓存里面的开窗关系都一样，如图 27.1.3.1 所示：

图27.1.3.1 层帧缓冲开窗示意图

窗 口 显 示 区 域 的 显 存 首 地 址 由 DMA2D_OMAR 寄 存 器 指 定 ， 窗 口 宽 度 和 高 度 由DMA2D_NRL 寄存器的 PL 和 NL 指定，行偏移（确定下一行的起始地址）由DMA2D_OOR寄存器指定，经过这三个寄存器的配置，就可以确定窗口的显示位置和大小。
在寄存器到存储器模式下，在开窗完成后， DMA2D 可以将 DMA2D_OCOLR 指定的颜色，自动填充到开窗区域，完成单色填充。
在存储器到存储器模式下，需要完成两个开窗：前景层和显示层，完成配置后，图像数据从前景层拷贝到显示层（仅限窗口范围内），从而显示到 LCD 上面。显示层的开窗，如图 27.1.3.1所示，而前景层的开窗，则和图 27.1.3.1 所示相似，只是 DMA2D_OMAR 寄存器变成了DMA2D_FGMAR， DMA2D_OOR 寄存器变成了 DMA2D_FGOR， DMA2D_NRL 则两个层共用，然后就可以完成对前景层的开窗，确定好两个窗口后， DMA2D 就将前景层窗口内的数据，拷贝到显示层窗口，完成快速图像填充。
接下来，我们介绍一下 DMA2D 的一些相关寄存器。
首先，我们来看 DMA2D 控制寄存器： DMA2D_CR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.2 所示：

图27.1.3.2  DMA2D_CR寄存器各位描述

该寄存器，我们主要关心 MODE 和 START 这两个设置，其中：
MODE：表示 DMA2D 的工作模式， 00：存储器到存储器模式； 01：存储器到存储器模式并执行 PFC； 10：存储器到存储器并执行混合； 11，寄存器到存储器模式；本章我们需要用到的设置为： 00 或者 11。
START：该位控制 DMA2D 的启动，在配置完成后，设置该位为 1，启动 DMA2D 传输。
接下来，我们介绍 DMA2D 输出 PFC 控制寄存器： DMA2D_OPFCCR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.3 所示：

图27.1.3.3 DMA2D_OPFCCR寄存器各位描述

该寄存器用于设置寄存器到存储器模式下的颜色格式，只有最低 3 位有效（CM[2:0]），表示的颜色格式有： 000， ARGB8888； 001： RGB888； 010： RGB565； 011： ARGB1555； 100：ARGB1444。我们一般使用的是 RGB565 格式，所以设置 CM[2:0]=010 即可。
同样的，还有前景层 PFC 控制寄存器： DMA2D_FGPFCCR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.4所示：

图27.1.3.4 DMA2D_FGPFCCR寄存器各位描述

该寄存器，我们只关心最低 4 位： CM[3:0]，用于设置存储器到存储器模式下的颜色格式，这四个位表示的颜色格式为： 0000： ARGB8888； 0001： RGB888； 0010： RGB565； 0011： ARGB1555；0100： ARGB4444； 0101： L8； 0110： AL44； 0111： AL88； 1000： L4； 1001： A8； 1010： A4；我们一般使用 RGB565 格式，所以设置 CM[3:0]=0010 即可。
接下来，我们介绍 DMA2D 输出偏移寄存器： DMA2D_OOR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.5所示：

图27.1.3.5 DMA2D_OOR寄存器各位描述

该寄存器仅最低 14 位有效（ LO[13:0]），用于设置输出行偏移，作用于显示层，以像素为单位表示。此值用于生成地址。行偏移将添加到各行末尾，用于确定下一行的起始地址，参见图 27.1.3.1。
同样的，还有前景层偏移寄存器： DMA2D_FGOR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.6 所示：

图27.1.3.6 DMA2D_FGOR寄存器各位描述

该寄存器同 DMA2D_OOR 一样，也是低 14 位有效，用于控制前景层的行偏移，也是用于生成地址，添加到各行末尾，从而确定下一行的起始地址。
接下来，我们介绍 DMA2D 输出存储器地址寄存器 ： DMA2D_OMAR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.7 所示：

图27.1.3. 7 DMA2D_OMAR寄存器各位描述

该寄存器设置由 MA[31:0]设置输出存储器地址，也就是输出 FIFO 所存储的数据地址，该地址需要根据开窗的起始坐标来进行设置。以 800*480 的 LCD 屏为例，行长度为 800 像素，假定帧缓存数组为：g_ltdc_framebuf，我们设置窗口的起始地址为： sx（<800），sy（<480），颜色格式为 RGB565，每个像素 2 个字节，那么 MA 的设置值应该为：

MA[31:0]= framebuf+2*(800*sy+sx)

同样的，还有前景层偏移寄存器： DMA2D_ FGMAR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.8所示：

图27.1.3.8 DMA2D_ FGMAR寄存器各位描述

该寄存器同 DMA2D_OMAR 一样，不过是用于控制前景层的存储器地址，计算方法同 DMA2D_OMAR。
接下来，我们介绍 DMA2D 行数寄存器 ： DMA2D_NLR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.9所示：

图27.1.3.9 DMA2D_NLR寄存器各位描述

该寄存器用于控制每行的像素和行数，该寄存器的设置对前景层和显示层均有效，通过该寄存器的配置，就可以设置开窗的大小。其中：
NL[15: 0]：设置待传输区域的行数，用于确定窗口的高度。
PL[13: 0]：设置待传输区域的每行像素数，用于确定窗口的宽度。
接下来，我们介绍 DMA2D 输出颜色寄存器 ： DMA2D_OCOLR，该寄存器各位描述如图27.1.3.10 所示：

图27.1.3.10 DMA2D_OCOLR寄存器各位描述

该寄存器用于配置在寄存器到存储器模式下，填充时所用的颜色值，该寄存器是一个 32位寄存器，可以支持 ARGB8888 格式，也可以支持 RGB565 格式。我们一般使用 RGB565 格式，比如要填充红色，那么直接设置 DMA2D_OCOLR=0XF800 就可以了。
接下来，我们介绍DMA2D中断状态寄存器：DMA2D_ISR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.11所示：

图27.1.3.11 DMA2D_ISR寄存器各位描述

该寄存器表示了 DMA2D 的各种状态标识，这里我们只关心 TCIF 位，表示 DMA2D 的传输完成中断标志。当 DMA2D 传输操作完成（仅限数据传输）时此位置 1，表示可以开始下一次 DMA2D 传输了。
另外，还有一个 DMA2D 中断标志清零寄存器： DMA2D_IFCR，该寄存器各位描述如图 27.1.3.12所示：

图27.1.3.12 DMA2D_ IFCR寄存器各位描述

用于清除 DMA2D_ISR 寄存器对应位的标志。通过向该寄存器的第 1 位（ CTCIF）写 1，可以用于清除 DMA2D_ISR 寄存器的 TCIF 位标志。
最后，我们来看看利用 DMA2D 完成颜色填充，需要哪些步骤。这里需要说明一下，使用官方提供的 HAL 库 DMA2D 相关库函数进行颜色填充效率极为低下，大量时间浪费在函数的入栈出栈以及过程处理，所以在项目开发中一般都不会使用 DMA2D 库函数进行颜色填充，包括 ST 官方提供的 STEMWIN 实例关于 DMA2D 部分，均采用的寄存器操作。 具体操作步骤如下：

1） 使能 DMA2D 时钟，并先停止 DMA2D。
要使用 DMA2D，先得开启其时钟。然后 DMA2D 在配置其相关参数的时候，需要先停DMA2D 传输。 使能 DMA2D 时钟和停止 DMA2D 方法为

1. __HAL_RCC_DMA2D_CLK_ENABLE();     /* 使能DM2D时钟 */
   
2. DMA2D->CR &= ~(DMA2D_CR_START);   /* 先停止DMA2D */

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2） 设置 DMA2D 工作模式。
通过 DMA2D_CR 寄存器，配置 DMA2D 的工作模式。我们用了寄存器到存储器模式和存储器到存储器这两个模式。
寄存器到存储器模式设置：

1. DMA2D->CR = DMA2D_R2M;            /* 寄存器到存储器模式 */

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存储器到存储器模式设置：

1. DMA2D->CR = DMA2D_M2M;            /* 存储器到存储器模式 */

复制代码

3）设置 DMA2D 的相关参数。
这一步，我们需要设置：颜色格式、输出窗口、输出存储器地址、前景层地址（仅存储器到存储器模式需要设置）、颜色寄存器（仅寄存器到存储器模式需要设置）等，由：DMA2D_OPFCCR、 DMA2D_FGPFCCR、 DMA2D_OOR、 DMA2D_FGOR 、 DMA2D_OMAR、DMA2D_FGMAR 和 DMA2D_NLR 等寄存器进行配置。 具体配置过程请参考实验源码。

4）启动 DMA2D 传输。
通过 DMA2D_CR 寄存器配置开启 DMA2D 传输，实现图像数据的拷贝填充，方法为：

1. DMA2D->CR |= DMA2D_CR_START;                /* 启动DMA2D */

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5） 等待 DMA2D 传输完成，清除相关标识。
最后，在传输过程中，不要再次设置 DMA2D，否则会打乱显示，所以一般在启动 DMA2D后，需要等待 DMA2D 传输完成（判断 DMA2D_ISR），在传输完成后，清除传输完成标识（设置 DMA2D_IFCR），以便启动下一次 DMA2D 传输。 方法为：

1. while((DMA2D->ISR & (DMA2D_FLAG_TC)) == 0)  /* 等待传输完成 */
   
2. DMA2D->IFCR |= DMA2D_FLAG_TC;               /* 清除传输完成标志 */

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通过以上几个步骤，我们就完成了 DMA2D 填充，DMA2D 的简介，我们就介绍完了，详细的介绍请大家参考《STM32H7Rx参考手册_V6（英文版）.pdf》第18章。

27.2 硬件设计

1. 例程功能
本实验利用STM32H7R7的LTDC接口来驱动RGB屏，RGBLCD模块的接口在核心板上，通过40P的FPC排线连接RGBLCD模块，实现RGBLCD模块的驱动和显示，下载成功后，按下复位之后，就可以看到RGBLCD模块不停的显示一些信息并不断切换底色。同时，屏幕上会显示LCD的ID。

2. 硬件资源
1）LED灯
       LED0.：LED0 – PD14
2）串口1(PB14/PB15连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
3）正点原子 4.3寸/7寸、8寸RGBLCD模块
4）外部SDRAM（W958D8NBYA）

3. 原理图
这里RGBLCD接口在STM32H7R7核心板上，原理图如图27.2.1所示

图27.2.1 RGBLCD接口原理图

图中RGBLCD接口的接线关系见表27.1.2.1.这些线的连接， STM32H7R7核心板的内部已经连接好了，我们只需将RGBLCD模块通过40PIN的FPC线连接这个RGBLCD接口即可。实物连接（7寸RGBLCD模块）如图27.2.2所示：

图27.2.2 RGBLCD与开发板连接实物图

27.3 程序设计

27.3.1 程序解析

1. LTDC驱动代码
        这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。ltdc.c代码比较多，这里就不一一贴出来了，只针对几个重要的函数进行讲解。
本实验，我们用到LTDC驱动RGBLCD，通过前面的介绍，我们知道不同的RGB屏，驱动参数有一些差异，为了方便兼容不同的RGBLCD，我们定义如下LTDC参数结构体（在ltdc.h里面定义）：

1. /* LCD LTDC重要参数集 */
   
2. typedef struct  
   
3. {
   
4. uint32_t pwidth;      /* LCD面板的宽度,固定参数,
   
5.                                                   不随显示方向改变,如果为0,说明没有任何RGB屏接入 */
   
6.     uint32_t pheight;     /* LCD面板的高度,固定参数,不随显示方向改变 */
   
7.     uint16_t hsw;         /* 水平同步宽度 */
   
8.     uint16_t vsw;         /* 垂直同步宽度 */
   
9.     uint16_t hbp;         /* 水平后廊 */
   
10.     uint16_t vbp;         /* 垂直后廊 */
    
11.     uint16_t hfp;         /* 水平前廊 */
    
12.     uint16_t vfp;         /* 垂直前廊  */
    
13.     uint8_t activelayer;  /* 当前层编号:0/1 */
    
14.     uint8_t dir;          /* 0,竖屏;1,横屏; */
    
15.     uint16_t width;       /* LCD宽度 */
    
16.     uint16_t height;      /* LCD高度 */
    
17.     uint32_t pixsize;     /* 每个像素所占字节数 */
    
18. }_ltdc_dev;

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该结构体用于保存一些 RGBLCD 重要参数信息，比如 LCD 面板的长宽、水平后廊和垂直后廊等参数。这个结构体虽然占用了几十个字节的内存，但是却可以让我们的驱动函数支持不同尺寸的 LCD，同时可以实现 LCD 横竖屏切换等重要功能，所以还是利大于弊的。
接下来，我们来看两个很重要的数组：

1. /* 定义LTDC帧缓冲区 */
   
2. #if ((LTDC_PIXFORMAT == LTDC_PIXFORMAT_ARGB8888) || (LTDC_PIXFORMAT ==
   
3. LTDC_PIXFORMAT_RGB888))
   
4. #if !(__ARMCC_VERSION >= 6010050)
   
5.     uint32_t g_ltdc_lcd_framebuf[1280][800] __attribute__((at(LTDC_FRAME_BUF_ADDR)));
   
6. #else
   
7.     uint32_t g_ltdc_lcd_framebuf[1280][800] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0xC0000000")));
   
8. #endif

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其中，g_ltdc_lcd_framebuf 的大小是 LTDC 一帧图像的显存大小， STM32H7R7的 LTDC 最大可以支持 1280*800 的 RGB 屏，该数组根据我们选择的颜色格式（ ARGB8888/RGB565），自动确 定 数 组 类 型 。 另 外 ， 我 们 采 用 __attribute__ 关 键 字 ， 将 数 组 的 地 址 定 向 到LTDC_FRAME_BUF_ADDR，它在 ltdc.h 里面定义，其值为： 0XC0000000，也就是 HyperRAM 的首地址。这样，我们就把 g_ltdc_lcd_framebuf 数组定义到了 HyperRAM 的首地址，大小为 800*1280*2字节（ RGB565 格式时）。
而 g_ltdc_framebuf 则是 LTDC 的帧缓存数组指针， LTDC 支持 2 个层，所以数组大小为 2。该指针为 32 位类型，必须指向对应的数组，才可以正常使用。在实际使用的时候，我们编写代码：
uint32_t * g_ltdc_framebuf[2];/* LTDC LCD帧缓存数组指针,必须指向对应大小的内存区域 */
接下来看画点函数：ltdc_draw_point，该函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   LTDC画点
   
3. * [url=home.php?mod=space&uid=271674]@param[/url]   x: 点的X坐标
   
4. * @param   y: 点的Y坐标
   
5. * @param   color: 点的颜色
   
6. * @retval  无
   
7. */
   
8. void ltdc_draw_point(uint16_t x, uint16_t y, uint32_t color)
   
9. {
   
10. #if ((LTDC_PIXFORMAT == LTDC_PIXFORMAT_ARGB8888) || (LTDC_PIXFORMAT == LTDC_PIXFORMAT_RGB888))
    
11.     if (lcdltdc.dir == 0)
    
12.     {
    
13.         *(uint32_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
14. lcdltdc.pixsize*(lcdltdc.pwidth*(lcdltdc.pheight-x-1)+y))=color;
    
15.     }
    
16.     else
    
17.     {
    
18.         *(uint32_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
19. lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * y + x)) = color;
    
20.     }
    
21. #else
    
22.     if (lcdltdc.dir == 0)
    
23.     {
    
24.         *(uint16_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
25. lcdltdc.pixsize*(lcdltdc.pwidth*(lcdltdc.pheight-x-1)+y))=color;
    
26.     }
    
27.     else
    
28.     {
    
29.         *(uint16_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
30.          lcdltdc.pixsize*(lcdltdc.pwidth*y+x))=color;
    
31.     }
    
32. #endif
    
33. }

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该函数实现往 RGBLCD 上面画点的功能，根据 LTDC_PIXFORMAT 定义的颜色格式以及横竖屏状态，执行不同的操作。 RGBLCD 的画点，实际上就是往指定坐标的显存里面写数据，以7 寸 800*480 的屏幕， RGB565 格式，竖屏模式为例，画某个点对应到屏幕上面的关系如图 27.3.1所示：

图27.3.1 画点与LCD显存对应关系

注意图中的LTDC扫描方向（LTDC在显存g_ltdc_framebuf里面读取GRAM数据的顺序也是这个方向），是从上到下，从右到左，而竖屏的时候，原点在左上角，所以有一个变换的过程，经过变换后的画点函数为：
*(uint16_t*)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] + lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * (lcdltdc.pheight - x - 1) + y)) = color;
其中g_ltdc_framebuf，就是层帧缓冲的首地址；lcdltdc.activelayer 表示层编号：0/1 代表第 1/2层； lcdltdc.pixsize 表示每个像素的字节数，对于RGB565，它的值为 2； lcdltdc.pwidth 和lcdltdc.pheight 为 LCD 面板的宽度和高度，lcdltdc.pwidth=800，lcdltdc.pheight=480；x，y 就是要写入显存的坐标（也就是显示在LCD上面的坐标）；color 为要写入的颜色值。
有画点函数，就有读点函数，LTDC 的读点函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   读取个某点的颜色值
   
3. * @param   x: 指定点的X坐标
   
4. * @param   y: 指定点的Y坐标
   
5. * @retval  指定点的颜色
   
6. */
   
7. uint32_t ltdc_read_point(uint16_t x, uint16_t y)
   
8. {
   
9. #if ((LTDC_PIXFORMAT == LTDC_PIXFORMAT_ARGB8888) || (LTDC_PIXFORMAT ==
   
10. LTDC_PIXFORMAT_RGB888))
    
11.     if (lcdltdc.dir == 0)
    
12.     {
    
13.         return *(uint32_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
14.         lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * (lcdltdc.pheight - x - 1) + y));
    
15.     }
    
16.     else
    
17.     {
    
18.         return *(uint32_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
19. lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * y + x));
    
20.     }
    
21. #else
    
22.     if (lcdltdc.dir == 0)
    
23.     {
    
24.         return *(uint16_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
25. lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * (lcdltdc.pheight - x - 1) + y));
    
26.     }
    
27.     else
    
28.     {
    
29.         return *(uint16_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
30. lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * y + x));
    
31.     }
    
32. #endif
    
33. }

复制代码

画点函数和读点函数十分类似，只是过程反过来了而已，坐标的计算，也是在 g_ltdc_framebuf数组内，根据坐标计算偏移量，完全和读点函数一模一样。
第三个介绍的函数是 LTDC 单色填充函数： ltdc_fill，该函数使用了 DMA2D 操作，使得填充速度大大加快，该函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   LTDC在指定区域内填充单个颜色
   
3. * @param   sx: 指定区域的起始X坐标
   
4. * @param   sy: 指定区域的起始Y坐标
   
5. * @param   ex: 指定区域的结束X坐标
   
6. * @param   ey: 指定区域的结束Y坐标
   
7. * @param   color: 要填充的颜色
   
8. * @retval  无
   
9. */
   
10. void ltdc_fill(uint16_t sx,uint16_t sy,uint16_tex,uint16_t ey,uint32_t color)
    
11. {
    
12.     uint32_t psx;
    
13.     uint32_t psy;
    
14.     uint32_t pex;
    
15.     uint32_t pey;
    
16.     uint32_t timeout = 0;
    
17.     uint16_t offline;
    
18.     uint32_t addr;
    
19.    
    
20.     if (lcdltdc.dir == 0)
    
21.     {
    
22.         if (ex >= lcdltdc.pheight)
    
23.         {
    
24.             ex = lcdltdc.pheight - 1;
    
25.         }
    
26.         
    
27.         if (sx >= lcdltdc.pheight)
    
28.         {
    
29.             sx = lcdltdc.pheight - 1;
    
30.         }
    
31.         
    
32.         psx = sy;
    
33.         psy = lcdltdc.pheight - ex - 1;
    
34.         pex = ey;
    
35.         pey = lcdltdc.pheight - sx - 1;
    
36.     }
    
37.     else
    
38.     {
    
39.         psx = sx;
    
40.         psy = sy;
    
41.         pex = ex;
    
42.         pey = ey;
    
43.     }
    
44.    
    
45.     offline = lcdltdc.pwidth - (pex - psx + 1);
    
46. addr = ((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] + lcdltdc.pixsize
    
47. *(lcdltdc.pwidth * psy + psx));
    
48.    
    
49.     /* 配置DMA2D */
    
50.     DMA2D->CR &= ~(DMA2D_CR_START);
    
51.     DMA2D->CR = DMA2D_R2M;
    
52.     DMA2D->OPFCCR = LTDC_PIXFORMAT;
    
53.     DMA2D->OOR = offline;
    
54.     DMA2D->OMAR = addr;
    
55.     DMA2D->NLR = (pey - psy + 1) | ((pex - psx + 1) << 16);
    
56.     DMA2D->OCOLR = color;
    
57.    
    
58.     /* 启动DMA2D */
    
59.     DMA2D->CR |= DMA2D_CR_START;
    
60.    
    
61.     /* 等待DMA2D传输结束 */
    
62.     while ((DMA2D->ISR & (DMA2D_FLAG_TC)) == 0)
    
63.     {
    
64.         if (++timeout > 0x1FFFFF)
    
65.         {
    
66.             break;
    
67.         }
    
68.     }
    
69.    
    
70.     /* 清除DMA2D传输完成标志 */
    
71.     DMA2D->IFCR |= DMA2D_FLAG_TC;
    
72. }

复制代码

该函数使用 DMA2D 完成矩形色块的填充，其操作步骤，就是按 27.1.3 节最后的介绍来进行的，我们这里就不多说了，详见 27.1.3 节。另外，还有一个 LTDC 彩色填充函数，也是采用的 DMA2D 填充，函数名为 ltdc_color_fill，该函数代码同 ltdc_fill 非常接近，我们这里就不介绍了，请大家参考本例程源码。
第四个介绍的函数是清屏函数： ltdc_clear，该函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief       LCD清屏
   
3. * @param       color:颜色值
   
4. * @retval      无
   
5. */
   
6. void ltdc_clear(uint32_t color)
   
7. {
   
8.     ltdc_fill(0, 0, lcdltdc.width - 1, lcdltdc.height - 1, color);
   
9. }

复制代码

该函数代码非常简单，清屏操作调用了我们前面介绍的 ltdc_fill 函数，采用 DMA2D 完成对 LCD 的清屏，提高了清屏速度。
第五个介绍的函数是 LCD_CLK 频率设置函数： ltdc_clk_set，该函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   LTDC时钟设置
   
3. * @param   pll3n: PLL3倍频系数
   
4. * @param   pll3m: PLL3预分频系数
   
5. * @param   pll3r: PLL3 R输出分频系数
   
6. * @retval  设置结果
   
7. * @arg     0: 设置成功
   
8. * @arg     1: 设置失败
   
9. */
   
10. static uint8_t ltdc_clk_set(uint32_t pll3n, uint32_t pll3m, uint32_t pll3r)
    
11. {
    
12.     rcc_periph_clk_init_struct.PeriphClockSelection |= RCC_PERIPHCLK_LTDC;
    
13.     rcc_periph_clk_init_struct.PLL3.PLL3M = pll3m;
    
14.     rcc_periph_clk_init_struct.PLL3.PLL3N = pll3n;
    
15.     rcc_periph_clk_init_struct.PLL3.PLL3R = pll3r;
    
16.     if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&rcc_periph_clk_init_struct) != HAL_OK)
    
17.     {
    
18.         return 1;
    
19.     }
    
20.    
    
21.     return 0;
    
22. }

复制代码

该函数完成对PLL3的配置，最终控制输出LCD_CLK 的频率，LCD_CLK 的频率设置方法，我们在27.1.2节进行了介绍，请大家参考前面的介绍进行学习。
第六个介绍的函数是LTDC层参数设置函数：ltdc_layer_parameter_config，该函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   配置LTDC层参数
   
3. * @param   layerx: LTDC层编号
   
4. * @arg     0: 层1
   
5. * @arg     1: 层2
   
6. * @param   bufaddr: 层显存起始地址
   
7. * @param   pixformat: 层颜色数据格式
   
8. * @arg     0: ARGB8888
   
9. * @arg     1: RGB888
   
10. * @arg     2: RGB565
    
11. * @arg     3: ARGB1555
    
12. * @arg     4: ARGB4444
    
13. * @arg     5: L8
    
14. * @arg     6: AL44
    
15. * @arg     7: AL88
    
16. * @param   alpha: 层颜色透明度
    
17. * @param   alpha0: 层默认颜色透明度
    
18. * @param   bfac1: 层混合系数1
    
19. * @param   bfac2: 层混合系数2
    
20. * @param   bkcolor: 层默认颜色（RGB888格式）
    
21. * @retval  无
    
22. */
    
23. void ltdc_layer_parameter_config(uint8_t layerx, uint32_t bufaddr, uint8_t
    
24. pixformat, uint8_t alpha, uint8_t alpha0, uint8_t bfac1, uint8_t bfac2,
    
25. uint32_t bkcolor)
    
26. {
    
27.     LTDC_LayerCfgTypeDef ltdc_layer_cfg_struct = {0};
    
28.    
    
29.     ltdc_layer_cfg_struct.WindowX0 = 0;
    
30.     ltdc_layer_cfg_struct.WindowX1 = 0;
    
31.     ltdc_layer_cfg_struct.WindowY0 = lcdltdc.pwidth;
    
32.     ltdc_layer_cfg_struct.WindowY1 = lcdltdc.pheight;
    
33.     ltdc_layer_cfg_struct.PixelFormat = pixformat;
    
34.     ltdc_layer_cfg_struct.Alpha = alpha;
    
35.     ltdc_layer_cfg_struct.Alpha0 = alpha0;
    
36.     ltdc_layer_cfg_struct.BlendingFactor1 = (uint32_t)bfac1 << 8;
    
37.     ltdc_layer_cfg_struct.BlendingFactor2 = (uint32_t)bfac2 << 0;
    
38.     ltdc_layer_cfg_struct.FBStartAdress = bufaddr;
    
39.     ltdc_layer_cfg_struct.ImageWidth = lcdltdc.pwidth;
    
40.     ltdc_layer_cfg_struct.ImageHeight = lcdltdc.pheight;
    
41.     ltdc_layer_cfg_struct.Backcolor.Red = (uint8_t)(bkcolor & 0X00FF0000)>>16;
    
42.     ltdc_layer_cfg_struct.Backcolor.Green = (uint8_t)(bkcolor & 0X0000FF00)>>8;
    
43.     ltdc_layer_cfg_struct.Backcolor.Blue = (uint8_t)bkcolor & 0X000000FF;
    
44.     HAL_LTDC_ConfigLayer(&g_ltdc_handle, &ltdc_layer_cfg_struct, layerx);
    
45. }

复制代码

该函数中主要调用 HAL 库函数 HAL_LTDC_ConfigLayer 设置 LTDC 层的基本参数，包括：层帧缓冲区首地址、颜色格式、 Alpha 值、混合系数和层默认颜色等，这些参数都需要根据大家的实际需要来进行设置。
第七个介绍的函数是 LTDC 层窗口设置函数： ltdc_layer_window_config，该函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   配置LTDC层窗口
   
3. * @param   layerx: LTDC层编号
   
4. * @arg     0: 层1
   
5. * @arg     1: 层2
   
6. * @param   sx: 起始X坐标
   
7. * @param   sy: 起始Y坐标
   
8. * @param   width: 宽度
   
9. * @param   height: 高度
   
10. * @retval  无
    
11. */
    
12. void ltdc_layer_window_config(uint8_t layerx, uint16_t sx, uint16_t sy,
    
13.      uint16_t width, uint16_t height)
    
14. {
    
15.     HAL_LTDC_SetWindowPosition(&g_ltdc_handle, sx, sy, layerx);
    
16.     HAL_LTDC_SetWindowSize(&g_ltdc_handle, width, height, layerx);
    
17. }

复制代码

该函数依次调用 HAL 库 LTDC 窗口位置设置函数 HAL_LTDC_SetWindowPosition 和窗口大小设置函数 HAL_LTDC_SetWindowSizel 来控制 LTDC 在某一层（1/2）上面的开窗操作，这个我们在 27.1.2 节也介绍过了，请参考前面的内容进行学习。这里我们一般设置层窗口为整个 LCD的分辨率，也就是不进行开窗操作。注意：此函数必须在 ltdc_layer_parameter_config 之后再设置。另外， 当设置的窗口值不等于面板的尺寸时，对层 GRAM 的操作(读/写点函数)，也要根据层窗口的宽高来进行修改，否则显示不正常（ 本例程就未做修改）。
第八个介绍的函数是 LTDC LCD ID 获取函数： ltdc_panelid_read，该函数代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   读取LTDC LCD ID
   
3. * @param   无
   
4. * @retval  LTDC LCD ID
   
5. */
   
6. uint16_t ltdc_panelid_read(void)
   
7. {
   
8.     GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct = {0};
   
9.     uint8_t id;
   
10.    
    
11.     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    
12.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    
13.     __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
    
14.    
    
15.     gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_2;              /* LTDC_B7 */
    
16.     gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    
17.     gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
18.     gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
19.     HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);
    
20.    
    
21.     gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_10;             /* LTDC_G7 */
    
22.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    
23.    
    
24.     gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_0;              /* LTDC_R7 */
    
25.     HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_struct);
    
26.    
    
27.     id = ((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOG, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) ? 0 : 1);
    
28.     id |= ((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_10) == GPIO_PIN_RESET)?0:1)<< 1;
    
29.     id |= ((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_2) == GPIO_PIN_RESET)?0:1)<< 2;
    
30.    
    
31.     switch (id)
    
32.     {
    
33.         case 0:return 0x4342;     /* ATK-MD0430R-480272 */
    
34.         case 1:return 0x7084;     /* ATK-MD0700R-800480 */
    
35.         case 2:return 0x7016;     /* ATK-MD0700R-1024600 */
    
36.         case 3:return 0x7018;     /* ATK-MD0700R-1280800 */
    
37.         case 4:return 0x4384;     /* ATK-MD0430R-800480 */
    
38.         case 5:return 0x1018;     /* ATK-MD1018R-1280800 */
    
39.         default:return 0;
    
40.     }

复制代码

因为 RGBLCD 屏并没有读的功能，所以，一般情况，外接 RGB 屏的时候， MCU 是无法获取屏幕的任何信息的。但是正点原子在 RGBLCD 模块上面，利用数据线（ R7/G7/B7）做了一个巧妙的设计，可以让 MCU 读取到 RGBLCD 模块的 ID，从而执行不同的初始化，实现对不同分辨率的 RGBLCD 模块的兼容。详细原理见：本章 27.1.1 节，第（3）部分：正点原子RGBLCD 模块的说明。
ltdc_panelid_read 函数，就是用这样的方法来读取 M[2:0]的值，并将结果（转换成屏型号了）返回给上一层。
最后要介绍的函数是 LTDC 初始化函数： ltdc_init，该函数的简化代码如下：

1. /**
   
2. * @brief   初始化LTDC
   
3. * @param   无
   
4. * @retval  无
   
5. */
   
6. void ltdc_init(void)
   
7. {
   
8.     uint16_t id;
   
9.     GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct = {0};
   
10.    
    
11.     id = ltdc_panelid_read();
    
12.     if (id == 0x4342)               /* ATK-MD0430R-480272 */
    
13.     {
    
14.         lcdltdc.pwidth = 480;       /* LCD面板的宽度 */
    
15.         lcdltdc.pheight = 272;      /* LCD面板的高度 */
    
16.         lcdltdc.hsw = 1;            /* 水平同步宽度 */
    
17.         lcdltdc.vsw = 1;            /* 垂直同步宽度 */
    
18.         lcdltdc.hbp = 40;           /* 水平后廊 */
    
19.         lcdltdc.vbp = 8;            /* 垂直后廊 */
    
20.         lcdltdc.hfp = 5;            /* 水平前廊 */
    
21.         lcdltdc.vfp = 8;            /* 垂直前廊 */
    
22.         ltdc_clk_set(300, 25, 33);  /* LTDC_CLK = 9MHz */
    
23.     }
    
24.     else if (id == 0x7084)          /* ATK-MD0700R-800480 */
    
25.     {
    
26.         lcdltdc.pwidth = 800;       /* LCD面板的宽度 */
    
27.         lcdltdc.pheight = 480;      /* LCD面板的高度 */
    
28.         lcdltdc.hsw = 1;            /* 水平同步宽度 */
    
29.         lcdltdc.vsw = 1;            /* 垂直同步宽度 */
    
30.         lcdltdc.hbp = 46;           /* 水平后廊 */
    
31.         lcdltdc.vbp = 23;           /* 垂直后廊 */
    
32.         lcdltdc.hfp = 210;          /* 水平前廊 */
    
33.         lcdltdc.vfp = 22;           /* 垂直前廊 */
    
34.         ltdc_clk_set(300, 25, 9);   /* LTDC_CLK = 33MHz */
    
35.     }
    
36.     else if (id == 0x7016)          /* ATK-MD0700R-1024600 */
    
37.     {
    
38.         lcdltdc.pwidth = 1024;      /* LCD面板的宽度 */
    
39.         lcdltdc.pheight = 600;      /* LCD面板的高度 */
    
40.         lcdltdc.hsw = 20;           /* 水平同步宽度 */
    
41.         lcdltdc.vsw = 3;            /* 垂直同步宽度 */
    
42.         lcdltdc.hbp = 140;          /* 水平后廊 */
    
43.         lcdltdc.vbp = 20;           /* 垂直后廊 */
    
44.         lcdltdc.hfp = 160;          /* 水平前廊 */
    
45.         lcdltdc.vfp = 12;           /* 垂直前廊 */
    
46.         ltdc_clk_set(300, 25, 6);   /* LTDC_CLK = 40MHz */
    
47.     }
    
48.     else if (id == 0x7018)          /* ATK-MD0700R-1280800 */
    
49.     {
    
50.         lcdltdc.pwidth = 1280;      /* LCD面板的宽度 */
    
51.         lcdltdc.pheight = 800;      /* LCD面板的高度 */
    
52.         /* 其他参数待定 */
    
53.     }
    
54.     else if (id == 0x4384)          /* ATK-MD0430R-800480 */
    
55.     {
    
56.         lcdltdc.pwidth = 800;       /* LCD面板的宽度 */
    
57.         lcdltdc.pheight = 480;      /* LCD面板的高度 */
    
58.         lcdltdc.hsw = 88;           /* 水平同步宽度 */
    
59.         lcdltdc.vsw = 40;           /* 垂直同步宽度 */
    
60.         lcdltdc.hbp = 48;           /* 水平后廊 */
    
61.         lcdltdc.vbp = 32;           /* 垂直后廊 */
    
62.         lcdltdc.hfp = 13;           /* 水平前廊 */
    
63.         lcdltdc.vfp = 3;            /* 垂直前廊 */
    
64.         ltdc_clk_set(300, 25, 9);   /* LTDC_CLK = 33MHz */
    
65.     }
    
66.     else if (id == 0x1018)          /* ATK-MD1018R-1280800 */
    
67.     {
    
68.         lcdltdc.pwidth = 1280;      /* LCD面板的宽度 */
    
69.         lcdltdc.pheight = 800;      /* LCD面板的高度 */
    
70.         lcdltdc.hsw = 140;          /* 水平同步宽度 */
    
71.         lcdltdc.vsw = 10;           /* 垂直同步宽度 */
    
72.         lcdltdc.hbp = 10;           /* 水平后廊 */
    
73.         lcdltdc.vbp = 10;           /* 垂直后廊 */
    
74.         lcdltdc.hfp = 10;           /* 水平前廊 */
    
75.         lcdltdc.vfp = 3;            /* 垂直前廊 */
    
76.         ltdc_clk_set(300, 25, 6);   /* LTDC_CLK = 45MHz */
    
77.     }
    
78.    
    
79.     lcddev.width = lcdltdc.pwidth;
    
80.     lcddev.height = lcdltdc.pheight;
    
81.    
    
82. #if ((LTDC_PIXFORMAT == LTDC_PIXFORMAT_ARGB8888) || (LTDC_PIXFORMAT ==
    
83.       LTDC_PIXFORMAT_RGB888))
    
84.     g_ltdc_framebuf[0] = (uint32_t *)g_ltdc_lcd_framebuf;
    
85.     lcdltdc.pixsize = 4;
    
86. #else
    
87.     g_ltdc_framebuf[0] = (uint16_t *)g_ltdc_lcd_framebuf;
    
88.     lcdltdc.pixsize = 2;
    
89. #endif
    
90.    
    
91.     /* 使能时钟 */
    
92.     LTDC_BL_GPIO_CLK_ENABLE();
    
93.    
    
94.     /* 配置LTDC LCD BL引脚 */
    
95.     gpio_init_struct.Pin = LTDC_BL_GPIO_PIN;
    
96.     gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    
97.     gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
98.     gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
99.     HAL_GPIO_Init(LTDC_BL_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
    
100.    
     
101.     /* 初始化LTDC */
     
102.     g_ltdc_handle.Instance = LTDC;
     
103.     g_ltdc_handle.Init.HSPolarity = LTDC_HSPOLARITY_AL;
     
104.     g_ltdc_handle.Init.VSPolarity = LTDC_VSPOLARITY_AL;
     
105.     g_ltdc_handle.Init.DEPolarity = LTDC_DEPOLARITY_AL;
     
106.     if (id == 0x1018)
     
107.     {
     
108.         g_ltdc_handle.Init.PCPolarity = LTDC_PCPOLARITY_IIPC;
     
109.     }
     
110.     else
     
111.     {
     
112.         g_ltdc_handle.Init.PCPolarity = LTDC_PCPOLARITY_IPC;
     
113.     }
     
114.     g_ltdc_handle.Init.HorizontalSync = lcdltdc.hsw - 1;
     
115.     g_ltdc_handle.Init.VerticalSync = lcdltdc.vsw - 1;
     
116.     g_ltdc_handle.Init.AccumulatedHBP = lcdltdc.hsw + lcdltdc.hbp - 1;
     
117.     g_ltdc_handle.Init.AccumulatedVBP = lcdltdc.vsw + lcdltdc.vbp - 1;
     
118. g_ltdc_handle.Init.AccumulatedActiveW = lcdltdc.hsw + lcdltdc.hbp +
     
119. lcdltdc.pwidth - 1;
     
120. g_ltdc_handle.Init.AccumulatedActiveH = lcdltdc.vsw + lcdltdc.vbp +
     
121. lcdltdc.pheight - 1;
     
122. g_ltdc_handle.Init.TotalWidth = lcdltdc.hsw + lcdltdc.hbp + lcdltdc.pwidth
     
123. + lcdltdc.hfp - 1;
     
124. g_ltdc_handle.Init.TotalHeigh = lcdltdc.vsw + lcdltdc.vbp + lcdltdc.pheight
     
125. + lcdltdc.vfp - 1;
     
126.     g_ltdc_handle.Init.Backcolor.Red = 0;
     
127.     g_ltdc_handle.Init.Backcolor.Green = 0;
     
128.     g_ltdc_handle.Init.Backcolor.Blue = 0;
     
129.     HAL_LTDC_DeInit(&g_ltdc_handle);
     
130.     HAL_LTDC_Init(&g_ltdc_handle);
     
131.    
     
132.     /* 配置LTDC层 */
     
133. ltdc_layer_parameter_config(0,(uint32_t)g_ltdc_framebuf[0],LTDC_PIXFORMAT,
     
134. 255, 0, 6, 7, 0);
     
135.     ltdc_layer_window_config(0, 0, 0, lcdltdc.pwidth, lcdltdc.pheight);
     
136.    
     
137.     ltdc_select_layer(0);
     
138.     LTDC_BL(1);
     
139.     ltdc_clear(0xFFFFFFFF);
     
140. }

复制代码

ltdc_init 的初始化步骤，是按照27.1.2节最后介绍的步骤来进行的，该函数先读取RGBLCD的ID，然后根据不同的 RGBLCD 型号，执行不同的面板参数初始化，然后调用HAL_LTDC_Init 函数来设置 RGBLCD 的相关参数并使能 LTDC，最后配置层参数和层窗口完成对 LTDC 的初始化。注意，代码里面的 lcdltdc.hsw、lcdltdc.vsw、lcdltdc.hbp 等参数的值，均是来自对应RGBLCD屏的数据手册，其中lcdid=0X7084 的配置参数，来自：AT070TN92.pdf。
以上，就是ltdc驱动部分的代码，因为STM32H7R7开发板还有MCU屏接口，为了同时兼容MCU屏和RGB屏，我们对第25章介绍的lcd.c部分代码做了小改，添加对RGB屏的支持，由于篇幅所限，这里我们只挑几个重点的函数给大家介绍下。
首先读点函数，改为了：

1. /**
   
2. * @brief   读取个某点的颜色值
   
3. * @param   x: 指定点的X坐标
   
4. * @param   y: 指定点的Y坐标
   
5. * @retval  指定点的颜色
   
6. */
   
7. uint32_t ltdc_read_point(uint16_t x, uint16_t y)
   
8. {
   
9. #if ((LTDC_PIXFORMAT == LTDC_PIXFORMAT_ARGB8888) || (LTDC_PIXFORMAT ==
   
10. LTDC_PIXFORMAT_RGB888))
    
11.     if (lcdltdc.dir == 0)
    
12.     {
    
13.         return *(uint32_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
14. lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * (lcdltdc.pheight - x - 1) + y));
    
15.     }
    
16.     else
    
17.     {
    
18.         ……//省略部分代码
    
19.     }
    
20. #endif
    
21. }

复制代码

当lcdltdc.pwidth!=0 的时候，说明接入的是 RGB 屏，所以调用 ltdc_read_point 函数，实现读点操作，其他情况，说明是 MCU 屏，执行 MCU 屏的读点操作（代码省略）。
然后是画点函数，改为了：

1. /**
   
2. * @brief   LTDC画点
   
3. * @param   x: 点的X坐标
   
4. * @param   y: 点的Y坐标
   
5. * @param   color: 点的颜色
   
6. * @retval  无
   
7. */
   
8. void ltdc_draw_point(uint16_t x, uint16_t y, uint32_t color)
   
9. {
   
10. #if ((LTDC_PIXFORMAT == LTDC_PIXFORMAT_ARGB8888) || (LTDC_PIXFORMAT ==
    
11. LTDC_PIXFORMAT_RGB888))
    
12.     if (lcdltdc.dir == 0)
    
13.     {
    
14.         *(uint32_t *)((uint32_t)g_ltdc_framebuf[lcdltdc.activelayer] +
    
15.    lcdltdc.pixsize * (lcdltdc.pwidth * (lcdltdc.pheight - x - 1)+y))=color;
    
16.     }
    
17.     else
    
18.     {
    
19.         ……//省略部分代码
    
20.     }
    
21. #endif
    
22. }

复制代码

当lcdltdc.pwidth!=0 的时候，说明接入的是 RGB 屏，所以调用ltdc_draw_point 函数，实现画点操作，其他情况，说明是 MCU 屏，执行 MCU屏的画点操作（代码省略）。同样的，lcd.c 里面的快速画点函数：lcd_fast_drawPoint，在使用RGB屏的时候，也是使用lcd_fast_drawpoint 来实现画点操作的。
最后，是 LCD 初始化函数，改为：

1. /**
   
2. * @brief       初始化LCD
   
3. * [url=home.php?mod=space&uid=60778]@note[/url]        该初始化函数可以初始化各种型号的LCD(详见本.c文件最前面的描述)
   
4. * @param       无
   
5. * @retval      无
   
6. */
   
7. void lcd_init(void)
   
8. {
   
9.     GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
   
10.     FMC_NORSRAM_TimingTypeDef fmc_read_timing_struct={0};
    
11.     FMC_NORSRAM_TimingTypeDef fmc_write_timing_struct={0};
    
12. 
    
13.     lcddev.id = ltdc_panelid_read();  /* 检查是否有RGB屏接入 */
    
14.     if (lcddev.id != 0)
    
15.     {
    
16.         ltdc_init();                  /* ID非零,说明有RGB屏接入 */
    
17.     }
    
18.     else
    
19.     ……/* 省略部分代码 */
    
20. }

复制代码

首先通过 ltdc_panelid_read 函数，读取 RGBLCD 模块的 ID 值，如果合法，则说明接入了 RGB 屏，调用 ltdc_init 函数，完成对 LTDC 的初始化。否则的话，执行 MCU 屏的初始化。
在 lcd.c 里面，其他还有一些函数进行了兼容 RGB 屏的修改，这里我们就不一一列举了，请大家参考本例程源码。在完成修改后，我们的例程就可以同时兼容 MCU 屏和 RGB 屏了，且RGB 屏的优先级较高。
2. main.c代码
main函数代码如下：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     uint8_t x = 0;
   
4.     uint8_t lcd_id[13];
   
5. 
   
6.     sys_mpu_config();                   /* 配置MPU */
   
7.     sys_cache_enable();                 /* 使能Cache */
   
8.     HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
   
9.     sys_stm32_clock_init(300, 6, 2);    /* 配置时钟，600MHz */
   
10.     delay_init(600);                    /* 初始化延时 */
    
11.     usart_init(115200);                 /* 初始化串口 */
    
12.     led_init();                         /* 初始化LED */
    
13.     hyperram_init();                    /* 初始化HyperRAM */
    
14.     lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    
15.   
    
16. sprintf((char *)lcd_id, "LCD ID:%04X", lcddev.id);
    
17. /* 将LCD ID打印到lcd_id数组 */
    
18. 
    
19.     while (1)
    
20.     {
    
21.         switch (x)
    
22.         {
    
23.             case 0:lcd_clear(WHITE); break;
    
24.             case 1: lcd_clear(BLACK); break;
    
25.             ……/* 此处省略部分代码 */
    
26.             case 11: lcd_clear(BROWN); break;
    
27.         }
    
28.         lcd_show_string(10, 40, 240, 32, 32, "STM32", RED);
    
29.         lcd_show_string(10, 80, 240, 24, 24, "LTDC TEST", RED);
    
30.         lcd_show_string(10, 110, 240, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
31.         lcd_show_string(10, 130, 240, 16, 16, (char *)lcd_id, RED);
    
32.                                                                         /* 显示LCD ID */
    
33.         if (++x == 12) x = 0;
    
34.         LED0_TOGGLE();                                 /* 红灯闪烁 */
    
35.         delay_ms(1000);
    
36.     }
    
37. }

复制代码

该部分代码与第 25章几乎一摸一样，显示一些固定的字符，字体大小包括 24*12、 16*8和 12*6 等三种，同时显示 LCD 的型号，然后不停的切换背景颜色，每 1s 切换一次。而 LED0也会不停的闪烁，指示程序已经在运行了。其中我们用到一个 sprintf 的函数，该函数用法同 printf，只是 sprintf 把打印内容输出到指定的内存区间上， sprintf 的详细用法，请百度。
另外特别注意：uart_init 函数，不能去掉，因为在 lcd_init 函数里面调用了 printf，所以一旦你去掉这个初始化，就会死机了!实际上，只要你的代码有用到 printf，就必须初始化串口，否则都会死机，即停在 usart.c 里面的 fputc 函数，出不来。
在编译通过之后，我们开始下载验证代码 。

27.4 下载验证
将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。同时，可以看到RGBLCD模块的显示如图27.4.1所示：

图27.4.1 RGBLCD显示效果图

我们可以看到屏幕的背景是不停切换的，同时 DS0 不停的闪烁，证明我们的代码被正确的执行了，达到了我们预期的目的。 最后，需要注意的是：本例程兼容 MCU 屏，所以，当插入MCU 屏的时候（不插 RGB 屏），也可以显示同样的结果。