Display 驱动
基于 lisa_device 框架的显示设备驱动,为 ARCS 平台提供统一的 LCD 显示屏控制接口。
功能特性
总线支持: 支持 SPI 4-Wire、SPI 3-Wire、QSPI、RGB 并行等多种总线接口,支持独立命令通道(软件 SPI)
面板支持: 支持 ST7789P3、AXS15231B、ST7701S、NV3030B 等多款显示控制器
背光控制: 支持 PWM 调光和单线调光两种背光控制方式
显示方向: 支持 0°/90°/180°/270° 四种显示方向,可选 CPDMA 硬件加速旋转
像素格式: 支持 RGB565、RGB888、BGR565、ARGB8888、单色等多种像素格式
TE 同步: 支持撕裂效应(Tearing Effect)同步,防止画面撕裂
线程安全: 双层锁机制保护,支持多线程和多屏并发安全访问
多屏异显: 支持双屏独立控制,智能识别共享总线并自动管理锁资源
配置选项
在 prj.conf 中启用驱动:
# 启用 Display 驱动
CONFIG_LISA_DISPLAY_DEVICE=y
# 选择面板驱动(四选一)
CONFIG_LISA_DISPLAY_PANEL_ST7789P3=y # ST7789P3 面板
# CONFIG_LISA_DISPLAY_PANEL_AXS15231B=y # AXS15231B 面板
# CONFIG_LISA_DISPLAY_PANEL_ST7701S=y # ST7701S 面板
# CONFIG_LISA_DISPLAY_PANEL_NV3030B=y # NV3030B 面板(170x320,SPI 4-Wire)
# 选择总线类型(可多选,根据使用场景组合)
CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_SPI_4WIRE=y # 4线 SPI
# CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_SPI_3WIRE=y # 3线 SPI
# CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_QSPI=y # QSPI
# CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_RGB=y # RGB 并行(需配合命令通道)
# CONFIG_LISA_DISPLAY_CMD_BUS_SW_SPI=y # 软件 SPI 命令通道(RGB 模式必需)
# 可选功能
CONFIG_LISA_DISPLAY_TE_SYNC=y # 启用 TE 同步
CONFIG_LISA_DISPLAY_CPDMA_ROTATE=y # 启用 CPDMA 硬件旋转
CONFIG_LISA_DISPLAY_CPDMA_CH=2 # CPDMA 通道号
CONFIG_LISA_DISPLAY_COLOR_INVERT=y # 启用颜色反转
API 接口
总线配置接口
int lisa_display_attach_bus(lisa_device_t *dev, const lisa_display_config_t *config);
重要: 必须先调用 lisa_display_attach_bus() 配置总线后,才能使用其他显示功能 API。
显示控制接口
int lisa_display_get_capabilities(lisa_device_t *dev, lisa_display_capabilities_t *caps);
int lisa_display_blanking_on(lisa_device_t *dev);
int lisa_display_blanking_off(lisa_device_t *dev);
int lisa_display_set_brightness(lisa_device_t *dev, uint8_t brightness);
int lisa_display_set_orientation(lisa_device_t *dev, lisa_display_orientation_t orientation);
数据写入接口
int lisa_display_write(lisa_device_t *dev, uint16_t x, uint16_t y,
const lisa_display_buffer_desc_t *desc, const void *buf);
使用示例
多屏异显配置
多屏异显功能允许同时使用两个不同的显示屏,每个屏幕可以使用不同的 Panel 驱动和总线配置。
Kconfig 配置:
# 启用双显示屏支持
CONFIG_LISA_DUAL_DISPLAY=y
# 启用需要的 Panel 驱动(可多选)
CONFIG_LISA_DISPLAY_PANEL_ST7789P3=y
CONFIG_LISA_DISPLAY_PANEL_AXS15231B=y
# 启用总线驱动
CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_SPI_4WIRE=y
CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_QSPI=y
代码示例:
#include "lisa_display.h"
#include "lisa_gpio.h"
// 获取两个显示设备
lisa_device_t *display0 = lisa_device_get("display");
lisa_device_t *display1 = lisa_device_get("display1");
lisa_device_t *gpioa = lisa_device_get("gpioa");
lisa_device_t *gpiob = lisa_device_get("gpiob");
lisa_device_t *spi1 = lisa_device_get("spi1");
lisa_device_t *qspi = lisa_device_get("qspilcd0");
lisa_device_t *pwm = lisa_device_get("pwm0");
// 配置 Display0: ST7789P3 + SPI 4-Wire
lisa_display_config_t config0 = {
.panel_name = "st7789p3", // Panel 设备名称
.bus_type = LISA_DISPLAY_BUS_SPI_4WIRE,
.bus_instance = 0, // 使用第一个 SPI 总线实例
.bus_config.spi_4wire = {
.spi_dev = spi1,
.cs_gpio = gpiob,
.cs_pin = 1,
.dc_gpio = gpiob,
.dc_pin = 0,
.spi_freq = 50000000,
},
.backlight = {
.type = LISA_DISPLAY_BACKLIGHT_TYPE_PWM,
.config.pwm = {
.dev = pwm,
.channel = 0,
.freq = 2000,
},
},
.rst_gpio = gpioa,
.rst_pin = 1,
};
lisa_display_attach_bus(display0, &config0);
// 配置 Display1: AXS15231B + QSPI
lisa_display_config_t config1 = {
.panel_name = "axs15231b", // Panel 设备名称
.bus_type = LISA_DISPLAY_BUS_QSPI,
.bus_instance = 0,
.bus_config.qspi = {
.qspi_dev = qspi,
.qspi_freq = 50000000,
.cs_gpio = gpioa,
.cs_pin = 19,
},
.backlight = {
.type = LISA_DISPLAY_BACKLIGHT_TYPE_PWM,
.config.pwm = {
.dev = pwm,
.channel = 1,
.freq = 2000,
},
},
.rst_gpio = gpioa,
.rst_pin = 2,
};
lisa_display_attach_bus(display1, &config1);
// 现在可以独立控制两个显示屏
lisa_display_blanking_off(display0);
lisa_display_set_brightness(display0, 80);
lisa_display_blanking_off(display1);
lisa_display_set_brightness(display1, 60);
// 在 display0 上显示红色
lisa_display_capabilities_t caps0;
lisa_display_get_capabilities(display0, &caps0);
uint16_t *buffer0 = lisa_mem_alloc(caps0.width * caps0.height * 2);
for (int i = 0; i < caps0.width * caps0.height; i++) {
buffer0[i] = LISA_DISPLAY_COLOR_RED;
}
lisa_display_buffer_desc_t desc0 = {
.width = caps0.width,
.height = caps0.height,
.buf_size = caps0.width * caps0.height * 2,
};
lisa_display_write(display0, 0, 0, &desc0, buffer0);
// 在 display1 上显示蓝色
lisa_display_capabilities_t caps1;
lisa_display_get_capabilities(display1, &caps1);
uint16_t *buffer1 = lisa_mem_alloc(caps1.width * caps1.height * 2);
for (int i = 0; i < caps1.width * caps1.height; i++) {
buffer1[i] = LISA_DISPLAY_COLOR_BLUE;
}
lisa_display_buffer_desc_t desc1 = {
.width = caps1.width,
.height = caps1.height,
.buf_size = caps1.width * caps1.height * 2,
};
lisa_display_write(display1, 0, 0, &desc1, buffer1);
基础显示(SPI 4-Wire 单屏)
#include "lisa_display.h"
#include "lisa_gpio.h"
// 1. 获取设备
lisa_device_t *display = lisa_device_get("display");
lisa_device_t *gpioa = lisa_device_get("gpioa");
lisa_device_t *gpiob = lisa_device_get("gpiob");
lisa_device_t *spi = lisa_device_get("spi1");
lisa_device_t *pwm = lisa_device_get("pwm0");
if (!display || !gpioa || !gpiob || !spi || !pwm) {
return -1;
}
// 2. 配置总线
lisa_display_config_t config = {
.panel_name = "st7789p3", // 指定 Panel 设备名称
.bus_type = LISA_DISPLAY_BUS_SPI_4WIRE,
.bus_config.spi_4wire = {
.spi_dev = spi,
.cs_gpio = gpiob,
.cs_pin = 1,
.dc_gpio = gpiob,
.dc_pin = 0,
.spi_freq = 50000000, // 50MHz
},
.backlight = {
.type = LISA_DISPLAY_BACKLIGHT_TYPE_PWM,
.config.pwm = {
.dev = pwm,
.channel = 0,
.freq = 2000,
},
},
.rst_gpio = gpioa,
.rst_pin = 1,
};
lisa_display_attach_bus(display, &config);
// 3. 获取显示能力
lisa_display_capabilities_t caps;
lisa_display_get_capabilities(display, &caps);
// 4. 分配帧缓冲区
size_t buf_size = caps.width * caps.height * sizeof(uint16_t);
uint16_t *buffer = lisa_mem_alloc(buf_size);
// 5. 开启显示
lisa_display_blanking_off(display);
lisa_display_set_brightness(display, 80); // 80% 亮度
// 6. 写入显示数据
lisa_display_buffer_desc_t desc = {
.width = caps.width,
.height = caps.height,
.buf_size = buf_size,
};
// 填充红色
for (int i = 0; i < caps.width * caps.height; i++) {
buffer[i] = LISA_DISPLAY_COLOR_RED;
}
lisa_display_write(display, 0, 0, &desc, buffer);
设置显示方向
#include "lisa_display.h"
lisa_device_t *display = lisa_device_get("display");
// 设置为 90 度旋转
int ret = lisa_display_set_orientation(display, LISA_DISPLAY_ORIENTATION_90);
if (ret != LISA_DEVICE_OK) {
// 错误处理
}
使用 QSPI 总线
#include "lisa_display.h"
lisa_device_t *display = lisa_device_get("display");
lisa_device_t *qspi = lisa_device_get("qspilcd0");
lisa_device_t *gpio = lisa_device_get("gpioa");
lisa_display_config_t config = {
.panel_name = "axs15231b", // AXS15231B 面板
.bus_type = LISA_DISPLAY_BUS_QSPI,
.bus_config.qspi = {
.qspi_dev = qspi,
.qspi_freq = 50000000,
.cs_gpio = gpio,
.cs_pin = 19,
},
.rst_gpio = gpio,
.rst_pin = 1,
};
lisa_display_attach_bus(display, &config);
使用 RGB 并行总线(双通道架构)
#include "lisa_display.h"
#include "lisa_rgb.h"
// 获取设备
lisa_device_t *display = lisa_device_get("display");
lisa_device_t *rgb_ctrl = lisa_device_get("rgb0"); // RGB 控制器设备
lisa_device_t *cmd_bus = lisa_device_get("sw_spi_cmd"); // 独立命令通道(软件 SPI)
lisa_device_t *gpio = lisa_device_get("gpioa");
// 配置 RGB 总线(双通道模式)
lisa_display_config_t config = {
.panel_name = "st7701s", // ST7701S 使用 RGB 接口
.bus_type = LISA_DISPLAY_BUS_RGB,
.bus_instance = 0,
.bus_config.rgb = {
// RGB 数据通道配置
.rgb_dev = rgb_ctrl,
.bounce_buffer_size = 480 * 10, // 10 行像素(驱动自动计算字节数)
.input_format = LISA_RGB_INPUT_FORMAT_RGB565,
.output_format = LISA_RGB_OUTPUT_FORMAT_RGB565,
// 时序配置
.timings = {
.h_res = 480,
.v_res = 480,
.h_pulse_width = 10,
.h_front_blanking = 20,
.h_back_blanking = 10,
.v_pulse_width = 10,
.v_front_blanking = 10,
.v_back_blanking = 1,
},
.pclk_hz = 6000000, // 6MHz 像素时钟
// 独立命令通道配置(用于 Panel 初始化)
.cmd_bus_dev = cmd_bus,
},
.rst_gpio = gpio,
.rst_pin = 1,
};
lisa_display_attach_bus(display, &config);
// 说明:RGB 模式使用双通道架构
// - 数据通道:RGB 并行接口,用于高速像素传输(使用 Bounce Buffer)
// - 命令通道:独立的软件 SPI,用于 Panel 初始化命令(3-Wire SPI)
使用 ST7701S 面板(RGB 接口)
ST7701S 是一款 480x480 分辨率的 TFT-LCD 显示控制器,适合使用 RGB 并行总线。
Kconfig 配置:
# 启用 Display 驱动
CONFIG_LISA_DISPLAY_DEVICE=y
# 选择 ST7701S 面板驱动
CONFIG_LISA_DISPLAY_PANEL_ST7701S=y
# 配置面板分辨率(在 Kconfig.st7701s 中)
CONFIG_PANEL_ST7701S_WIDTH=480
CONFIG_PANEL_ST7701S_HEIGHT=480
# 启用 RGB 总线和命令通道
CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_RGB=y
CONFIG_LISA_DISPLAY_CMD_BUS_SW_SPI=y
# 可选:启用 TE 同步
CONFIG_LISA_DISPLAY_TE_SYNC=y
代码示例:
#include "lisa_display.h"
// 1. 获取设备
lisa_device_t *display = lisa_device_get("display");
lisa_device_t *rgb0 = lisa_device_get("rgb0");
lisa_device_t *sw_spi_cmd = lisa_device_get("sw_spi_cmd");
lisa_device_t *gpio = lisa_device_get("gpioa");
// 2. 配置 RGB + 软件 SPI 命令通道
lisa_display_config_t config = {
.panel_name = "st7701s",
.bus_type = LISA_DISPLAY_BUS_RGB,
.bus_config.rgb = {
.rgb_dev = rgb0,
.bounce_buffer_size = 480 * 10, // 10 行缓冲
.input_format = LISA_RGB_INPUT_FORMAT_RGB565,
.output_format = LISA_RGB_OUTPUT_FORMAT_RGB565,
.timings = {
.h_res = 480,
.v_res = 480,
.h_pulse_width = 10,
.h_front_blanking = 20,
.h_back_blanking = 10,
.v_pulse_width = 10,
.v_front_blanking = 10,
.v_back_blanking = 1,
},
.pclk_hz = 6000000, // 6MHz
.cmd_bus_dev = sw_spi_cmd, // 命令通道
},
.rst_gpio = gpio,
.rst_pin = 1,
};
int ret = lisa_display_attach_bus(display, &config);
if (ret != LISA_DEVICE_OK) {
// 错误处理
return ret;
}
// 3. 开启显示
lisa_display_blanking_off(display);
lisa_display_set_brightness(display, 80);
// 4. 写入像素数据
lisa_display_capabilities_t caps;
lisa_display_get_capabilities(display, &caps);
lisa_display_buffer_desc_t desc = {
.width = caps.width,
.height = caps.height,
.buf_size = caps.width * caps.height * 2, // RGB565
};
// 从 PSRAM 分配帧缓冲
uint16_t *framebuffer = lisa_mem_alloc(desc.buf_size);
// 填充数据
// ...
// 写入显示
lisa_display_write(display, 0, 0, &desc, framebuffer);
注意事项:
ST7701S 需要同时配置 RGB 数据总线和软件 SPI 命令总线
命令总线仅在 Panel 初始化时使用,运行时仅使用 RGB 数据通道
RGB 模式下建议使用 PSRAM 分配大容量帧缓冲
根据实际硬件调整 RGB 时序参数(h_pulse_width、blanking 等)
自定义屏幕初始化参数
所有 Panel 驱动均支持在 lisa_display_attach_bus() 时传入自定义的初始化序列,覆盖驱动内置的默认序列。这在以下场景中非常有用:
同一款 Panel IC 搭配不同厂商的屏幕模组,需要不同的初始化参数
需要在运行时动态调整 Panel 初始化参数(如 Gamma 校正、刷新率等)
快速验证新的初始化序列,无需修改驱动代码
序列格式
custom_init_params 是一个 uint8_t 数组,按照 寄存器地址 → 参数长度 → 参数数据 的顺序逐条排列,多条寄存器配置依次拼接:
[寄存器地址] [参数长度 N] [参数1] [参数2] ... [参数N] [下一个寄存器地址] [参数长度] ...
示例:
static const uint8_t custom_init_params[] = {
// 寄存器地址, 参数长度, 参数数据...
0x36, 1, 0x00, // 寄存器 0x36 (MADCTL),1 个参数
0x3A, 1, 0x05, // 寄存器 0x3A (COLMOD),1 个参数,RGB565
0xB2, 5, 0x0C, 0x0C, 0x00, 0x33, 0x33, // 寄存器 0xB2 (Porch Setting),5 个参数
0xC6, 1, 0x0F, // 寄存器 0xC6 (Frame Rate),1 个参数,60Hz
};
使用方法
在 lisa_display_config_t 中设置 panel_init_params 和 panel_init_params_len 字段:
lisa_display_config_t config = {
.bus_type = LISA_DISPLAY_BUS_SPI_4WIRE,
.bus_config.spi_4wire = {
.spi_dev = spi,
.cs_gpio = gpiob,
.cs_pin = 1,
.dc_gpio = gpiob,
.dc_pin = 0,
.spi_freq = 50000000,
},
.rst_gpio = gpioa,
.rst_pin = 1,
// 传入自定义初始化参数
.panel_init_params = custom_init_params,
.panel_init_params_len = sizeof(custom_init_params),
};
lisa_display_attach_bus(display, &config);
注意事项
如果不设置
panel_init_params(或设为NULL/长度为 0),驱动将使用内置的默认初始化序列序列中的寄存器地址为原始的 1 字节值(如
0x36),驱动会自动处理不同总线的命令格式转换驱动在解析序列时会进行边界检查,如果数据截断会输出警告日志
硬件配置
引脚复用配置
Display 驱动依赖底层总线驱动(SPI、QSPI、GPIO、PWM)的引脚配置。需要在板型目录中配置相应的 pinmux 函数。
配置位置:
定义:
boards/<板型名>/pinmux.c中实现各驱动的 pinmux 函数声明:
boards/<板型名>/pinmux.h中声明函数调用时机: 各底层设备初始化时自动调用
示例 (参考 boards/arcs_evb/pinmux.c):
// SPI1 引脚配置(用于 Display 数据传输)
void lisa_spi1_pinmux()
{
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_B, 5, 6); // SPI1 CLK
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_B, 3, 6); // SPI1 MOSI
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_B, 1, 6); // SPI1 CS/MISO
}
// GPIO 引脚配置(用于 RST、DC、CS 控制)
void lisa_gpioa_pinmux()
{
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 1, 1); // LCD RST
}
void lisa_gpiob_pinmux()
{
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_B, 0, 0); // LCD DC
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_B, 8, 0); // LCD TE
}
// PWM 引脚配置(用于背光控制)
void lisa_pwm_pinmux()
{
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 0, 12); // LCD 背光 PWM
}
注意:
功能码需根据芯片手册确定
不同板型的引脚配置可能不同
只需配置实际使用的引脚
参数说明
总线类型
枚举值 |
说明 |
架构特点 |
适用场景 |
|---|---|---|---|
|
3线 SPI(SCLK, MOSI, CS) |
单通道,命令和数据复用 |
小屏幕、低成本方案 |
|
4线 SPI(SCLK, MOSI, CS, D/C) |
单通道,D/C 区分命令和数据 |
通用方案 |
|
QSPI 接口 |
单通道,四线并行传输 |
高速传输需求 |
|
RGB 并行接口 |
双通道架构:数据通道(RGB)+ 命令通道(软件 SPI) |
高分辨率、高帧率场景 |
RGB 总线特殊说明:
RGB 模式下,像素数据通过 RGB 并行接口高速传输(配置
CONFIG_LISA_DISPLAY_BUS_RGB)Panel 初始化命令通过独立的软件 SPI 通道发送(配置
CONFIG_LISA_DISPLAY_CMD_BUS_SW_SPI)需要同时配置
rgb_dev(RGB 控制器)和cmd_bus_dev(命令总线)两个设备适用于 480x480 及以上分辨率的屏幕,如 ST7701S 等 Panel
像素格式
枚举值 |
说明 |
|---|---|
|
RGB565,每像素 2 字节 |
|
RGB888,每像素 3 字节 |
|
BGR565,每像素 2 字节 |
|
ARGB8888,每像素 4 字节 |
|
单色,每像素 1 位 |
显示方向
枚举值 |
说明 |
|---|---|
|
0° 正常方向 |
|
90° 顺时针旋转 |
|
180° 旋转 |
|
270° 顺时针旋转 |
常用颜色宏(RGB565)
宏定义 |
值 |
说明 |
|---|---|---|
|
|
黑色 |
|
|
白色 |
|
|
红色 |
|
|
绿色 |
|
|
蓝色 |
返回值说明
返回值 |
说明 |
|---|---|
|
操作成功 |
|
参数无效 |
|
不支持该操作 |
|
设备未就绪 |
|
IO 错误 |
线程安全与锁机制
Display 驱动采用双层锁机制确保多线程和多屏并发访问的安全性:
1. 总线级锁(Bus Mutex)
作用: 保护共享硬件总线的访问,防止多个 Panel 同时操作同一 SPI/QSPI 总线。
特性:
智能共享: 在
arcs_attach_bus()初始化时自动判断如果多个 Display 使用相同的
bus_dev指针(即共享总线),则复用同一个锁如果使用独立总线,则创建独立的锁
零配置: 用户无需手动配置,驱动自动识别并处理
精细粒度: 仅在实际总线操作时加锁,最小化阻塞时间
代码位置:
锁创建/共享:
arcs_attach_bus()
示例场景:
// 场景1: 两个屏幕共享 SPI1 总线(只是 CS 引脚不同)
// Display0 和 Display1 都使用 spi1 设备
// → 驱动自动共享同一个 bus_mutex
// 场景2: 两个屏幕使用独立总线
// Display0 使用 SPI1, Display1 使用 QSPI
// → 驱动为每个总线创建独立的 bus_mutex
2. 资源级锁(Rotate Mutex)
作用: 保护全局旋转缓冲区 g_rotate_ctx,防止多个屏幕同时使用旋转资源。
特性:
全局唯一: 所有 Display 实例共享同一个旋转锁
跨总线保护: 即使使用不同总线的屏幕也需要互斥访问
防止重复初始化: 使用
g_rotate_ctx_initialized标志位防止内存泄漏
代码位置:
锁初始化:
panel_rotate_init()
重要: 旋转缓冲区是全局静态资源,任何使用 90°/270° 旋转的屏幕都会竞争此资源,因此必须加锁保护。
3. 设备级锁(Device Mutex)
作用: 保护 Display 设备的上层 API 调用,防止同一设备的并发操作。
锁的层次关系
应用层
↓ lisa_display_write() 调用
[Device Mutex] ← 设备级锁(每个 Display 独立)
↓ panel_draw_pixels() 调用
[Bus Mutex] ← 总线级锁(共享总线时多个 Panel 共享)
↓ 如果需要旋转
[Rotate Mutex] ← 资源级锁(全局唯一,所有 Display 共享)
↓ 硬件操作
性能优化
无锁开销: 独立总线的屏幕不会因总线锁产生性能损失
CPU/DMA 并行: 旋转操作使用 Ping-Pong 缓冲,CPU 旋转下一块数据时 DMA 传输当前数据
CPDMA 加速: 启用
CONFIG_LISA_DISPLAY_CPDMA_ROTATE可用硬件 DMA 加速旋转
注意事项
通用注意事项
配置顺序: 必须先调用
lisa_display_attach_bus()配置总线,才能使用其他显示 API帧缓冲区: 建议从 PSRAM 分配帧缓冲区,确保
CONFIG_PSRAM_HEAP_SIZE足够大亮度范围:
lisa_display_set_brightness()参数范围为 0-100,表示百分比TE 同步: 启用
CONFIG_LISA_DISPLAY_TE_SYNC可防止画面撕裂,但需要连接 TE 引脚旋转性能: 启用
CONFIG_LISA_DISPLAY_CPDMA_ROTATE可使用硬件加速旋转,提升性能SPI 频率: 实际 SPI 频率需根据屏幕规格和 PCB 走线质量调整
线程安全: 驱动采用双层锁机制(总线锁+资源锁),完全线程安全,可在多线程环境中安全使用
依赖设备: 使用前需确保底层设备(GPIO、SPI/QSPI、PWM)已正确初始化
多屏异显注意事项
Panel 设备配置: 使用
config.panel_name指定每个显示屏使用的 Panel 驱动设备名称每个显示屏可以使用不同的 Panel(如 display 用 “st7789p3”,display1 用 “axs15231b”)
Panel 设备名称必须与驱动注册时使用的名称一致(见各 Panel 驱动的
LISA_DEVICE_REGISTER)
总线实例配置: 使用
config.bus_instance区分不同的总线实例SPI 4-Wire 支持多实例(
panel_bus_spi_4wire_0,panel_bus_spi_4wire_1)QSPI 和 RGB 目前为单实例
独立控制: 两个显示屏完全独立控制
可以使用不同的分辨率、像素格式、方向
可以独立设置亮度、开关显示
资源隔离: 确保两个显示屏的硬件资源不冲突
GPIO 引脚(RST、DC、CS、TE)不能重复使用
背光 PWM 通道需要分配不同通道
SPI 总线需要不同的实例或通过 CS 引脚区分
内存需求: 双屏配置需要更多内存
每个屏幕需要独立的帧缓冲区
建议确保 PSRAM 容量足够(至少 2MB+)
Kconfig 配置:
启用
CONFIG_LISA_DUAL_DISPLAY=y同时启用需要的多个 Panel 驱动(不再是单选)
线程安全保证:
SPI 一主多从场景: 共享总线的多个屏幕会自动共享总线锁,确保不会同时访问
旋转缓冲区保护: 全局旋转资源受全局锁保护,避免数据竞争
错误处理: 所有错误路径都正确释放锁,不会导致死锁
RGB 双通道架构(重要):
RGB 总线采用双通道设计:数据通道(RGB 并行)+ 命令通道(软件 SPI)
数据通道使用 Bounce Buffer 模式,自动管理双缓冲和 DMA 传输
命令通道用于 Panel 初始化,独立于数据传输
配置时需同时提供
rgb_dev(RGB 控制器)和cmd_bus_dev(命令总线)RGB 总线层会自动路由像素数据到正确的控制器设备(
priv->rgb_dev)命令通道实现为软件 SPI(3-Wire),仅在初始化阶段使用,运行时不影响性能
Bounce Buffer 配置(RGB 模式):
bounce_buffer_size单位为像素数,驱动会根据bpp自动计算字节数实际分配 =
bounce_buffer_size * bpp / 8字节推荐配置:10-20 行像素(如
480 * 10,RGB565 下占 9600 字节)Bounce buffer 字节大小必须是帧缓冲字节大小的整数因子
架构说明
LISA Display 驱动采用分层架构设计,将应用接口、Panel 通用逻辑、Panel 专用驱动和总线专用驱动分离开来,以提供灵活性和可移植性。
标准总线架构(SPI/QSPI)
+-------------------------------------------------------------------------+
| 应用层 |
| +---------------------------+ |
| | 应用程序 (e.g. main.c) | |
| +---------------------------+ |
+--------------------------------|----------------------------------------+
| (调用)
v
+--------------------------------+----------------------------------------+
| LISA Display 驱动框架 |
| |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| | lisa_display_api_t (lisa_display.h) | |
| +--------------------------------|----------------------------------+ |
| | (由...实现) |
| v |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| | Display 设备层 (lisa_display_arcs.c) | |
| | (设备注册, 互斥锁, TE同步) | |
| +--------------------------------|----------------------------------+ |
| | (通过Kconfig选择并转发至) |
| v |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| | Panel 驱动 (e.g. panel_st7789p3.c) | |
| | (IC专用初始化和命令) | |
| +--------------------------------|----------------------------------+ |
| | (实现) |
| v |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| | Panel 抽象层 (lisa_display_panel.c) | |
| | (Panel通用逻辑, 旋转算法) | |
| +--------------------------------|----------------------------------+ |
| | (调用) |
| v |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| | 总线抽象层 (lisa_display_bus.h) | |
| | (定义标准总线API) | |
| +--------------------------------|----------------------------------+ |
| | (由...实现) |
| v |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| | 总线驱动 (e.g. bus_spi_4wire.c) | |
| | (实现总线专用数据传输) | |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| |
+--------------------------------|----------------------------------------+
| (通过...访问硬件)
v
+--------------------------------+----------------------------------------+
| 硬件抽象层 (HAL) |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
| | LISA 设备驱动 (SPI, GPIO, PWM, DMA) | |
| +-------------------------------------------------------------------+ |
+-------------------------------------------------------------------------+
RGB 双通道架构
RGB 模式采用特殊的双通道设计,将命令传输和数据传输分离:
+-------------------------------------------------------------------------+
| 应用层 (LVGL / Panel) |
+--------------------------------|----------------------------------------+
|
v
+--------------------------------+----------------------------------------+
| Display Bus API |
| (lisa_display_bus_write_pixels / trans_cmd_data) |
+-----------|--------------------------|----------------------------------+
| |
| 像素数据 | 命令/参数
v v
+------------------------+ +----------------------------------------+ |
| RGB 总线层 | | 命令总线层 (cmd_bus_dev) | |
| (lisa_display_bus_rgb) | | (lisa_display_cmd_bus_sw_spi) | |
| - 转发像素数据 | | - 发送初始化命令 | |
| - 持有 rgb_dev 引用 | | - 软件 SPI 3-Wire | |
+-----------|------------+ +----------------------------------------+ |
|
| lisa_rgb_update_framebuffer(priv->rgb_dev)
v
+------------------------+ |
| RGB 控制器层 | |
| (lisa_rgb_arcs.c) | |
| - 双缓冲管理 | |
| - Bounce Buffer | |
| - GPDMA Ping-Pong | |
+-----------|------------+ |
|
v
+------------------------+ |
| HAL (RGB + GPDMA) | |
+-------------------------------------------------------------------------+
关键设计:
数据通道:RGB 并行接口,使用 Bounce Buffer 和 Ping-Pong DMA,帧缓冲在 PSRAM
命令通道:独立的软件 SPI(3-Wire),仅用于 Panel 初始化阶段
设备引用传递:总线层通过
priv->rgb_dev保存控制器设备引用自动路由:
rgb_bus_write_pixels()自动路由到正确的控制器设备双缓冲机制:应用层写入非显示缓冲区,DMA 中断自动切换缓冲区
各层描述
Display 设备层 (
lisa_display_arcs.c): 实现lisa_display_api_t,处理设备注册、互斥锁保护、TE 同步,通过 Kconfig 链接到特定 Panel 驱动Panel 驱动层 (
panel_*.c): 针对特定显示控制器(如 ST7789P3)的初始化序列和专用命令Panel 抽象层 (
lisa_display_panel.c): 提供独立于显示控制器的通用逻辑,如旋转算法、辅助函数总线抽象层 (
lisa_display_bus.h): 定义用于不同硬件总线通信的标准lisa_display_bus_api_t接口总线驱动层 (
bus_*.c): 实现特定总线协议(如 4 线 SPI、QSPI)的数据传输
Panel 移植适配
如需添加新的显示面板驱动,请参考 Panel 移植适配指南。
文件说明
核心文件
lisa_display.h- 驱动头文件,包含所有 API 和类型定义lisa_display_arcs.c- ARCS 平台 Display 设备实现lisa_display_panel.c- Panel 抽象层实现lisa_display_panel.h- Panel 驱动接口定义lisa_display_bus.h- 总线抽象层接口定义mipi_dcs.h- MIPI DCS 命令定义
总线驱动(bus/ 目录)
bus/lisa_display_bus_spi_4wire.c- 4线 SPI 总线驱动bus/lisa_display_bus_spi_3wire.c- 3线 SPI 总线驱动bus/lisa_display_bus_qspi.c- QSPI 总线驱动bus/lisa_display_bus_rgb.c- RGB 并行总线驱动bus/lisa_display_cmd_bus_sw_spi.c- 软件 SPI 命令通道驱动
Panel 驱动(panels/ 目录)
panels/panel_st7789p3.c- ST7789P3 面板驱动panels/panel_axs15231b.c- AXS15231B 面板驱动panels/panel_st7701s.c- ST7701S 面板驱动(480x480 RGB 接口)panels/panel_nv3030b.c- NV3030B 面板驱动(170x320 SPI 4-Wire 接口)
配置文件
Kconfig- 顶层配置选项bus/Kconfig- 总线配置选项panels/Kconfig- Panel 选择配置panels/Kconfig.st7789p3- ST7789P3 配置panels/Kconfig.axs15231b- AXS15231B 配置panels/Kconfig.st7701s- ST7701S 配置panels/Kconfig.nv3030b- NV3030B 配置CMakeLists.txt- 构建配置