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知识点1-lcd点亮-＞frame buffer、字库

news 2025/10/9 8:33:10

一、frame buff 帧缓冲

1、概念：

帧缓存（fps一秒多少帧）

是一种图形硬件抽象层，它将显示设备的显存映射到系统内存中，使得应用程序可以直接通过读写内存来控制屏幕上的像素显示。这段代码实现了打开帧缓冲设备、获取设备的相关参数（如分辨率、位深度等），并将显存映射到用户空间的功能。

2、相关概念：

分辨率：宽高（广泛理解）
- 例如：imx6ull 板子的分辨率为：800*480（4.3寸）
色深：颜色空间、颜色深度、位深度（位越高，颜色越细腻）
- 类型：RGB、yuv、HSV
  - 例如：imx6ull 板子的色深：RGB，888，24bit（位越高，颜色越细腻）
  - imx6ull 板子的触屏接I2C
一秒三十帧画面
- 大小：34M =800*480*3(RGB)*30(一秒30帧)
- 太大，所以采用并行传输（距离不能太远、速度越快越受到干扰）

3、lcd绘制：

实际屏幕对应一块显存，内存映射过来是一个长条，应用不能直接操作硬件，linux，驱动，合法手段内存映射mmap；如图所示

4、代码实现

void *pmem; //存储显存映射到用户后的起始地址
struct fb_var_screeninfo vinf; //结构体：存储：设备分辨率、色深等..
//打开字符串为devname的帧缓冲设备
int init_fb(char *devname)
{
//1. 以读写模式打开帧缓冲设备文件
int fd = open(devname, O_RDWR);
if (-1 == fd)
{
perror("fail open fb");
return -1;
}

//2、获取显示设备相关参数分辨率位深度
int ret = ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinf);
if (-1 ==ret)
{
perror("fail ioctl");
return -1;
}

printf("xres = %d, yres = %d\n", vinf.xres, vinf.yres);
printf("xres_virtual = %d, yres_virtual = %d\n", vinf.xres_virtual, vinf.yres_virtual);
printf("bits_per_pixel : %d\n", vinf.bits_per_pixel);
size_t len = vinf.xres_virtual * vinf.yres_virtual * vinf.bits_per_pixel/8;

//3, 建立显存和用户空间的映射关系（将显存映射到用户空间）
pmem = mmap(NULL, len, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if ((void *)-1 == pmem)
{
perror("fail mmap");
return -1;
}

return fd;
}

表格总结

步骤	函数调用	作用	i.MX6ULL 特殊考量
1	`open("/dev/fb0", ...)`	打开帧缓冲设备文件	需确认设备节点为 `/dev/fb0` 或 `/dev/fb1`
2	`ioctl(FBIOGET_VSCREENINFO)`	获取屏幕参数（分辨率/色深）	需匹配芯片的显示控制器（如 DCSS/EPDC）
3	`mmap()`	将显存映射到用户空间	物理地址需对齐 MX6ULL 的 MMU 配置
4	返回文件描述符	供后续绘图操作使用	需保持打开状态直到程序结束

5、显示点

//显示点
//传入点的位置，以及颜色
void draw_point(int x, int y, unsigned int col)
{
//若超出边界则直接返回
if (x >= vinf.xres || y >= vinf.yres)
{
return ;
}
//若色深为RGB 888 执行以下画点
if (vinf.bits_per_pixel == RGB888_FMT)
{
//定义指针
unsigned int *p = pmem;
//指向点位置（高度*一行的像素点+宽度）
*(p + y * vinf.xres_virtual + x) = col;
}
else if (vinf.bits_per_pixel == RGB565_FMT)
{
unsigned short *p = pmem;
*(p + y * vinf.xres_virtual + x) = col;
}
return ;
}
main.c调用
draw_point(400, 300, 0x00ff0000);

6、显示图片

//显示图片
int x, int y,        图片位置
char *picname,存放源图片的路径
int w, int h 图片的长宽
void draw_bmp(int x, int y, char *picname, int w, int h)
{
int fd = open(picname, O_RDONLY);
if (-1 == fd)
{
perror("fail open bmp");
return ;
}

lseek(fd, 54, SEEK_SET);
   unsigned char r, g, b;
   unsigned char *buff = malloc(w*h*3);
read(fd, buff, w*h*3);

unsigned char *p = buff;
for (int j = h-1; j >= 0; j--)
{
for (int i = 0; i < w; i++)
{
           b = *p; p++;
g = *p; p++;
r = *p; p++;
if (vinf.bits_per_pixel == RGB888_FMT)
{
unsigned int col = (r << 16) | (g << 8) | (b << 0);
draw_point(i+x, j+y, col);
}
else if (vinf.bits_per_pixel == RGB565_FMT)
{
unsigned short col = ((r >> 3) << 11) | ((g >> 2) << 5) | ((b >> 3) << 0);
draw_point(i+x, j+y, col);
}
}
}
   free(buff);
close(fd);
}
main.c 调用
   draw_bmp(0, 0, "./res/3.bmp", 800, 480);

显示的图片还需要进行预处理（在window绘图软件进行）
- 将图片的长宽尺寸转为板子的分辨率（长800；宽480）
- 将图片另存为bmp：bit map（原始像素存储：前54byte 照片属性（长宽高））
- 将图片复制进虚拟机内部，并给图片读写权限
  - 右键进入Properties
  - 将其内的Permissions 的Access权限打开为：Read and Write
- 即可调用函数实现

7、显示字

1）字模创建（软件如图）：

2）构建数组

复制字模软件生成的取模点阵，按照下面格式写成数组

3）函数调用

4）代码实现

//显示字
//int x, int y,   在哪显示
//unsigned char *word,   字体的字模
//int w, int h,    字体大小
//unsigned int col   字体颜色
void draw_word(int x, int y, unsigned char *word, int w, int h, unsigned int col)
{
   for (int j = 0; j < h; j++)
{
for (int i = 0; i < w; i++)
{
unsigned char tmp = word[i+j*w];
for (int k = 0; k < 8; k++)
{
if (tmp & 0x80)
{
draw_point(i*8+k+x, j+y, col);
}
else
{
//文字的背景色
}
tmp = tmp << 1;
}
}
}
}
main.c 调用
   draw_word(300, 300, dan, 24/8, 22, 0x00ff0000);
24/8 ：
24->宽（最好是8的整数倍，一般字模软件生成会调整）
8 固定
22：高

8、显示一段话（字库）

一段话一直一个单个字取模很麻烦，所以引入字库；

linux：一个汉字、两个字节

1）创建字库（软件如图）：

2）初始化字库

3）查看字库权限

4）调用函数

5）代码实现

//显示一段话
int draw_utf8_str(UTF8_INFO *info, int arg_x, int arg_y, char* zi, unsigned int col, unsigned int col1)
{
char* temp = zi;
unsigned int x = arg_x ;
unsigned int y = arg_y;
while(*temp != '\0')
{
int ret = draw_utf8(info, x, y, temp, col, col1);
x += info->width;
if(x > vinf.xres)
{
x = 0;
y += info->height;
if(y > vinf.yres)
{
y = 0;
}
}
temp += ret;
}
return 0;
}
main.c 调用
//初始化utf8字库
UTF8_INFO utf8_info;
bzero(&utf8_info, sizeof(UTF8_INFO));
strcpy(utf8_info.path, ZIKUK_FILE_BIG);
utf8_info.width = 32;
utf8_info.height = 32;
init_utf8(&utf8_info);
//调用
draw_utf8_str(&utf8_info, 100, 100, "2025年10月8号", 0x00ff0000, 0x00ffffff);