看了怎样在点阵屏上绘图——基于LCD12864,想请教 傻孩子一些问题。

zbh-avr

我用的是ST7920控制的液晶，是用串行方式控制的，由于需要显示波形，需要编写一个任意画点的函数，但是几乎已经确定串行数据是不能读回数据的，（用并行需要占用多出8个I0口），因为这款液晶需要连续写入两次数据，如果不能读回数据的画，那所谓的任意画点函数是基本不能实现了，会出现点亮一个点的同时，清楚其他数据的问题。用傻孩子的画说-----不能在任意位置点亮一个点的画，就不能说掌握一快液晶。


看到了傻孩子的文章里有这样一段话


事实上，LCD本身存在一块显示存储器，也可以被认为是一个显示缓存，直接写在这个存储器的数据并非直接显示出来，而多半需要一个显示指令来影射一下。我们有时候也通过这种类似的技术来实现很大的图片的显示——先画好，再拿给大家看，让人以为你是一下就画好的，当然如果你刻意需要那种图片被“画”出来的效果，则不在讨论之列。问题就在于，LCD是片外资源，对其存储器的访问可以被认为是对片外存储器的访问，其速度显然没有对片内SRAM的操作速度要快。如果我们使用那种常用的串行方式来作图（所谓串行方式作图，就是绘图指令的执行和系统的其他操作时串行的，指令不完成，其它操作就不回被执行），那么对于一些实时性要求高的系统来说就会造成重大隐患——甚至是不符合要求的；如果开辟一段片内存储空间和LCD的存储器一一对应，在相同的时间段内，花费相同的资源来保持着两个存储空间的一致性，那么就可以保证实时系统的稳定和可靠，保证画面显示的正常（因为允许跳帧嘛^_^）。这就是我们为什么需要另外在片内选取一个显示缓冲区的原因。

   以后，我们的操作都是针对显示缓冲区的。显示缓冲区将成为一个概念，无论这个缓冲区位于SRAM内还是LCD内部。比方说，我们需要一个低成本的游戏机——如做一个贪食蛇游戏机送给老师作为课程设计，或者送给小侄子，那么，M8甚至是M48成为首选，问题是，M8绝对无法开辟出一个8 * 128 = 1K大小的数组，所以，这个时候，认定LCD的片内存储器作为显示缓冲区就是不二的选择——好在贪食蛇速度太快了也没有办法玩哈。



   绕了这么多的弯子，究竟如何画点呢？我还想多补充一个原因，关于，为什么需要显示缓冲区，由于点阵屏幕使用的是1个字节来表示8个点的，如果你想使得一个字节中的某一个点被操作而不影响别的点，你起码要知道原来这个位置是什么内容，对于有些使用595级联的LCD设备来说，无法直接从LCD读取现存数据，所以开辟一个缓冲区，从中获得信息加以加工以后再放回去，是这种设备处理显示图形的唯一方法——当然我们没有那么惨，但是从LCD中获取所需点所在字节的内容还是必须的，不然你画一个点就会破坏一条线上所有的数据。

我看的不是很明白，可不可以不用读回数据，用串行方式，实现任意位置的画点函数呢。

eduhf_123

意思就是在单片机的RAM中开辟一块区域（片内显示缓冲存储区）保存屏上每个点的亮、暗信息，需要改变屏幕显示内容的时候，首先修改片内显存的内容，然后刷新整屏（程序简单无算法、响应速度慢）或者刷新有更改的区域（程序复杂需算法支撑、响应速度快）。

Gorgon_Meducer

to 【1楼】 eduhf_123 经历
    谢谢楼上的回答，我也是这么想的。

zbh-avr

谢谢我大概的知道是怎么回事了。
就是说要建立一个和屏幕一一对应的1K的数组。
然后像LCD送指令的话，先修改这个数组的数据，然后整屏的刷新数据

在单片机的内部建立起一个IK的空间，那自然就可以读出里面的数据，那画点函数的问题也就可以解决了

但我对这个方法还是很模糊
第一种还可以理解
刷新有更改的区域（程序复杂需算法支撑、响应速度快）。
但对第二种说法就没有什么思路了。
傻孩子， eduhf_123 经历，可以具体的说说吗，有没有程序可以参考一下

还有我用的是M16，如果真的要实的话是不是还要扩充个外部的FLASH
，

还有为了解决串口驱动液晶能画点的问题，我是这样想的用 M16+一个外部的FLASH（选择个大的，以后不仅可以放LCD的数据，还可以放其他的数据），但是有个问题~`~~~如果用外部FLASH的话，那么肯定选择用串口的，那这样每次都要把1K的数据读回来在显示到液晶上，那么速度是不是就太慢了。

不知道有没有给好的方案呢？

eduhf_123

to 【2楼】 Gorgon Meducer 傻孩子
　　呵呵，你没有嫌我抢答问你的问题、没有觉得我是在误人子弟，我就已经很开心了。

---

to 【3楼】 zbh-avr
　　首先说说“刷新有更改的区域”的实现方法，我个人的思路是这样的：
　　1、简单矩形区域刷新法：在液晶屏驱动模块中维护4个静态全局变量（本模块所有函数均可访问，而对外部函数不可见），用以存储需要刷新区域的左（L）、右（R）、上（T）、下（B）4个边界的坐标。一般以液晶屏左上角为原点建立坐标系，x轴水平向右、y轴竖直向下。初始的时候将L和T设置为所属数据类型的最大值、而将R和B设置为0；然后在每次写显存的时候，用所写区域的左上角的横、纵坐标分别与L和T比较，用小值更新L和/或T，用所写区域的右下角的横、纵坐标分别与R和B比较，用大值更新R和/或B；写显存完成后，刷新显示的函数就可以只刷新这4个变量所限定的一个矩形区域（因为这个矩形区域以外的显示内容自上一次刷新后没有发生变化，维持原状就好，没有必要重复刷新，所以可以节省大量运行时间），然后再将L和T置为最大、将R和B置为0，以便下一次标记需要刷新的矩形区域。
　　2、“逻辑行”刷新法：通常来说，在图形模式下，单色液晶屏显存中一个字节的数据对应屏上纵向一列上8个像素点的亮灭信息，所以屏幕上的行分两种情况：“物理行”，行高1个像素；“逻辑行”，行高8个像素。第一种实现方法，可能仍有很大的运行时间浪费（比如需刷新区域中有的行根本没有变化），所以自然地想到，给每个“逻辑行”设置一个“需要刷新”的标志位，刷新时只刷新“需要刷新”标志位被置位的行。本方法的扩展：给每个“逻辑行”设置一个左右边界用以标记该行需要刷新部分的边界，刷新时，每个“逻辑行”只刷新各自左右边界以内的部分。
　　3、“逻辑行”内分块刷新法：在液晶屏比较宽（即“逻辑行”比较长）的时候，如果某一行只有行首和行尾有变化，使用第二种方法（包括其扩展方法）需要刷新该行整行，效率依然不高，所以想到在“逻辑行”内再分块。“逻辑行”内分块的方式，我暂时有两个思路：①位图映射刷新区域法（一个“逻辑行”分为8/16/…个均匀/不均匀的块，每行配备一个8/16/…位的数据，每位对应一个块），②链表对应刷新区域法（使用一个单链表来标记整个屏上所有“逻辑行”中需要刷新的区域，链表节点有3个数据：该区域所在行、左边界、右边界）。
　　4、多矩形区域刷新法：不适合低分辨率的屏，就不做详细讨论了。

　　其次，显存存储介质的选择：
　　首先不建议使用Flash/EEPROM，因为速度太慢；其次不建议使用DRAM，因为外围电路复杂；其实显示缓存有个32KB足矣，完全可以使用SRAM；最后强烈建议不使用串行接口存储介质，原因很简单，速度。
　　至于你说的Flash放LCD的数据，是指屏上显示的、不怎么变化的框架性内容吗？如果是，那么可以将它放在Flash中，上电初始化的时候将其复制到SRAM的显存中，之后都在显存中操作即可。

zbh-avr

谢谢  eduhf_123 经历的耐心解答

我在看第一种方法
一般以液晶屏左上角为原点建立坐标系，x轴水平向右、y轴竖直向下。初始的时候将L和T设置为所属数据类型的最大值、而将R和B设置为0；
L和T所属数据类型的最大值，是不是说如果我用的是UCHAR类型的，那就给L和T附上0XFF？
为什么要这样子做呢？

zbh-avr

TO eduhf_123
我刚刚有了个想法
前面说了因为串行方式液晶是不能读回数据的
但是现在既然我们在单片机的内部键立了一个缓存区，那缓存区的数据我们是可以读的

在我们要向缓存区那个单元写数据的时候，先把刚单元的数据给读回来，然后在和新的数据进行与或操作，保有原来的数据的同时又写进了新的数据，然后在把数据附给液晶让他显示出来。

最好能编写一个子函数，能和液晶的坐标对应起来，我写入缓存区的地址和液晶的坐标对应起来，缓存区写入的数据，只写更改了的部分。

不知道这样子行不行。

robinyuan

我也玩过串行驱动12864

只能显示字符，屏幕狂闪，看得见扫描线一行行晃动，晕

eduhf_123

【5楼】 zbh-avr
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我在看第一种方法
一般以液晶屏左上角为原点建立坐标系，x轴水平向右、y轴竖直向下。初始的时候将L和T设置为所属数据类型的最大值、而将R和B设置为0；
L和T所属数据类型的最大值，是不是说如果我用的是UCHAR类型的，那就给L和T附上0XFF？
为什么要这样子做呢？

---

　　在不涉及显示区域扩展的时候，屏幕上的点所对应的坐标，最小不会小于0，最大不会超过屏幕宽度和高度，所以我们所更改区域的边界坐标肯定是大于等于0、小于屏幕宽度/高度的。当我们把R和B设置为0的时候，不管我们第一次显示的内容在屏幕上的什么位置，R和B一定会被替换；对L和T是同样的道理。对特定的屏，L和T的初值只要分别超过屏幕的宽度和高度就可以了，但是如果随便写一个超过当前屏幕宽度和高度的值，下次换一个更大的屏可能就不满足要求了，所以当时我的第一想法就是设成最大值，但现在想来有些不妥：在不涉及显示区域扩展的时候，L和T的初值应当分别设置为LCD_HORIZONTAL_MAX和LCD_VERTICAL_MAX，R和B的初值则应当设置为LCD_HORIZONTAL_MIN和LCD_VERTICAL_MIN；而在支持显示区域扩展的时候，L和T的初值就应当设置为LCD_HORIZONTAL_MAX_EX和LCD_VERTICAL_MAX_EX，R和B的初值则应当设置为LCD_HORIZONTAL_MIN_EX和LCD_VERTICAL_MIN_EX；这8个宏应当在显示模块的头文件中进行定义，以满足移植要求。
　　至于为什么这么做，上面其实已经讲到了，初值设为一个“不可能值”，那么我们就可以在“写显存”操作后，得到一个“最小的”需要刷新的矩形区域，其实就是为了满足“性能最优”的目标。

eduhf_123

【6楼】 zbh-avr
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我刚刚有了个想法
前面说了因为串行方式液晶是不能读回数据的
但是现在既然我们在单片机的内部键立了一个缓存区，那缓存区的数据我们是可以读的

在我们要向缓存区那个单元写数据的时候，先把刚单元的数据给读回来，然后在和新的数据进行与或操作，保有原来的数据的同时又写进了新的数据，然后在把数据附给液晶让他显示出来。

最好能编写一个子函数，能和液晶的坐标对应起来，我写入缓存区的地址和液晶的坐标对应起来，缓存区写入的数据，只写更改了的部分。

不知道这样子行不行。

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　　我在4楼提出的4种想法，目的就是想要达到你说的“只写更改了的部分”的效果。
　　从系统的角度出发，有显示需要的子程序（任务、进程、甚至是线程），应该不去关心屏幕显示的技术细节（比如是并行接口还是串行接口、多长时间刷新一次等），直接把要显示的内容写进显存、标记好“需要刷新”的矩形区域范围就可以了。而将有更改的数据送显的工作由一个刷新任务来完成，这样做的好处有以下几点：
　　1、使用LCD屏的情况。显示内容长时间不发生变化的时候，刷新任务就可以也长时间不运行，降低CPU占用率的同时可以降低功耗（如果其他任务也没有运行，可以让CPU进入节能状态）；显示内容过于频繁地发生变化时，刷新任务可以不跟随数据的变化去频繁刷新显示，因为显示内容的频繁刷新对我们人眼的观察并不具有现实意义，而且频繁刷新会过多占用CPU时间，另外，刷新过快时，屏的响应速度能否跟上也是个问题。
　　2、使用LED动态扫描显示的情况。使用动态扫描驱动法而数据长时间不变的情况下，将“写显存”和“刷新显示”分开可以避免数码管不亮的问题。需要注意的是，如果是CPU自己负责显示内容的刷新（即没有“GPU”的情况），则不需要设置“需要刷新的区域”，每次均需刷新整屏内容。
　　3、使用LED静态显示的情况。显示内容频繁变化时，与第一点中的第二种情况类似，可以实现“不同步刷新”。
　　4、方便实现“屏幕保护”。设置一个软件定时器，每次有用户操作时，该定时器被清零；用户长时间无操作，定时器溢出，则刷新任务就可以关掉显示（或者显示屏保动画、公司LOGO等）。
　　最后，这个刷新任务要将“显存”中的数据送显，它自然是必须知道“显存”中的数据和屏上的显示内容如何对应的，这个是毫无疑问的。

eduhf_123

　　友情提醒楼主：以上内容是我在看到你的疑问后，很直接的想法，全然未经验证。帖出来只是给个思路供你参考，暂时不要当成金科玉律。关于嵌入式GUI方面的内容，你最好还是请教一下傻孩子，他在这方面应该很有研究。

---

　　在此也呼唤傻孩子来拍砖，诚心求砖。

Gorgon_Meducer

非常感谢楼主积极参与讨论。
您所说的技术，其实在游戏领域颇为常见，被称为：脏矩阵技术：即把显示
区域分为若干个矩形，只要这个矩形被重写了，也就是被弄脏了，就在刷新
的时候单独将这一区域写回显示区。您可以给显示缓冲区建立这一机制。具
体实现方法则根据LCD的结构不同而有所差别。但总体原理就如上面所说的。

zbh-avr

对于那个矩阵的实现方法

eduhf_123 经历，我是这样理解的
对于那个缩下范围我始终是不能理解

我不明白矩形的缩小是怎么实现的，而且缩下到只有显示的部分的矩形

你是先计算机专业的吗？
感觉你对这方面的东西很精通

eduhf_123

　　不是“缩小”，而是开始设置了一个“不存在的”矩形区域（左边界在右边界的右边、上边界在下边界的下边，注意L、R、T、B的初值），然后每一次写显存，在需要的时候将其范围扩大，且只扩大一点（这一点恰好能包含本次改变的内容中在上次的矩形之外的部分），使得最后被刷新的区域最小（相对最小，再大就浪费，再小就有改变的内容显示不出来）。
　　你可以设想那4个变量的初值，然后自己“假装”写几次显存，每次记得同步更新那4个变量，最后看它们标记出来的区域是否最小。自己走一、两步就很清楚了，并不是很复杂的算法，简单的比较、替换而已。

Gorgon_Meducer

楼上可以画一个示意图。^_^这是一种动态脏矩阵。我在前面说的是静态脏矩阵算法。
对于绘图量较小的系统来说，动态脏矩阵算法的效率可能较静态要高一些，但对于需
要经常绘图的系统来说，静态脏矩阵算法要更实际一些。

jchqxl

学习！

sleet1986

mark

wwqq

学习！

haolaishi

MARK

Helloeveryon

MARK

weixinal

不能对lcd的显存就在单片机内存中划出一段来充当显存，我的方法是定一个二维数组，要写入lcd的数据与二维数组的对应元素与一下再写入lcd，这样就不会显示新点的同时清除已经存在的点了，用这种已经可以在淘宝超值推荐坛子上的128*128液晶上画任一点了，缺点是太太太太占内存，51单片机肯定是不行的，我用的是atmega128，4k的sram

ayumi8

我有个 7565 控制器的 12864 也是 串口方式........也想玩下绘图  但是无法读回  所以...也构思了 在单片机内部RAM映射一块和液晶一样的区域  刷新的时候只刷新改动过的 单元 ...........由于能力不够  目前还没能达成所想效果  

不知道时隔一年 LZ 有没有搞定啊？？

hyghyg1234

mark

xiaoyigechaos

太高深了   

步之道

对头，但是能不能在楼上说的脏矩阵方法的基础上实现对一个字节操作呢。我们都知道12864屏的点阵是每八个写在一个字节里面的，我们每次要改其中的一个点的时候，只改这个点所在的字节，然后重新写入，这样一来处理速度会不会快一点呢。我之前也试着写过单独的一个点的屏，但是会出现在一条线上出现断断续续的情况。

kingsor120

eduhf_123 发表于 2009-3-2 22:22
意思就是在单片机的RAM中开辟一块区域（片内显示缓冲存储区）保存屏上每个点的亮、暗信息，需要改变屏幕显 ...

请教下，你的意思是不是这样的
比如12864的屏,8页，一页128个字节
我在FLASH中建个数组aa[8][128]来与屏对应
在画点函数中比如画点最做上角（0,0）的时候
就aa[0][0]&=0x01;
让后在用指定位置写数据的函数写到屏上去？

mcu_lover

kingsor120 发表于 2013-1-29 21:48
请教下，你的意思是不是这样的
比如12864的屏,8页，一页128个字节
我在FLASH中建个数组aa[8][128]来与屏 ...

你的理解是对的，不过注意绘点操作是对相应位置1。

maxims

最近也正在玩12864的屏幕，也是SPi接口的。

打算已行作为单位进行读写，8行*128位。

正在读商家给我的示例代码。。。由于示例是C语言写的，而我只懂Basicom……

kingsor120

mcu_lover 发表于 2013-1-29 22:25
你的理解是对的，不过注意绘点操作是对相应位置1。

感觉这样的话全是滑图还好
要是还有汉字呢不是很麻烦
比如同时显示数字和表盘的时钟
那不是还得把数字的部分转换到数组中去？
固定显示位置还好
如果显示位置变化更麻烦