1. 引言

隨著嵌入式系統(tǒng)的普及，LCD 顯示模塊在各種產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。SWM341 是一款由賽米控（SemeLab）推出的 MCU（微控制器），它具有較強(qiáng)的處理能力和豐富的外設(shè)接口，適用于各種低功耗應(yīng)用。SWM341 微控制器通常應(yīng)用于一些低成本、嵌入式設(shè)備中，特別是在需要實(shí)時(shí)處理和顯示信息的設(shè)備中，比如智能儀表、消費(fèi)電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備等。

在很多項(xiàng)目中，開發(fā)者常常需要將現(xiàn)有的上位機(jī)驅(qū)動(dòng)代碼移植到 SWM341 平臺，尤其是 LCD 顯示驅(qū)動(dòng)部分。LCD 驅(qū)動(dòng)涉及到的代碼不僅僅包括硬件控制，還包括圖形和文字的顯示接口。在本篇文章中，我們將詳細(xì)介紹如何將上位機(jī)的 LCD 驅(qū)動(dòng)代碼移植到 SWM341 MCU 上，重點(diǎn)介紹其硬件接口的配置、驅(qū)動(dòng)代碼的移植步驟及常見的調(diào)試問題。

2. SWM341 平臺概述

2.1 SWM341 微控制器

SWM341 是一款基于 ARM Cortex-M0 核心的單片機(jī)，具有多種通信接口（如 UART、SPI、I2C）和多種計(jì)時(shí)器、GPIO（通用輸入輸出）等外設(shè)。其低功耗特性和高性價(jià)比使其成為嵌入式系統(tǒng)中常見的選擇。SWM341 的操作頻率較低，但足以處理一些實(shí)時(shí)性要求不高的任務(wù)，比如 LCD 屏幕的顯示控制。

2.2 LCD 顯示模塊

LCD 顯示模塊通常用于顯示數(shù)字、字符以及圖形內(nèi)容。根據(jù)其控制方式，LCD 分為多種類型，如并口控制和串口控制的液晶屏。常見的液晶模塊包括字符型 LCD（如 16x2 LCD）和圖形型 LCD（如 128x64 LCD）。

在本文中，我們將討論如何將 SWM341 微控制器與常見的 128x64 圖形 LCD（例如 ST7920 或者 S6B0108 控制器）進(jìn)行連接，并移植上位機(jī)驅(qū)動(dòng)代碼來控制顯示內(nèi)容。

3. LCD 驅(qū)動(dòng)代碼移植的準(zhǔn)備

3.1 硬件連接

在移植代碼之前，首先需要確保硬件的正確連接。以 128x64 LCD 為例，其通常通過 SPI（串行外設(shè)接口）或者并行接口與微控制器連接。為了簡化，我們選擇 SPI 方式進(jìn)行連接，因?yàn)?SPI 接口的接線較為簡單，且適用于大多數(shù) LCD 屏。

在 SPI 模式下，LCD 通常需要至少四個(gè)信號線：

• SCLK（時(shí)鐘線）：控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序。

• MOSI（主輸出從輸入）：傳輸數(shù)據(jù)到 LCD。

• CS（片選線）：選擇與 LCD 通信的 MCU。

• RESET（復(fù)位線）：復(fù)位 LCD 顯示模塊。

通過合理的引腳配置，將 SWM341 與 LCD 屏的 SPI 接口連接起來。

3.2 上位機(jī)代碼分析

在移植 LCD 驅(qū)動(dòng)代碼之前，首先需要分析現(xiàn)有的上位機(jī)代碼。一般來說，上位機(jī)代碼是為高性能的 PC 或嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，可能使用了更高級的庫函數(shù)（例如操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、硬件抽象層等）。這些代碼需要根據(jù) SWM341 平臺的資源進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

上位機(jī)的 LCD 驅(qū)動(dòng)代碼通常包含以下幾個(gè)部分：

1. 初始化代碼：初始化 LCD 模塊的基本設(shè)置，如顯示模式、亮度、對比度等。

2. 顯示控制：包括清屏、寫入字符、繪制圖形等。

3. 數(shù)據(jù)通信：通過 SPI 或并口與 LCD 模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

4. 調(diào)試功能：用于測試 LCD 是否正確顯示。

這些部分的功能需要拆解開來，并逐一適配到 SWM341 平臺。

4. 代碼移植步驟

4.1 配置 SPI 接口

SWM341 提供了 SPI 模塊來實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的串行通信。我們首先需要在 SWM341 上配置 SPI 接口。在代碼移植過程中，需要初始化 SPI 模塊，并設(shè)置傳輸速率、數(shù)據(jù)位長度、時(shí)鐘極性等參數(shù)。

// 配置 SPI 接口
void SPI_Init(void) {
    // 啟用 SPI 時(shí)鐘
    CLK_EnableModuleClock(SPI0_MODULE);

    // 設(shè)置 SPI 模式
    SPI_Open(SPI0, SPI_MASTER, SPI_MODE_0, 8, 1000000);  // 設(shè)置為主模式，8位數(shù)據(jù)，1 MHz的頻率
    SPI_EnableAutoSS(SPI0);  // 自動(dòng)選擇片選
}

在此代碼中，我們通過 SPI_Open() 函數(shù)配置了 SPI 模塊的工作模式和數(shù)據(jù)位長度。根據(jù)實(shí)際需求，開發(fā)者可以調(diào)整傳輸速率和時(shí)序。

4.2 LCD 初始化

LCD 初始化是代碼移植中的關(guān)鍵步驟之一。在移植上位機(jī)代碼時(shí)，首先要確保 LCD 控制器能夠正確初始化。一般來說，LCD 控制器需要執(zhí)行以下操作：

• 設(shè)置顯示模式（如正常顯示或倒像顯示）

• 設(shè)置對比度和亮度

• 選擇顯示模式（字符模式或圖形模式）

• 清屏操作

假設(shè)我們使用的是 ST7920 控制器，初始化的代碼大致如下：

void LCD_Init(void) {
    // 啟動(dòng) LCD 模塊
    SPI_SendData(SPI0, 0x01);  // 發(fā)送初始化命令
    delay(10);  // 延時(shí)等待初始化完成

    // 設(shè)置顯示模式
    SPI_SendData(SPI0, 0x30);  // 設(shè)置為圖形模式
    delay(10);  // 延時(shí)

    // 設(shè)置對比度
    SPI_SendData(SPI0, 0x80);  // 設(shè)置對比度命令
    delay(10);
}

在此代碼中，我們通過 SPI 向 LCD 控制器發(fā)送特定的命令以完成初始化。通過命令的不同，可以設(shè)置不同的顯示模式和功能。

4.3 顯示數(shù)據(jù)

LCD 顯示的核心功能是將數(shù)據(jù)通過 SPI 發(fā)送到顯示模塊。每次要顯示新內(nèi)容時(shí)，需要將字符或圖形的像素點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?LCD 的顯存中。例如，若要在屏幕上顯示字符，可以使用字符映射表，將字符編碼轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)。

void LCD_DisplayChar(char c) {
    uint8_t data[8];
    // 獲取字符的字模（假設(shè)有字符映射表）
    get_char_bitmap(c, data);

    // 通過 SPI 將字模數(shù)據(jù)發(fā)送到 LCD
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        SPI_SendData(SPI0, data[i]);
    }
}

此代碼中，我們首先通過 get_char_bitmap() 函數(shù)獲取字符的字模數(shù)據(jù)，然后逐字節(jié)通過 SPI 發(fā)送給 LCD。

4.4 清屏和刷新

在顯示更新時(shí)，可能需要清空屏幕或刷新顯示內(nèi)容。通常，可以通過發(fā)送特定的命令來清除屏幕，或者直接填充一個(gè)全白或全黑的畫面。

void LCD_ClearScreen(void) {
    for (int i = 0; i < 128 * 64 / 8; i++) {
        SPI_SendData(SPI0, 0x00);  // 清空每一個(gè)字節(jié)
    }
}

這段代碼清除了 128x64 LCD 屏幕的所有像素，重置顯示內(nèi)容。

5. 調(diào)試與優(yōu)化

在代碼移植過程中，調(diào)試是非常重要的一步。常見的調(diào)試方法包括：

1. 檢查硬件連接：確保 SPI 接口的引腳連接正確無誤。

2. 調(diào)試輸出：通過串口或調(diào)試器輸出一些關(guān)鍵變量或命令，確認(rèn)數(shù)據(jù)是否正確傳輸。

3. 逐步測試：從最簡單的 LCD 控制開始測試，比如清屏和顯示單一字符，逐步增加復(fù)雜度。

4. 性能優(yōu)化：根據(jù) SWM341 的處理能力，對代碼進(jìn)行優(yōu)化。例如，可以減少不必要的延時(shí)，采用 DMA（直接內(nèi)存訪問）加速數(shù)據(jù)傳輸。