026 - STM32学习笔记 - 液晶屏控制（三） - DMA2D快速绘制矩形、直线

026- STM32学习笔记 - 液晶屏控制（三） - DMA2D快速绘制矩形、直线等

上节直接操作LTDC在先视频上直接显示，我们直接操作显存地址空间中的内容，用来显示图形，但是相对来说，这种方法费时费力，这节使用DMA2D来快速绘制图形。首先看一下DMA2D的初始化结构体：

/** 
  * @brief  DMA2D初始化结构体 
  */
typedef struct
{
	uint32_t DMA2D_Mode;            /* 配置DMA2D模式，可选模式有：DMA2D_M2M、DMA2D_M2M_PFC、DMA2D_M2M_BLEND、DMA2D_R2M */
	uint32_t DMA2D_CMode;           /* 配置颜色模式，可选有：DMA2D_ARGB8888、DMA2D_RGB888、DMA2D_RGB565、DMA2D_ARGB1555、DMA2D_ARGB4444 */
	uint32_t DMA2D_OutputBlue;      /* 配置输出图像的蓝色通道值ARGB8888（0x00 - 0xFF）、RGB888（0x00 - 0xFF）、RGB565（0x00 - 0x1F）、
 													    ARGB1555（0x00 - 0x1F）、ARGB4444（0x00 - 0x0F） */
	uint32_t DMA2D_OutputGreen;     /* 配置输出图像的绿色通道值ARGB8888（0x00 - 0xFF）、RGB888（0x00 - 0xFF）、RGB565（0x00 - 0x2F）、
 													    ARGB1555（0x00 - 0x1F）、ARGB4444（0x00 - 0x0F）*/

	uint32_t DMA2D_OutputRed;       /* 配置输出图像的红色通道值ARGB8888（0x00 - 0xFF）、RGB888（0x00 - 0xFF）、RGB565（0x00 - 0x1F）、
 													    ARGB1555（0x00 - 0x1F）、ARGB4444（0x00 - 0x0F） */

	uint32_t DMA2D_OutputAlpha;     /* 配置输出图像的红色通道值ARGB8888（0x00 - 0xFF）、ARGB1555（0x00 - 0x01）、ARGB4444（0x00 - 0x0F） */
	uint32_t DMA2D_OutputMemoryAdd; /* 指定内存地址，地址范围应在0x00000000 - 0xFFFFFFFF */
	uint32_t DMA2D_OutputOffset;    /* 指定偏移值，取值范围为0x0000 - 0x3FFF */
	uint32_t DMA2D_NumberOfLine;    /* 配置传输区域行数，配置值为：0x0000 - 0xFFFF */   
	uint32_t DMA2D_PixelPerLine;    /* 配置要传输的区域的每行像素数，配置值为：0x0000 - 0x3FFF */
} DMA2D_InitTypeDef;
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DMA2D_Mode

用于配置DMA2D的工作模式，可以设置的值如下：

以上这四种模式主要区分数据的来源、是否使能PFC以及是否使能混合器，使用DMA2D时，可以将数据从某个位置搬运到现存，源位置可以时DMA2D本身的寄存器，也可以是设置好的DMA2D前景地址、背景地址。如果是能了PFC，则存储器中的数据源会经过转换后在送到显存，如果使能混合器，DMA2D会把两个数据源中的数据混合后再送到显存。

若使用存储器到存储器模式，需要调用库函数DMA2D_FGConfig，使用初始化结构体DMA2D_FG_InitTypeDef配置数据源的格式、地址等参数。背景层使用函数DMA2D_BGConfig和结构体DMA2D_BG_InitTypeDef)

DMA2D_CMode

用于配置DMA2D的输出PFC颜色格式，也就是将要传输给显存的格式，可选的参数有：DMA2D_ARGB8888、DMA2D_RGB888、DMA2D_RGB565、DMA2D_ARGB1555、DMA2D_ARGB4444。

DMA2D_OutputBlue/DMA2D_OutputGreen/DMA2D_OutputRed/DMA2D_OutputAlpha

用于配置DMA2D的输出颜色值，如果DMA2D工作模式设置为寄存器到存储器模式，则此颜色值作为数据源，会被DA2D复制到显存空间，目标空间就会被填入这一种颜色，每个通道的参数取值范围，请参照结构体说明中的注释内容。。

DMA2D_OutputMemoryAdd

用于配置DMA2D的输出FIFO的地址，DMA2D的数据会被搬运到该空间，一般将此设置为传输显示位置的起始地址。

DMA2D_OutputOffset

用于配置行偏移，行偏移会被添加到各行的结尾，用于确定下一行的起始地址，如下，绿色表示要显示的像素列，黄色表示行偏移，，假如左边显示的是一条竖线，竖线的宽度为1像素，所以行偏移的值为7-1=6，右边的线宽为2像素，行偏移的值为7-2=5，这样可以总结
$$行偏移的值=行宽度-线宽$$

DMA2D_NumberOfLine

用于配置 DMA2D 一共要传输多少行数，如上图中，一共有8行数据。

DMA2D_PixelPerLine

用于配置每行有多少个像素点，如上图左侧表示每行有1个像素点，右侧表示每行有2个像素点。

上节的程序中，我们在显示屏初始化时编写了一个显存初始化的函数void VRAM_Init(void)，之后在其内部使用for循环对第二层的显存空间进行覆盖填写我们需要的颜色，如果只是填充一种颜色倒还好，若整个屏幕需要用颜色复杂度较高的图像，就会比较耗费CPU资源，因此这里采用DMA2D来传输，无需耗费CPU资源。

这里我们可以使用DMA2D来快速绘制矩形、直线等，可以在上面的程序中修改得到需要的功能如下：

绘制矩形

/**
  * @brief DMA2D绘制矩形
  * @param None
  * @retval None
  */
void DMA_Draw_Rect(void)
{
    /* 记得要开时钟！！！这里我在上节内容中已经在LCD_Layer_Init中开过DMA2D的时钟了，这里就不在开了 */
    DMA2D_InitTypeDef DMA2D_InitStruct;
    /* 传输模式设置位从寄存器到存储器 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_Mode = DMA2D_R2M;
    /* 颜色模式取决于上面我们设置的LTDC第二层的颜色模式 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_CMode = DMA2D_ARGB8888;
    /* 配置透明通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputAlpha = 0xff;
    /* 配置蓝色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputBlue = 0xff;
    /* 配置绿色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputGreen = 0x00;
    /* 配置红色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputRed = 0xff;
    /* 配置传输到第二层的显存首地址，此处是将矩形向右偏移350px，向下偏移200px  */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputMemoryAdd = LCD_LAYER2_START_ADDR+LCD_WIDTH*200*4+350*4;
    /* 如果是整屏配置，这里无需偏移，偏移取决与行像素数 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputOffset = 800-100;
    /* 设置每行像素数，即矩形宽为100px */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_PixelPerLine = 100;
    /* 设置显示的行数，即矩形长为100px */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_NumberOfLine = 100;
    /* 初始化DMA2D */
    DMA2D_Init(&DMA2D_InitStruct);
    /* 启动DMA2D传输 */
    DMA2D_StartTransfer();
    /* 等待DMA2D传输完成 */
    while(DMA2D_GetFlagStatus(DMA2D_FLAG_TC)== RESET);
}
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绘制横直线：

/**
  * @brief DMA2D绘制线宽为1px，线长为100px的横线
  * @param None
  * @retval None
  */
void DMA_Draw_Horiz_Line(void)
{
    DMA2D_InitTypeDef DMA2D_InitStruct;
    /* 传输模式设置位从寄存器到存储器 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_Mode = DMA2D_R2M;
    /* 颜色模式取决于上面我们设置的LTDC第二层的颜色模式 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_CMode = DMA2D_ARGB8888;
    /* 配置透明通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputAlpha = 0xff;
    /* 配置蓝色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputBlue = 0x00;
    /* 配置绿色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputGreen = 0x00;
    /* 配置红色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputRed = 0xff;
    /* 配置传输到第二层的显存首地址，此处是将矩形向右偏移250px，向下偏移200px */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputMemoryAdd = LCD_LAYER2_START_ADDR+LCD_WIDTH*200*4+250*4;
    /* 如果是整屏配置，这里无需偏移，偏移取决与行像素数 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputOffset = 800-100;
    /* 设置每行像素数 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_PixelPerLine = 100;
    /* 设置显示的行数 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_NumberOfLine = 1;
    /* 初始化DMA2D */
    DMA2D_Init(&DMA2D_InitStruct);
    /* 启动DMA2D传输 */
    DMA2D_StartTransfer();
    /* 等待DMA2D传输完成 */
    while(DMA2D_GetFlagStatus(DMA2D_FLAG_TC)== RESET);
}
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效果图：晚上拍的照，颜色显示不是很明显

绘制竖直线：

/**
  * @brief DMA2D绘制线宽为1px，线长为100px的竖线
  * @param None
  * @retval None
  */
void DMA_Draw_Vertical_Line(void)
{
    DMA2D_InitTypeDef DMA2D_InitStruct;
    /* 传输模式设置位从寄存器到存储器 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_Mode = DMA2D_R2M;
    /* 颜色模式取决于上面我们设置的LTDC第二层的颜色模式 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_CMode = DMA2D_ARGB8888;
    /* 配置透明通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputAlpha = 0xff;
    /* 配置蓝色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputBlue = 0x00;
    /* 配置绿色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputGreen = 0x00;
    /* 配置红色通道 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputRed = 0xff;
    /* 配置传输到第二层的显存首地址，此处是将矩形向右偏移250px，向下偏移200px */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputMemoryAdd = LCD_LAYER2_START_ADDR+LCD_WIDTH*200*4+250*4;
    /* 如果是整屏配置，这里无需偏移，偏移取决与行像素数 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_OutputOffset = 800-1;
    /* 设置每行像素数 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_PixelPerLine = 1;
    /* 设置显示的行数 */
    DMA2D_InitStruct.DMA2D_NumberOfLine = 100;
    /* 初始化DMA2D */
    DMA2D_Init(&DMA2D_InitStruct);
    /* 启动DMA2D传输 */
    DMA2D_StartTransfer();
    /* 等待DMA2D传输完成 */
    while(DMA2D_GetFlagStatus(DMA2D_FLAG_TC)== RESET);
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效果图：晚上拍的照，颜色显示不是很明显

OK，本节内容就学习到这里，下一节继续学习关于LCD更深层次的内容。