嵌入式Linux下完成LCD屏文字显示(帧缓冲框架)
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了嵌入式Linux下完成LCD屏文字显示(帧缓冲框架)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
1.前言
帧缓冲框架是Linux下专门为显示类设备设计的接口，目的是将硬件和软件层分离开，方便应用层的编程，也方便应用层程序移植。帧缓冲框架向驱动层和应用层分别提供了一套标准接口，驱动层按照框架编写驱动，应用层按照框架编写应用程序。帧缓冲在/dev目录下生成的标准节点是fb，比如：/dev/fb0,/dev/fb1等等。
这篇文章就介绍在应用层 如何利用帧缓冲框架接口封装LCD屏的画点函数，获取LCD屏的硬件信息，完成对LCD屏编程，实现文字、数字显示。当期的文字采用点阵方式取模来完成显示，比较简单，与单片机上的LCD编程思路一样，可以更方便快速学习帧缓冲编程。后续正常开发中一般采用矢量字库完成字体显示，大小调整方便，字体更换方法，在前面文章有介绍过嵌入式Linux如何交叉编译freetype库。
2. 编程思路
下面是帧缓冲框架图：
帧缓冲设备是标准的字符设备，通过open函数打开设备，再通过ioctl接口获取LCD屏的一些硬件参数信息，在利用mmap函数映射LCD屏的地址到应用层。映射的这个地址就相当于是LCD屏的显存地址，对这个地址里写入数据就可以在LCD屏硬件上实时显示出来。
int fd=open("/dev/fb0",O_RDWR);
if(fd<0)
perror("设备文件打开失败");
return 0;
/*1. 获取LCD屏的可变形参*/
ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&var);
printf("分辨率:%d*%d\\n",var.xres,var.yres);
printf("像素点位数:%d\\n",var.bits_per_pixel);
/*2. 获取LCD屏的固定形参*/
ioctl(fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&fix);
printf("映射的长度:%d\\n",fix.smem_len);
printf("一行的字节数:%d\\n",fix.line_length);
/*3. 映射LCD缓冲区地址到进程空间*/
fb_mem=mmap(NULL,fix.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
if(fb_mem==NULL)
perror("空间映射失败!\\n");
return 0;
在应用mmap函数将驱动的DMA缓冲区地址映射到进程空间之后，如何控制LCD呢？
为了方便对LCD屏进行操作，需要封装一个画点函数。然后后续的图片显示，文字显示，其他图形显示都基于这个画点函数来完成，程序就很好设计。
当前采用的LCD屏是800*480分辨率，24位像素，通过这些参数就可以编写一个公式，封装画点函数。
下面是封装好的函数原型：fb_mem是LCD屏映射的地址，后面的参数是获取的LCD屏硬件参数信息。
/*
函数功能: 画点
*/
void Show_Pixel(int x,int y,int color)
unsigned int *lcd=(unsigned int *)(fb_mem+y*var.xres*var.bits_per_pixel/8+x*var.bits_per_pixel/8);
*lcd=color; //颜色赋值
有了画点函数，就可以封装中文显示函数： 下面这个函数是针对横向取模的点阵字模进行描点的，其他取模方式根据情况修改即可。
/*
函数功能: 显示中文
说明: 取模的字体是按照横向取模进行取点阵码。
取模的字体宽度是8的倍数。
*/
void ShowFont(int x,int y,int size,unsigned char *data)
int i,j,x0=x;
unsigned char tmp;
for(i=0;i<size/8*size;i++)
tmp=data[i];
for(j=0;j<8;j++)
if(tmp&0x80)Show_Pixel(x0,y,0xFF0033);
//else 画背景色
x0++;
tmp<<=1;
if(x0-x==size)
y++;
x0=x;
中文可以显示，照着思路再封装一个字母数字的显示接口：
/*
函数功能: 显示一个ASCII码。“空格开始 到 ~ 结束”
!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\\]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz|~
说明: ASCII码取模 宽度和高度必须是8的倍数，传入的size(高)
*/
void ShowASCII(int x,int y,int size,unsigned char c_data)
int i,j,x0=x;
unsigned char data;
int cnt;
if(c_data<' ' || c_data > '~')return;
cnt=c_data-' ';
for(i=0;i<size/2/8*size;i++)
switch(size)
case 16:
break;
case 32:
data=ASCII_16_32[cnt][i];
break;
for(j=0;j<8;j++)
if(data&0x80)Show_Pixel(x0,y,0xFF0033);
x0++;
data<<=1;
if(x0-x==size/2)
x0=x;
y++;
3. 完整示例代码
3.1 中文显示
下面这份代码是单个汉字取模进行显示的，代码较少，整体比较简单。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>
struct fb_var_screeninfo var; //可变参数
struct fb_fix_screeninfo fix; //固定参数
unsigned char *fb_mem=NULL; //LCD屏的首地址
extern unsigned char font[];
/*
函数功能: 画点
*/
void Show_Pixel(int x,int y,int color)
unsigned int *lcd=(unsigned int *)(fb_mem+y*var.xres*var.bits_per_pixel/8+x*var.bits_per_pixel/8);
*lcd=color; //颜色赋值
/*
函数功能: 显示中文
说明: 取模的字体是按照横向取模进行取点阵码。
取模的字体宽度是8的倍数。
*/
void ShowFont(int x,int y,int size,unsigned char *data)
int i,j,x0=x;
unsigned char tmp;
for(i=0;i<size/8*size;i++)
tmp=data[i];
for(j=0;j<8;j++)
if(tmp&0x80)Show_Pixel(x0,y,0xFF0033);
//else 画背景色
x0++;
tmp<<=1;
if(x0-x==size)
y++;
x0=x;
int main(int argc,char **argv)
int fd=open("/dev/fb0",O_RDWR);
if(fd<0)
perror("设备文件打开失败");
return 0;
/*1. 获取LCD屏的可变形参*/
ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&var);
printf("分辨率:%d*%d\\n",var.xres,var.yres);
printf("像素点位数:%d\\n",var.bits_per_pixel);
/*2. 获取LCD屏的固定形参*/
ioctl(fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&fix);
printf("映射的长度:%d\\n",fix.smem_len);
printf("一行的字节数:%d\\n",fix.line_length);
/*3. 映射LCD缓冲区地址到进程空间*/
fb_mem=mmap(NULL,fix.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
if(fb_mem==NULL)
perror("空间映射失败!\\n");
return 0;
/*4. 控制显示屏*/
memset(fb_mem,0xFFFFFF,fix.smem_len); //将屏幕清屏为白色
ShowFont(100+0*56,100,56,font);
ShowFont(100+1*56,100,56,font+7*56*1);
ShowFont(100+2*56,100,56,font+7*56*2);
munmap(fb_mem,fix.smem_len);
close(fd);
return 0;
unsigned char font[]=
/*-- 文字: 嵌 --*/
/*-- 幼圆42; 此字体下对应的点阵为：宽x高=56x56 --*/
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x38,
0x00,0x00,0x00,0x03,0x80,0x00,0x7C,0x00,0x03,0x80,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,
0xC0,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,
0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xC0,0x00,0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xC0,0x00,
0x7C,0x00,0x03,0xC0,0x07,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xC0,0x03,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
0xFF,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x80,0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFC,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x07,0x00,0xF0,0x00,0x00,0x01,0xE0,
0x0F,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01,
0xE0,0x00,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01,0xE0,0x00,0x00,0x1F,0xFF,0xFF,0xF3,0xFF,0xFF,
0xF0,0x3F,0xFF,0xFF,0xFB,0xFF,0xFF,0xF8,0x3F,0xFF,0xFF,0xFB,0xFF,0xFF,0xF8,0x1F,
0xFF,0xFF,0xE7,0xC3,0x80,0x7C,0x01,0xE0,0x0F,0x07,0x87,0x80,0x7C,0x01,0xE0,0x0F,
0x0F,0x87,0x80,0x7C,0x01,0xE0,0x0F,0x0F,0x87,0x80,0x78,0x01,0xE0,0x0F,0x1F,0x07,
0x80,0x78,0x01,0xE0,0x0F,0x1F,0x07,0x80,0xF8,0x01,0xE0,0x0F,0x3E,0x07,0x80,0xF8,
0x01,0xE0,0x0F,0x3E,0x07,0x80,0xF0,0x01,0xE0,0x0F,0x3C,0x07,0x81,0xF0,0x01,0xE0,
0x0F,0x3C,0x07,0x81,0xE0,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x07,0x83,0xE0,0x01,0xFF,0xFF,0x00,
0x07,0xC3,0xC0,0x01,0xFF,0xFF,0x00,0x07,0xC0,0x00,0x01,0xFF,0xFF,0x00,0x0F,0xE0,
0x00,0x01,0xFF,0xFF,0x00,0x0F,0xE0,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x0F,0xF0,0x00,0x01,
0xE0,0x0F,0x00,0x1E,0xF0,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x1E,0xF8,0x00,0x01,0xE0,0x0F,
0x00,0x3E,0x78,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x7C,0x7C,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0x78,
0x3E,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x00,0xF8,0x1E,0x00,0x01,0xE0,0x0F,0x01,0xF0,0x1F,0x00,
0x01,0xE0,0x0F,0x03,0xE0,0x0F,0x80,0x01,0xE0,0x0F,0x07,0xE0,0x07,0xC0,0x01,0xE0,
0x0F,0x0F,0xC0,0x03,0xE0,0x01,0xE0,0x0F,0x1F,0x80,0x01,0xF0,0x01,0xFF,0xFF,0x3F,
0x00,0x01,0xF8,0x00,0xFF,0xFF,0x7E,0x00,0x00,0xFC,0x00,0x7F,0xFE,0x78,0x00,0x00,
0x3C,0x00,0x00,0x00,0x70,0x00,0x00,0x18,
/*-- 文字: 入 --*/
/*-- 以上是关于嵌入式Linux下完成LCD屏文字显示(帧缓冲框架)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
Linux 帧缓冲子系统详解：LCD介绍framebuffer驱动框架LCD驱动源码分析