SPI 屏幕显示

ArtInChip 平台支持使用下列方式点亮 SPI 屏幕：

使用 LCD 接口，通过 DE 自动刷新屏幕。
推荐的首选方式。此方式使用更简单，刷新帧率有保障，但 LCD 接口无法满足所有使用场景。比如，同时驱动多个 SPI 屏幕时，部分型号 SPI 屏幕不支持 LCD 接口。
使用标准 SPI 控制器，手动刷新屏幕。

本章节介绍如何使用 SPI 控制器替换 LCD 接口进行刷屏以及 SPI 双屏异显的配置方式。

SPI 控制器刷屏

Luban-Lite SDK 提供的 LVGL 支持使用 SPI 控制器替换 LCD 接口进行刷屏，通过 menuconfig 配置可以让数据流从 DE 切换到 SPI。

在 menuconfig 配置中，按照如下步骤使能 panel 驱动：
1. 在 select Display interface 中选择 MIPI-DBI interface。
2. 如果内存资源充足，可选择 argb8888 格式的 Framebuffer，以便获得更好的显示效果。
3. 在 ArtInChip Panel Drivers 中选择 ArtInChip SPI General panel。
4. 配置 SPI LCD 屏幕的宽高。
  
  由于 Framebuffer 大小通过 panel 驱动的分辨率指定，必须正确配置分辨率的宽高。
详细配置示例如下：
```
Board options  --->
    Display Parameter  --->
        select Display interface (Display MIPI-DBI interface)  --->
        select framebuffer format (argb8888)  --->
        Display Panels  --->
            ArtInChip Panel Drivers (ArtInChip SPI General panel)  --->
            (160) SPI LCD Width
            (160) SPI LCD Height
```

在 ArtInChip LVGL demo 中使能 SPI Replaces LCD 并选择对应的 SPI 驱动。

配置示例如下：

Application options  --->
    [*] ArtInChip LVGL demo  --->
        [*]   LVGL replaces MIPI-DBI-SPI Driver with SPI Controller
        extend spi controller driver (GC9D01N)  --->

使能 SPI 控制器并配置 SPI 工作模式。

配置示例如下：

Board options  --->
    [*] Using SPI2
        SPI3 Parameter  --->
            Set SPI3 bus width (Standard)  --->
             [*] Work in SPI BUS Mode

参考 packages\artinchip\lvgl-ui\aic_widgets\aic_spi\lv_gc9d01n.c 中的模版，适配 SPI 屏幕。
详细步骤流程如下：
1. 新建一个 SPI LCD 驱动文件。
2. 根据资料修改初始化命令和 reset 引脚。
3. 修改同级目录下的 SConscript 文件，编译 LCD 驱动。
4. 修改 application\Kconfig 文件，让驱动文件在 menuconfig 中可选。
配置 SPI 初始化命令。初始化命令由屏厂提供，根据屏厂资料进行修改。
以 GC0D01N 模版文件中的初始化命令为例，其使用 lv_spi_write_seq() API 发送命令：
```
packages\artinchip\lvgl-ui\aic_widgets\aic_spi\lv_gc9d01n.c

lv_spi_write_seq(dev, 0x81, 0xFF);
lv_spi_write_seq(dev, 0x82, 0xFF);
```

在 packages\artinchip\lvgl-ui\aic_widgets\aic_spi\lv_aic_spi.c 文件中配置 SPI 控制器初始化：

根据项目实际情况，修改以下参数：

#define SPI_BUF_NAME "spi2"
#define SPI_MODE     (RT_SPI_MODE_0 | RT_SPI_MSB)
#define SPI_MAX_HZ   70000000

#define RS_PIN      "PB.11"
#define BL_PIN      "PC.0"

#define BL_LOW_ACTIVE 1

表 1. SPI 控制器初始化参数配置示例
参数名	配置说明
SPI_BUF_NAME	SPI 控制器 id，默认 spi2
SPI_MODE	SPI 模式，默认 mode0 MSB
SPI_MAX_HZ	SPI 工作频率，默认 70 MHz
RS_PIN	用于区分 data 和 command，又称 D/C pin，默认 PB.11
BL_PIN	背光引脚，默认 PC.0 低电平有效 `BL_LOW_ACTIVE`

修改当前工程的 pinmux.c 文件，添加如下 pinmux 配置。
pinmux.c 路径位于 target\<IC>\<project>\pinmux.c。
1. 将 SPI 的 CS/ SCL/ SDA 引脚配置为 SPI func。
2. 将 SPI 的 RS 引脚，LCD 的 reset 和 backlight 引脚均配置成 func 1，即通用 GPIO。

SPI 双屏异显

Luban-Lite SDK 提供 LVGL 双 SPI 屏异显 demo，即一个主屏和一个副屏的双屏显示。其中，主屏内容由 DE 合成，使用 LCD 接口的 SPI 模式刷新。副屏由一个标准的 SPI 控制器刷新。两个屏幕的最高性可同时达到 60 fps 刷新。

在 Luban-Lite 根目录下执行 scons --menuconfig，进入工程选项配置界面。

在如下选项中，使能 LVGL SPI extend demo。

Application options  --->
    [*] ArtInChip LVGL demo  --->
        select LVGL demo (LVGL spi extend demo)  --->

在 LVGL SPI extend demo 中，选择 SPI 副屏驱动。

Luban-Lite SDK 集成的 SPI 屏幕型号包括 ST77916 、 ST7789 和 ST77912。

Application options  --->
    [*] ArtInChip LVGL demo  --->
        select LVGL demo (LVGL spi extend demo)  --->
        extend spi controller driver (ST77916)  --->

在 Luban-Lite 根目录下，执行 scons --menuconfig，进入工程选项配置界面。
在如下选项中，使能 SPI 控制器并执行下列操作：
1. 将 bus width 设置为 Standard。
2. 使能 Work in SPI BUS Mode
以使能 SPI2 控制器为例：
```
 Board options  --->
[*] Using SPI2
        SPI2 Parameter  --->
Set SPI2 bus width (Standard)  --->
[*] Work in SPI BUS Mode
```
修改当前工程的 pinmux.c 文件，添加如下 pinmux 配置。
pinmux.c 路径位于 target\<IC>\<project>\pinmux.c。
1. 将主屏配置为 LCD 功能（func 2），并将 reset 引脚配置为通用 GPIO（func 1）。
2. 将副屏配置为 SPI 功能（func 功能由引脚复用决定），并将 RS 和 reset 引脚配置成通用 GPIO（func 1）。
以下是一个双 SPI 屏 pinmux 配置示例：
```
// 主屏配置，LCD 功能
{2, PIN_PULL_DIS, 3, "PD.21"},
{2, PIN_PULL_DIS, 3, "PD.24"},
{2, PIN_PULL_DIS, 3, "PD.26"},
{2, PIN_PULL_DIS, 3, "PD.27"},
{1, PIN_PULL_DIS, 3, "PD.23"}, // reset


// 副屏配置，SPI 功能
{3, PIN_PULL_DIS, 3, "PB.6"},
{3, PIN_PULL_DIS, 3, "PB.8"},
{3, PIN_PULL_DIS, 3, "PB.9"},
{1, PIN_PULL_DIS, 3, "PB.10"}, // te
{1, PIN_PULL_DIS, 3, "PB.11"}, // reset
{1, PIN_PULL_DIS, 3, "PC.0"},  // backlight
```
在 Luban-Lite 根目录下，执行 scons --menuconfig，进入工程选项配置界面。
在 ArtInChip LVGL demo 中选择 demo 色深：
1. 配置 LVGL color depth，示例如下：
```
Application options  --->
    [*] ArtInChip LVGL demo  --->
        (32)  LVGL color depth(32/16)
```
2. 配置 Framebuffer format，示例如下：
```
Board options  --->
    [*] Using Display Engine (DE)
    Display Parameter  --->
        select framebuffer format (argb8888)  --->
```
提示：
推荐使用 32 位色深，虽然会增加内存开销，但能获得更好的显示效果。在 32 位色深的场景下，主屏通过 DE 进行 dither，副屏通过 GE 进行 dither，可以极大改善 SPI RGB565 屏幕的色阶现象，从而显著提升显示效果。
修改主/ 副屏的 UI 控件。
1. 在创建 UI 控件前，调用 lv_disp_set_default(disp)，来控制和确定 UI 绘制所在的屏幕。
  UI 控件绘制的代码路径为 packages/artinchip/lvgl-ui/aic_demo/spi_extend_demo/spi_extend_demo.c。
  主副屏的 UI 控件绘制入口分别为：
  - 主屏：create_de_disp_obj()
  - 副屏：create_spi_disp_obj()
2. 为了适配 SPI 副屏，在 LVGL demo 中新建一个 lv_display_t 显示器。
  创建的显示器默认加进显示器列表的头部。
```
lv_spi_display_init();
```
参考屏适配指南章节，适配 SPI 主屏驱动。
主屏由 DE 刷新，经过显示子系统（DSS），需要适配一份 Panel DBI 驱动。

按如下步骤，适配 SPI 副屏驱动。

副屏由 SPI 控制器刷新，驱动文件路径为 packages/artinchip/lvgl-ui/aic_widgets/aic_spi/，其中默认集成 lv_st7789.c 和 lv_st7789.c 驱动文件。

如需实现副屏驱动，仅需在驱动文件中实现一个 lv_spi_panel_enable() 接口，并在接口中实现初始化操作即可。以 lv_st77916.c 为例：

#include <rtdevice.h>
#include "lv_aic_spi.h"

#define ST77916_RST_PIN  "PE.11"

void lv_spi_panel_enable(struct lv_spi_dev *dev)
{
    u32 rst_pin;

    rst_pin = rt_pin_get(ST77916_RST_PIN); // 获取 reset 引脚
    rt_pin_mode(rst_pin, PIN_MODE_OUTPUT);

    rt_pin_write(rst_pin, 1);  // 控制 reset 引脚
    rt_thread_mdelay(120);

    lv_spi_write_seq(dev, 0xf0, 0x28);  // 发送初始化命令
    lv_spi_write_seq(dev, 0xf2, 0x28);
    lv_spi_write_seq(dev, 0x73, 0xF0);

    ...
}

新建一个副屏驱动的详细步骤如下：

根据屏驱 IC 型号，新建一个驱动文件 lv_xxx.c。
在驱动文件中实现一个 lv_spi_panel_enable() 接口，并将 LCD 的初始化操作放置在接口中。
在驱动目录下的 SConscript 文件中，添加驱动文件编译支持：
```
if GetDepend('LV_SPI_XXX'):
    src += Glob('lv_xxx.c')
```

在 application/Kconfig 文件中，添加编译选项：

choice prompt "extend spi controller driver"        default LV_SPI_ST77916
    ...
    config LV_SPI_XXX
        bool "XXX"endchoice

修改下列副屏 SPI 的配置参数。

// packages/artinchip/lvgl-ui/aic_widgets/aic_spi/lv_aic_spi.c

#define SPI_BUF_NAME "spi2"     // SPI 控制器
#define SPI_MODE     (RT_SPI_MODE_0 | RT_SPI_MSB) // SPI 工作模式
#define SPI_MAX_HZ   70000000   // SPI 工作频率

#define RS_PIN      "PB.11"     // SPI RS 引脚
#define BL_PIN      "PC.0"      // 副屏背光引脚

表 2. SPI 控制器初始化参数配置示例
参数名	配置说明
SPI_BUF_NAME	SPI 控制器 id，默认 spi2
SPI_MODE	SPI 模式，默认 mode0 MSB
SPI_MAX_HZ	SPI 工作频率，默认 70 MHz
RS_PIN	用于区分 data 和 command，又称 D/C pin，默认 PB.11
BL_PIN	背光引脚，默认 PC.0 低电平有效 `BL_LOW_ACTIVE`

SPI 显示常见问题

屏幕黑屏

背光引脚默认低电平有效：

// packages/artinchip/lvgl-ui/aic_widgets/aic_spi/lv_aic_spi.c

#define BL_LOW_ACTIVE 1     // 默认低电平有效

#if BL_LOW_ACTIVE
#define BL_ACTIVE_LEVEL PIN_LOW
#else
#define BL_ACTIVE_LEVEL PIN_HIGH
#endif

屏幕初始化失败

检查 pinmux 设置，副屏 pin 需要配置成 SPI 功能，RS (D/C) 引脚需要配置成通用 GPIO，func 1。
检查 SPI 控制器 RS 引脚设置是否正确。
检查 LCD reset 引脚是否在 pinmux 配置为 func 1，LCD SPI 驱动中是否指定正确。