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。
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。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制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。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制/*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。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制/*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中文可以显示，照着思路再封装一个字母数字的显示接口：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制/*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;i3. 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。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#include #include #include #include #include #include #include #include #include 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;i3.2 调用字库显示单个汉字取模太麻烦，可以使用点阵字库取模软件，然后程序里打开字库，读取字模进行绘制，下面的示例代码就是采用字库读取字模完成汉字显示。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include 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unsigned char *fb_GBK=NULL; //GBK字库的首地址extern unsigned char font[];extern const unsigned char ASCII_16_32[95][64];/*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 *font){unsigned char L,H; unsigned int Addr; unsigned int font_size=size*size/8; //得到该字节的总字节大小 unsigned char FontData[128]; //最大可以存放32*32尺寸字体点阵码unsigned char *GBK_p; //存放汉字点阵码首地址 /*计算该汉字在字库里的地址偏移量*/ L=*(font+1); //低字节 H=*font; //高字节 if(L<0x7f)L=L-0x40; else L=L-0x41; H=H-0x81; Addr=(190*H+L)*font_size; //得到当前汉字在字库里的偏移量GBK_p=(unsigned char *)(Addr+fb_GBK); //得到汉字点阵码在字库里首地址int i,j,x0=x;unsigned char tmp;for(i=0;i?@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\n");return 0;}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. 映射GBK字库文件到进程空间*/int gbk_fb;struct stat gbk_buf;gbk_fb=open(argv[1],2);if(gbk_fb<0){perror("GBK字库文件打开失败!");return 0;}stat(argv[1],&gbk_buf);printf("GBK字库文件大小=%d\n",gbk_buf.st_size);fb_GBK=mmap(NULL,gbk_buf.st_size,PROT_READ,MAP_SHARED,gbk_fb,0);if(fb_GBK==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*32,100,32,"嵌");ShowFont(100+1*32,100,32,"入");ShowFont(100+2*32,100,32,"式");ShowFont(100+3*32,100,32,"开");ShowFont(100+4*32,100,32,"发");ShowASCII(100+0*16,200,32,'A');ShowASCII(100+1*16,200,32,'C');ShowASCII(100+2*16,200,32,'B');munmap(fb_mem,fix.smem_len);close(fd);return 0;}
