Biblioteca Gráfica Microchip Em Displays Do Tipo Tft (qvg)

Transcript

Biblioteca Gráfica Microchip em Displays do tipo TFT (QVG) © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 1 Objetivos Depois de assistir esta aula, os participantes serão capazes de ... Compreender a arquitetura do hardware e de firmware entre um microcontrolador PIC® e um display LCD gráfico Utilizar um display gráfico como uma interface de entrada através de uma tela sensível ao toque (interface humana) Especificar ferramentas e softwares adequados para a criação de projetos gráficos embarcados © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 2 Agenda Aplicações Selecionando o display Conexão display\microcontrolador Software – Microchip Graphics Library Recursos adicionais Perguntas © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 3 Aplicações © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 4 Displays fazem parte do nosso cotidiano! © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 5 Interface Humana Fácil e Intuitivo = Valor agregado Um dispositivo complexo pode ser tornar simples com uma boa interface de usuário O custo de um display nunca foi tão acessível Esta aula concentra-se no display LCD não-segmentado; especificamente o tipo TFT aplicado em dispositivos embarcados. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 6 O que preciso saber ao começar meu projeto? Selecionar o display Conectá-lo ao microcontrolador Software © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 7 Selecionando o display © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 8 Indo as compras… Parte 1 Vocês trabalham com displays gráficos? “Trabalhamos com um display colorido de 3,5”, QVGA e com backlight.“ O que isto significa !? © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 9 “Traduzindo” Colorido No sentido mais simples, pode-se pensar nisso como qualquer um "preto e branco 'ou' colorido '. Mas há mais do que isso, descobriremos mais tarde. 3.5 Refere-se simplesmente ao tamanho da tela, semelhante ao comprar uma TV. Existem diversos tamanhos. Quanto maior a tela melhor será a visualização a distância; evidentemente também mais caro. QVGA Acrônimo para tela com resolução de 320 × 240 pixels. Similar a uma câmera digital, quanto maior o número de pixels maior os detalhes da imagem. LED backlight Fonte de luz na parte de trás do dispositivo; sem ela você não seria capaz de enxergar uma imagem em um display TFT. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 10 Nível de cor - Bits Per Pixel 1-bpp 2-bpp RGB Consulte http://en.wikipedia.org/wiki/RGB_color_model e conheça mais a respeito do padrão RGB. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 11 Padrão RGB Definição O padrão RGB é um modelo aditivo no qual as cores verde, vermelho e azul são somadas de várias maneiras para reproduzir uma gama de colorações. As cores são expressas como um trio. Fonte: Wikipedia Cada componente representa a intensidade www.colorschemer.com possui uma ferramenta gratuíta para obtenção dos valores RGB 16-bit (65,536 cores) Red: 5 bits Green: 6 bits Blue: 5 bits RGB 565 © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. 18-bit (262,144 cores) Red: 6 bits Green: 6 bits Blue: 6 bits RGB 666 Slide 12 Nível de cores - Exemplos Definition: Definition 1 bpp 4 bpp © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. 8 bpp 16 bpp Slide 13 “Traduzindo” Color No sentido mais simples, pode-se pensar nisso como qualquer um "preto e branco 'ou' colorido '. Mas há mais do que isso, descobriremos mais tarde. 3.5 Refere-se simplesmente ao tamanho da tela, semelhante ao comprar uma TV. Existem diversos tamanhos. Quanto maior a tela melhor será a visualização a distância; evidentemente também mais caro. QVGA Acrônimo para tela com resolução de 320 × 240 pixels. Similar a uma câmera digital, quanto maior o número de pixels maior os detalhes da imagem. Backlight Fonte de luz na parte de trás do dispositivo; sem ela você não seria capaz de enxergar uma imagem em um display TFT. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 14 Tamanho e Resolução 320 pixels s da a leg o p 3.5 QVGA 240 pixels 240 pixels 320 pixels Distância de visão © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. QVGA 640 pixels 480 pixels Detalhes da imagem 5.7 le o p s a d ga 5.7 le o p as d ga VGA Slide 15 Quiz P: Qual é a resolução WQVGA? 480 x 272 ? 480 x 247 ? 432 x 240 ? 400 x 234 ? R: Sempre especificar a resolução explicitamente com técnicos, fornecedores, clientes, etc (ou seja, 480 x 272). Nomes de referência são ambíguos (ou seja, WQVGA). © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 16 “Traduzindo” Color No sentido mais simples, pode-se pensar nisso como qualquer um "preto e branco 'ou' colorido '. Mas há mais do que isso, descobriremos mais tarde. 3.5 Refere-se simplesmente ao tamanho da tela, semelhante ao comprar uma TV. Existem diversos tamanhos. Quanto maior a tela melhor será a visualização a distância; evidentemente também mais caro. QVGA Acrônimo para tela com resolução de 320 × 240 pixels. Similar a uma câmera digital, quanto maior o número de pixels maior os detalhes da imagem. Backlight Fonte de luz na parte de trás do dispositivo; sem ela você não seria capaz de enxergar uma imagem em um display TFT. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 17 Luz – Como vemos imagens A luz incide em nosso globo ocular Fontes de luz p\ displays Transmissiva(backlight) Refletiva Transfletiva Auto-luminosa (OLED) © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 18 Backlight - O que realmente importa? Muitos tipos: LED, CCFL, etc. http://en.wikipedia.org/wiki/Backlight O que importa para o desenvolvedor: Alimentação Interno vs. Externo Contraste (quanto maior melhor) Brilho (cd/m2 ou unidades de potência) Vida útil (horas) © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 19 Indo as compras… Parte 2 “O que você está procurando?” “Um display 3.5 com resolução de 320×240, nível de cor mínimo de 16-bpp, e com backlight tipo LED.” “Por aqui por favor…” © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 20 Conexão display\microcontrolador © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 21 Conexão - Tópicos Interface Mapeamento de cores Inicializando o controlador Touch Screen Interface © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 22 Arquitetura de um sistema embarcado com display Vidro Controlador Frame Buffer Microcontrolador © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 23 Frame Buffer O frame buffer armazena as informações de cor para cada pixel. Examplo: Um display 320x240 com 16-bpp 2 bytes por pixel (16 bits por pixel – RGB 565) Alocação em bytes do frame buffer = Nºde pixels x ( Bits de profundidade / 8 ) = 320×240 x (16/8) = 153,600 bytes © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 24 Quiz P: Um dispositivo anuncia um tamanho de frame buffer igual a 256Kbytes. Sua capacidade será suficiente para um imagem de 480 × 272 com 16-bits de cor? R: Sim = Nº de pixels x (Bits de profundidade/ 8 ) = 480×272 x (16/8) = 261,120 bytes 256Kbytes = 262,144 bytes 261,120 < 262,144 © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 25 Operando - “Trocando pixels” Uma imagem de 8x8 pixel, 16-bpp, fundo amarelo e 4 pixels vermelhos. Apenas 4 pixels ou 8 bytes para a mudarmos de vermelho para azul. Essa arquitetura permite que um microcontrolador, sem ser 32 bit, possa ser usado em um aplicativo incorporando gráficos. A questão chave é ... como é que estes 4 componentes básicos são encapsulados e vendidos no mercado? © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 26 Módulo Display O módulo de Display tem um frame buffer integrado O tamanho do frame buffer varia Módulos menores possuem essa integração, os maiores não © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 27 Vidro “solto” Apenas o vidro Interface RGB Uso de um chip controlador gráfico externo (por exemplo o SSD1926) © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 28 Identificando a interface RGB Procure pelos pinos VSYNC, HSYNC Pixel Clock (Dot Clock) Barramento Red/Green/Blue Outros esquemas de nomeação Não confunda com as interfaces paralelas, padrão Intel 8080 ou 6800 Motorola © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 29 Tipos de ligações - resumo © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 30 Quiz P: Pode um microcontrolador, sem módulo controlador de vídeo integrado, ser utilizado numa interface RGB tipo vidro “solto” através de firmware? R:Não é prático. A interface RGB por firmware consome grande quantidade de ciclos de processamento e memória RAM para emulação do frame buffer © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 31 Conexão - Tópicos Interface Mapeamento de cores Inicializando o controlador Interface touch screen © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 32 Mapeamento de cores RGB 565 RGB 666 Concentremos na interface RGB... Se o vidro tem entrada no esquema RGB 666, significa que ele poderá exibir 262.144 cores diferentes. Se o chip controlador gráfico tem saída RGB 565, significa que ele pode suportar 65.536 cores. Como interfacear esses dispositivos? © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 33 RGB 565 para RGB 666 RGB 666 (Display) RGB 565 Red [4..0] dp_Red [5..1] dp_Red[5] Vdd ou GND ou Green [5..0] dp_Red [0] dp_Green [5..0] dp_Blue [5..1] Blue [4..0] dp_Blue[5] Vdd ou GND ou dp_Blue [0] A melhor opção é conectar o LSB no MSB; isso permite o display alcançar a excursão máxima de brilho. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 34 RGB 666 para RGB 565 RGB 666 Red [5..1] RGB 565 (Display) dp_Red [4..0] Red [0] Não conectar Green [5..0] Blue [5..1] dp_Green [5..0] dp_Blue [4..0] Blue [0] Não conectar © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 35 Conexão - Tópicos Interface Mapeamento de cores Inicializando o controlador Interface touch screen © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 36 Inicialização do controlador TCON SCK MOSI Um controlador (TCON) requer uma incialização. Normalmente, uma porta padrão SPI com apenas os pinos SCK e DI. As palavras são de 9-bit ou 12-bit. Pode ser ligado diretamente ao MCU, ou se o chip controlador gráfico tem pinos GPIO sobressalentes, podemos utilizar estes pinos economizando pinos no MCU. Os valores de inicialização são fornecidos pelo fabricante. ou © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 37 Conexão - Tópicos Interface Mapeamento de cores Inicializando o controlador Interface touch screen © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 38 Touch Screen Resistivo Pode ser ligado diretamente ao microcontrolador através de 4 pinos. O fator relevante para a seleção é verificar se os sinais de toque estão integrados ao Flat Flex Cable (FFC) ou são conduzidos através de um FFC separado. Dois flats = Dois conectores = custo maior (buzinada do chefe!). Alguns FFCs podem ser soldados diretamente na PCI, reduzindo o custo. Conector FFC Principal – Flat Flex Cable (FFC) Conector FFC © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Display com Touch Screen Sinais Touch Slide 39 Conexões Touch - PIC Y+ PIC® MCU c/ADC Digital I/O Digital I/O Dig-O/AN-I X- X+ Dig-O/AN-I YTipicamente 4 fios, porém existem conexões de 5 e 6 fios © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 40 Varredura 4-fios PIC® MCU c/ADC Digital I/O Y+ 1 Digital I/O Dig-O/AN-I Dig-O/AN-I 0 X- X+ Sensor Y- © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 41 Varredura 4-fios Y+ PIC® MCU c/ADC Digital I/O Digital I/O Dig-O/AN-I Dig-O/AN-I 1 Sensor 0 X- X+ Y- Pinos do ADC podem atuar como entrada analógia e saída digital. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 42 Conexões Touch - AR1000 PIC® MCU c/SPI, UART ou I2C Varredura 4 fios AR1000 Rápida implementação! © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 43 Resumo Interface Mapeamento de cores Inicializando o controlador Interface touch screen © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 44 Software – Microchip Graphics Library © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 45 Driver de baixo nível TCON ou SCK MOSI Inicialização do controlador (TCON) Acesso a interface paralela – PMP Inicialização do controlador gráfico Funções para atualização de pixels no frame buffer Funções para desenhar formas básicas: quadrado, círculo, arco, etc. Funções para desenhar formas complexas: botão, barra de medida, etc. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 46 Microchip Graphics Library Image Grátis Static Text Button Vantagens chave: • Trabalha com16 e 32-bit PIC® MCUs • Projeto modular – compila somente aquilo que você necessita! • Suporta múltiplas interfaces de usuário • Independe ao tamanho ou resolução do display • Baixo custo das ferramentas de desenvolvimento • Utilitário para importação de imagens e fontes • Benefícios Microchip Código fonte incluso Diversos drivers de baixo nível Baixe em www.microchip.com/graphics © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Fontes estrangeiras Slide 47 MGL - Visão geral Camada de Aplicação Side Button Graphics Objects Layer Draw Function 1 (i.e. 3D Button) Key Pad Touch Screen Específico da aplicação Grátis Message Interface Draw Function 2 (i.e. Progress Bar) … Draw Function N Módulos genéricos Graphics Primitives Layer Graphics Primitive Functions (Non-accelerated Line, Circle, Bar, OutText, etc.) Device Driver Layer Graphical Accelerator (Optional) Display Device Driver (i.e. PutPixel, GetPixel) Específico do dispositivo Display gráfico © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 48 MGL - Widgets Chart Picture Buttons Meter Checkbox Scroll Bar List Box © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 49 MGL - Widgets Slider Group Box Edit Box Buttons c\ imagens © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Radio Buttons Slide 50 Graphics Display Designer È uma ferramenta de design visual que oferece, através de um plug-in do MPLAB IDE, uma maneira rápida e fácil para criação de interfaces gráficas (GUI). O GDD possibilita desenhar, mover, redimensionar e excluir objetos de tela, criar várias telas estáticas e atribuir um controlador de LCD gráfico. O GDD elimina a necessidade dos cálculos das coordenadas X e Y facilitando o posicionamento dos objetos em tela Recursos gráficos como fontes personalizadas e imagens bitmap podem ser importados para o GDD. Acesse: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&no deId=2680&dDocName=en544475 © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 51 Bitmap and Font Converter Utilitário gratuito fornecido com a MGL Compatibiliza ao formato da biblioteca © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 52 Quiz P: A MGL pode importar fontes e imgens. Isso significa que posso usá-las em meu produto ao baixá-las da web? R: Não. Licenças são necessárias para algumas fontes e imagens. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 53 Recursos adicionais © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 54 Graphics Design Center Barra de navegação Webinars App Notes FAQ Página de produto http://www.microchip.com/graphics © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 55 MGL - Ajuda Os arquivos de ajuda são parte da instalação e ficam localizados na pasta : © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 56 Ferramentas Microchip Graphics Library http://www.microchip.com/graphics MPLAB® IDE http://www.microchip.com/mplab MPLAB 16 and 32-bit Compilers http://www.microchip.com/mplabc Color Schemer http://www.colorschemer.com GIMP – Editor de imagens http://www.gimp.org © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 57 www.microchipdirect.com DM320001 or DM320003 PIC32 Starter Kit Explorer 16BR IC00409 (SSD1926) © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. AC164127-5 Graphics LCD Controller PICtail™ Plus SSD1926 Board LCD0025 Truly 3.2” 240x240 Display (TFT2N0369-E) AC164127-4 Graphics Display Truly 3.2” 240x320 Board AC164127-3 Graphics PICtail Plus Daughter Board Slide with 3.2” Display Kit 58 www.microchipdirect.com MPLAB® Starter Kit for PIC24F DM240011 MPLAB Starter Kit for PIC24H DM240021 Utilizam display OLED monocromático de 128x64 Utilizam a MGL © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 59 Recursos adicionais Forum Técnico http://www.microchip.com/forums Blog http://blog.notesfromthelab.com Regional Training Center http://www.microchip.com/rtc www.labtools.com.br © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 60 Resumo © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 61 Resumo • • • • • • Aplicações Selecionando o display Conexão display\microcontrolador Software – Microchip Graphics Library Recursos adicionais Perguntas © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 62 Seleção do display – Fatores de influência… Tecnologia (STN, CSTN, TFT, OLED, …) Consumo Alimentação Brilho & Contraste Interno vs. Externo Ângulo (campo) de visão Tamanho & resolução Flat Flex Cable (FFC) – conector ou soldável Touch Screen – integrado ao FFC ou separado Interface RGB ou Paralela (display com Frame Buffer integrado) Mecânica © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 63 Seleção do display – Fatores de influência… Disponibilidade de amostras Vendas/suporte local, documentação Vida útil – consigo trabalhar por quantas horas? Ciclo de vida do produto – ficará em produção por quanto tempo? Lead Time Preço Inicie com um dispositivo que atenda suas especificações , migre mais tarde para as opções de maior valor agregado. Para a compra ser eficiente, alie o que você procura com a disponibilidade do mercado. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 64 Perguntas? © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 65 Demonstração… © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 66 Obrigado! © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 67 Trademarks The Microchip name and logo, the Microchip logo, dsPIC, KeeLoq, KeeLoq logo, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, rfPIC and UNI/O are registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, SEEVAL and The Embedded Control Solutions Company are registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard, dsPICDEM, dsPICDEM.net, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, In-Circuit Serial Programming, ICSP, ICEPIC, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB Certified logo, MPLIB, MPLINK, mTouch, nanoWatt XLP, Omniscient Code Generation, PICC, PICC-18, PICkit, PICDEM, PICDEM.net, PICtail, PIC32 logo, REAL ICE, rfLAB, Select Mode, Total Endurance, TSHARC, WiperLock and ZENA are trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. SQTP is a service mark of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. All other trademarks mentioned herein are property of their respective companies. © 2009, Microchip Technology Incorporated, Printed in the U.S.A., All Rights Reserved. © 2009 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 68