強勢歸來！
在本系列的（一）到（三）中，我嘗試在Beaglebone Black上使用MCU接口的LCD子產品，因為驅動問題一直沒成功，最近我使用RGB接口的LCD子產品，參考官方LCD cape的資料自己畫闆子焊晶片，終于成功了。本文記錄一下制作過程和我犯錯誤的一些地方。
首先強調一下LCD的類型選擇。本部落格之前轉發過一篇博文可以參考，但這裡還是要着重說一下MCU接口（也叫80接口）和RGB接口的LCD的差別。如果你也想從淘寶買LCD來為BBB自制螢幕，需要注意不要買宣稱的“單片機可驅動”或者“可以用單片機控制”這類LCD，即MCU接口的LCD。它們内置了LCD控制器，需要按照不同控制器的要求輸入相應指令來操控LCD。我們的BBB所用的AM3359晶片裡面已經有LCD控制器了，是以我們隻要買RGB接口，或稱“裸的”LCD螢幕即可。另外淘寶上常見的RGB接口的螢幕，最小的也得4.3英寸。如果你想買更小的，可能得花更多的錢買進口的了。
需要準備的東西
一塊RGB接口的4.3英寸LCD螢幕（約60元）
印刷PCB闆（50元）
購買晶片、阻容和接插件（約50元）
總成本約160元。
如果購買官方LCD4 cape的話，稅前價格是￥631.54。是以自制一塊還是非常超值的！
電路原理圖和PCB設計
官方已經開源，可以到這裡下載下傳http://elinux.org/CircuitCo:BeagleBone_LCD4
如果願意的話，可以直接拿它的PCB設計圖去印PCB闆。但是它用到了一個BGA封裝的晶片74AVC32T245，不利于手工焊接，是以我用了同系列的另一個SOP封裝的74AVC20T245代替它。原理圖變了，就得自己進行PCB布線了。
我用的4寸LCD接口是40pin的，跟上面這個官方cape的LCD接口一樣。大多數廠商生産的40pin RGB接口LCD都能通用的，不必買官方使用的那個屏。
關于接口簡單說兩點：一是第31個引腳DISEN是LCD顯示使能腳，高電平使能。官方電路圖中把它接到了BBB的一個IO口上，你也可以把它接到一個開關上。 二是40pin的顯示屏都是支援24位色的，RGB各占8個引腳， 但BBB的lcd引腳有一些被eMMC占用了，除非你的系統裝在micro SD卡上，可以禁用eMMC，否則就隻能使用16位顯示了，就像官方電路圖中那樣。沒有被eMMC占用，可以使用24位。但下面以16位來介紹。
關于緩沖晶片74AVC20T245。從這個晶片的datasheet裡看不出這個晶片有啥用，看起來就是把輸入信号原樣輸出了。實際上這個晶片的作用在于，BBB的lcd引腳有一些是在系統啟動中被使用的，如果直接把它們接到LCD上，系統就啟動不起來了。這個緩沖晶片起到了隔離作用。
關于EEPROM電路請參考本系列的第（一）篇文章。這裡提示一點，如果你按照官方cape的原理圖做出來發現eeprom寫不進東西，是因為你沒有把WP（寫保護）引腳拉低。官方原理圖在這裡有一個test point，寫入内容時把它接地，寫完以後去掉接地就能防止再次寫入了。當然如果你像我一樣圖省事，或者不确定今後會不會随時修改eeprom内容，那把WP引腳懸空就行了。
關于5V供電。如果你用USB連接配接電腦來供電，那麼要使用BBB上的SYS_5V（P9.7, P9.8）作為5V電源，如果使用外接5V電源供電，就要使用BBB上的VDD_5V（P9.5, P9.6）。額外說一句，如果要用電池給BBB供電，應該把穩壓後的5V電供到VDD_5V接口上。
注意電感和電容的封裝類型。特别是背光電路裡的電感，是要在升壓電路中儲能的，不能用普通電感。
這裡最難手工焊接的應該就是升壓晶片TPS61080了，是QFN封裝的。可以到網上搜一下焊接技巧。我的建議是首先要配備一個好用的烙鐵。
官方原理圖中有大量元件被标記為“DNI”，是do not install的意思，主要是測試用的，如果你隻是想做一個可以使用的LCD屏，那麼抄電路原理圖的時候忽略所有的标有DNI的元件就可以了。讀圖的時候同樣要忽略掉它們來了解電路。
EEPROM的讀寫
cape的EEPROM必須連接配接到I2C2_SCL和I2C2_SDA引腳上才能在啟動時被識别（在系統中看到的是i2c-1）。下面先介紹如何進行讀寫，再介紹該寫入什麼東西。
首先确定eeprom的位址，由A0,A1,A2三個引腳的電平确定，請參考本系列文章（一）。比如我把A0,A1接地，A2拉高，位址就是0x54。
$ cd /sys/bus/i2c/devices/1-0054/ #到eeprom目錄中
$ cat eeprom | hexdump -C #讀取eeprom内容并以字元形式顯示
$ echo -e "\xaa\x55\x33\xeeA1Beaglebone LCD4 Cape\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x0000A1BeagleboardToys\x00BB-BONE-LCD4-01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00" > eeprom #寫入内容
$ cat eeprom | hexdump -C #确認是否寫入成功
其中\x開頭的字元代表按ASCII碼值寫入。 寫入内容時，要按照SRM裡的标準（如下圖），最重要的是要把頭6個位元組\xaa\x55\x33\xeeA1以及後面的版本号00A1和要調用的dtbo檔案名BB-BONE-LCD4-01寫對，其他的比如Board Name、Number of Pins什麼的都無所謂。空餘的地方必須用\x00補全，用其他字元會産生錯誤。
大功告成！
因為用的是官方現成的驅動、現成的dtbo檔案，是以我們省了很多事，隻要向eeprom中寫入正确的内容，就能“騙”過系統，讓它“誤以為”我插到BBB上的是官方的LCD cape^^。總之至此已經成功DIY了自己的LCD cape。 使用方法是先把cape插到BBB上，再為BBB供電，系統啟動時會自動檢測eeprom的内容，然後加載的BB-BONE-LCD4-01-00A1.dtbo檔案并配置相應的驅動程式，稍等一會就會在顯示屏上出現Beagleboard的logo。登入之後就能看到linux桌面了。觸摸屏如果不好用的話（可能會有點漂），在usb上連接配接滑鼠也是可以直接用的。
補充
我在制作過程中被卡住兩次，簡單補充一下我的解決過程，以便有人遇到同樣問題被卡可以參考。
第一次是升壓晶片焊接的問題。QFN封裝的晶片不容易用眼睛确認是否有虛焊或短路，隻能用其輸出的表現來判斷。 短路檢測用萬用表就行。需要注意的是這裡LED-引腳用了一個2歐姆電阻接地，這點電阻在萬用表看來是短路的，别被它誤導了。 虛焊的話最直接的表現就是輸出電壓不夠，LED+和LED-之間應該輸出一個20多V的電壓才對。
第二次被卡是忘記把前面說的DISEN引腳拉高，導緻背光很正常，但螢幕一片白，什麼也沒有。 我想說的是，如果你遇到類似問題，用fbset指令測試，輸出是
mode "480x272-0"
# D: 0.000 MHz, H: 0.000 kHz, V: 0.000 Hz
geometry 480 272 480 272 16
timings 0 0 0 0 0 0 0
accel true
rgba 5/11,6/5,5/0,0/0
endmode
裡面頻率都是0，這不代表驅動有問題，我的顯示屏正常工作時還是這樣。
如果你dmesg了一下，發現有如下輸出
tilcdc 4830e000.fb: timeout waiting for framedone
同樣不代表驅動有問題。
如果螢幕能亮，但是沒有内容顯示，首先可以檢測背光驅動是否正常。方法是
$ cd /sys/devices/ocp.2/backlight.10/backlight/backlight.10
$ echo 10 > brightness
$ echo 100 > brightness
如果背光亮度變了，說明背光驅動工作正常。
檢測驅動是否正常工作的另一個辦法是用示波器。一般實驗室的數字示波器都是100MHz的，顯示屏的時鐘是9MHz，如果直接檢測的話，方波會畸變成三角波。這時記得把示波器搖桿上的x10開關打開。
如果你的eeprom電路設計錯了，或者沒有eeprom，那也可以測試LCD。首先要通過修改uEnv.txt禁用HDMI的自動啟動（參考本系列之（二）），在系統啟動完畢以後用
$ echo BB-BONE-LCD4-01 > /sys/devices/bone_capemgr.*/slots
的辦法手動加載cape，如果LCD正常的話，會顯示出與序列槽連接配接BBB一樣的Angstrom logo和登入界面，等待你輸入使用者名和密碼。
思路拓展：有時候我們想得到一個PWM輸出（比如控制電機、舵機），但又沒有合适的驅動，不妨使用LCD背光驅動試試。
下圖是在測試背光。螢幕應該是白色的，角度原因照片裡成了藍色。。