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引言
) }' f! `, [4 X0 f  `8 H# {文档基于 STM32F746G_DISCO 硬件平台，参考从 TouchGFX Designer 下载的 STM32F746 的 TBS（TouchGFX Board Setup），讲解 STM32CubeMX 相关配置，介绍了LTDC RGB 接口 LCD 的 TouchGFX 工程的移植步骤。

▲ 图1. TouchGFX Designer 中的 STM32F746G_DISCO TBS

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- v( H0 s  t3 H, \3 M9 K  m: nSTM32CubeMX 配置过程
) g7 |. s: M2 A  W0 {STM32F746G_DISCO 有两个外部存储器，SDRAM 和 QSPI Flash，SDRAM 用于帧缓冲器，QSPI Flash 用于存储图片、字体等素材，其图形实现过程如图 1 所示。本文档参考从 TouchGFX Desinger 上下载的 TBS，第一步首先完成 IOC 文件的配置，由于会使用 外部 RAM 和外部 Flash，生成代码后还需要添加相应的存储器驱动代码，以及修改链接文件。对于仅使用内部 Flash 和内部 RAM 的应用，用 STM32CubeMX 和 TouchGFX Desinger 生成代码后，就可以直接使用 TouchGFX 点亮屏幕了。
! ]  d0 p! U; a

▲ 图2. 图形实现过程

2.1. 新建 IOC 工程

% R; a$ y6 I: {5 J1 ]* k
. J" `2 O' H" u9 A$ L+ J, ~双击打开 STM32CubeMX 软件，按照图中 1-5 步骤操作，MCU 型号输入 STM32F746NGH6 进行选择，其中第 5 步提示配置默认 MPU 单元来优化内核的推测性 读取访问，请点击“YES”。
5 \; q$ [0 A) N  M1 W

▲ 图3. 新建 STM32CubeMX 工程

然后点击“Project Manager”，配置工程名称，如图所示。

▲ 图4. 配置工程名称

9 E  S$ s7 M6 I" j% a! `+ K* U
2.2. CORTEX_M7

* b6 X7 Z1 ^9 q! {$ W; T1 B
这里使能 ICACHE 和 DCACHE，并配置内存保护单元 MPU，要正确配置 MPU 属性 以避免由 Cortex®-M7 推测性读取访问和缓存维护引起的图形性能问题，使用 STM32CubeMX 可以轻松配置 MPU 存储器属性。详细配置过程可以参考 AN4861 4.6 小节 Special recommendations for Cortex-M7 (STM32F7/H7)，其中介绍对嵌入了 Cortex®-M7 CPU 的 STM32F7 系列的一些建议，建议大家仔细阅读下。
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+ J4 q5 z" b5 n! i  ?2 S* o2.3. CRC
( q& d4 n1 t( V3 g
  f- H8 L: l' j
CRC 是循环冗余校验计算单元，如果要使用 TouchGFX，必须要使能 CRC，其配置保 持默认即可。


2 K, r- e# k2 ]( A: }$ x9 r

▲ 图5. 使能 CRC

! I; c/ ]  v. ]2 q2.4. DMA2D
# d5 Q- N! o/ W9 C

DMA2D 是 AHB 总线矩阵上的主设备，它将图形数据传输到内存，也可用于图形渲 染，建议使用 DMA2D 来减轻 CPU 负载。DMA2D 使能后保持默认配置即可，当需要 DMA2D 来进行图形加速时，TouchGFX 引擎会自动调用 DMA2D。

, G- G+ F+ I+ s. z. |& m

▲ 图6. 使能 DMA2D

$ I' o* j! p1 A& @! ~: z8 a1 L3 Q) S2.5. FMC 配置 LTDC 帧缓存区和 Video 缓冲区放在了外部 SDRAM 中。配置 FMC 相关参数时，需 要对照原理图和 SDRAM 的 datasheet，了解相关参数，然后进行配置。配置结束后，需 要添加相应的驱动代码，将其配置内存映射模式。
- b* {- O4 \- G, O6 ~2 n+ k

▲ 图7. FMC 配置

4 s5 ^3 y& f, S$ i# g. k  j2.6. FREERTOS
; q" r/ j. h0 q1 w+ y

! _1 A( u% g' T1 e$ o3 G. i, ATouchGFX 可以运行在有 RTOS 和无 RTOS 的工程中，本工程移植的是带有 RTOS， RTOS 选择 FreeRTOS，在本工程中新增了 2 个 task，TouchGFXTask 任务用于运行ToucGFX 图形引擎，VideoTask 任务用于进行 Mjpeg 视频的编解码，如果您的项目不用 video 控件，那么 videoTask 可以不用添加。

▲ 图8. FreeRTOS 新增任务

" h7 e  S: ?8 u- k0 b
注意新增总的堆空间大小，防止新建任务的栈大小不足。

▲ 图9. 堆空间大小配置

- n7 o! j' u/ M& g9 Q2.7. GPIO

" V. A4 K& y  f$ T( s7 P
在官方下载的 TBS，配置的 GPIO 如图 9 所示。与 LCD 显示相关的引脚有 2 个， LCD_DISP 和 LCD_BL_CTRL。LCD_DISP 用来启用/禁用显示待机模式，需要将 LCD_DISP 配置为高电平来启用显示器，否则显示器将保持待机模式。LCD_BL_CTRL 信 号上的高电平可以点亮背光，而低电平则将其关闭。


1 d# N- y( \% {- x另外几个 GPIO 引脚可以用来测试性能的，它们的解释说明可以查看 TouchGFXGPIO.cpp 中注释，其中 RENDER_TIME，可以用来查看实际的渲染时间。
: D; u& B0 X1 K" t' a# l8 l

▲ 图10. GPIO 配置

. C/ w" a+ |8 u7 {9 I2.8. I2C3

( {2 {( ^8 O- j; O8 \
STM32F746G_DISCO 的电容 LCD 的触摸的接口是 I2C3 的 PH7 和 PH8，相关参数 的配置参数如图所示。
; U4 S/ G6 D; d& h
( Y. H+ f0 m4 J* P  L& x

▲ 图11. I2C3 配置

" h; b1 [3 n; ?" O1 J5 z
2.9. LIBJPEG

- W) T2 {  ?  P1 K9 L. e4 s2 p
如果 TouchGFX 使用 Video 控件，要使能 LIBJPEG，用于视频流的软件编解码。如果 您的工程用不到 Video 控件，那么可以不用使能 LIBJPEG。
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▲ 图12. GPIO 配置

2.10. LTDC
3 F" J- u& H4 c8 y# B7 B7 f1 C

LTDC 外设主要用来配置 LCD 显示接口，对于 STM32F746G_DISCO 的 LCD 可以参 考下载的 TBS 进行配置。如果是其他型号的 LCD，需要查看 LCD 的屏幕时序表进行配 置。关于 LTDC 的 layer，虽然在 STM32CubeMX 可以配置为 2 个 layers，但是 TouchGFX Designer 是采用 1 个 layer 来做 GUI 开发的，这是因为 2 个 layer 会占用更 多带宽，同时打开 LTDC 全局中断和错误中断。
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▲ 图13. LTDC 参数配置

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▲ 图14. LTDC layer 配置

▲ 图15. 打开 LTDC 全局中断和错误中断

: B, x- G; O2 R2.11. QUADSPI
当要存储的数据量相对较少时，可以使用内部 FLASH 存储器。否则，应将图形内容放 置在外部存储器中。QUADSPI 外接了一个 128-Mbit Quad-SPI NOR Flash。
3 g* P: h: T( P& N9 E& [
9 `( L: d4 b9 h0 i0 q7 Q* r# S

▲ 图16. QUADSPI 配置

2.12.SYS
/ ]0 V; h" x' a9 L4 ^由于 SysTick 被 RTOS 使用，这里 HAL 库的时基选择 TIM6。

# ~6 l# ?' S4 q' Q

▲ 图17. 系统时钟配置

2.13. X-CUBE-TOUCHGFX
Interface：接口选择 Parallel RGB(LTDC)
* K+ O! [) K4 v对于 RGB 接口的 LCD 来说，通常无内置 GRAM，FrameBuffer Strategy 无法使用 Partial Buffer 策略。在 RAM 足够时，可选择 Double Buffer 策略。存放位置选择 By Allocation。这个可以通过链接文件配置放置在什么位置。
! ]/ [0 j6 x. f% R% uApplication Tick Source：应用滴答时钟来源，选择 LTDC，它的实现代码可以在 TouchGFXGeneratedHAL.cpp 中 HAL_LTDC_LineEventCallback 函数找到。

▲ 图18. TouchGFX 配置

2.14.Clock Configuration
系统时钟配置为 216MHz，LTDC 时钟配置为 9.6MHz，这个 LTDC 时钟的配置是参 考 LCD 时序参数表确定的，它与 LCD 的刷新率相关。

▲ 图19. 时钟树配置

; y* T+ i* E: E! I+ V$ g2 g6 [6 t1 b  ?至此，外设配置基本完成，选择所使用的 IDE（这里选择的是 STM32CubeIDE），点 击 Generate Code 按钮，生成代码。然后使用 TouchGFX Designer 打开 TouchGFX 文 件夹下的 ApplicationTemplate.touchgfx.part，在 TouchGFX Designer 中生成 UI 相关 代码。

7 {* M* A/ j- I
3
1 H, ]. U: k' p: Z. z, a" c" ]) t添加驱动代码
对于 LTDC 接口的 TouchGFX 工程，使用 TouchGFX Desiger 生成代码后，如果仅使 用内部 RAM 和 Flash，那么在 TouchGFX 生成代码后，整个软件架构就建好了，可以使 用 TouchGFX 来点亮屏幕了。

对于使用外部 SDRAM、 QSPI Flash 以及触摸功能的应用可以参考下载的 TBS 进行对 照检查，添加相应的驱动代码和修改链接文件，完善整个工程代码后实现 TouchGFX 点亮 LCD 的效果。
( A1 z9 M9 R5 _; O' O
& }. L7 D6 @5 C2 U9 k: {
3.1. 添加 SDRAM 驱动代码
查看下载的 TBS，可以在 main.c 中的 MX_FMC_Init（）函数的用户代码区域看到添 加的驱动代码。这里有一点要说明的是最后的 FMC_Bank1->BTCR[0] = 0x000030D2 代 码是禁用 FMC bank1，这点在 AN4861 的 4.6.1 Disable FMC bank1 if not used 有详 细介绍。为了防止 FMC bank1 上的 CPU 推测性读取访问，建议在不使用时将其禁用。这可以通过复位 FMC_BCR1 寄存器中的 MBKEN 位来完成，默认情况下该位在复位后使能。
& Z' _6 F- L! r% X$ S  `- g

3.2. 添加 QSPI Flash 驱动代码
添加驱动代码把 QSPI Flash 配置成 memory mapped 模式。


3.3. 添加 Touch 功能
触摸功能在 STM32TouchController.cpp 中实现，具体代码请参考 TBS。
( Q2 W# R" c8 }+ K3 k

3.4. 修改链接文件
+ |- q- \# z/ A% W( {9 M为了把帧缓冲区和视频缓冲放到外部 SDRAM，把字体、图片等素材放到外部 Flash， 需要修改链接文件。不同的 IDE，它的链接文件是不同的。对于 STM32CubeIDE，它的 链接文件是 STM32F746NGHX_FLASH.ld，对于 EWARM，它的链接文件是 stm32f746xx_flash.icf，对于 MDK-ARM，它的链接文件是 STM32F746G_DISCO.sct， 它们的语法略有不同。大家可以参考它的结构进行修改。
+ ~2 H6 K% h3 f

$ }: L& L/ O% k6 q4 L4
: ~2 \$ _( [& K* I小结
以上就是 LTDC RGB 接口 LCD 的 TouchGFX 工程的移植步骤，本文档对关键步骤进 行了解释说明，具体细节可参考 AN4861 和官方的 TBS。

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挺有趣的，抽空试一下移植到H743上

电子烂人 发表于 2025-2-8 10:51
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