1
  M3 K+ P) |" x/ m0 y$ N* N引言
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

2
! {) S1 m/ |: x5 X( ySTM32CubeMX 配置过程
. I& ?! C, S- ~5 @; ]* y8 o2 ASTM32F746G_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。
5 @+ h! t/ x4 A# m  T: V

▲ 图2. 图形实现过程

9 C7 F- p( e, l8 G, p$ G7 \# i2.1. 新建 IOC 工程
+ t* m( k) }1 c5 S- X( q3 V  _
; F. q6 I4 [& E# u4 O3 J' U- R# b
4 e8 i' W2 A) a- ?. N" ]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”。

▲ 图3. 新建 STM32CubeMX 工程

然后点击“Project Manager”，配置工程名称，如图所示。
/ Z+ C* N; J8 n2 U# F

▲ 图4. 配置工程名称

7 x) C$ e- x- E0 E0 m3 G$ S) {* R, ?
2.2. CORTEX_M7
( I3 P& |) C, z1 ~4 f7 T( F; d

- a3 v! `0 r) l! A" i' c5 v$ y( n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。


! j! [1 A; W2 V& V( K* ~2.3. CRC
3 `1 T$ h! D# e- n# R" h

7 Y2 o& b2 H) q6 D# ~4 fCRC 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。


& w4 [! b7 F* v- g% Q, U9 E9 i8 h

▲ 图5. 使能 CRC

2.4. DMA2D
6 O& r, u8 L8 X, Y+ Z5 q
! y2 H6 J" ~: ?
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。

8 [& z1 m8 i4 [- h: G

▲ 图6. 使能 DMA2D

2.5. 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。
1 u4 H5 W  m# }( @! W2 P/ B! B

▲ 图7. FMC 配置

! B. o3 |% T# _) d+ \" X% ]
2.6. FREERTOS


TouchGFX 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

注意新增总的堆空间大小，防止新建任务的栈大小不足。


) y& [- o5 R9 W" p9 e7 C

▲ 图9. 堆空间大小配置

2.7. GPIO
* }7 X9 y. R# p* P4 m9 Z5 L
5 r& o$ E+ ~; v& u0 C) ~
! p# ]) _3 G. c1 P- z: M9 }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。
& X2 n, C  ?+ c6 O& a% k- {. N

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。
+ {4 H0 |+ H! k8 |& v
  M0 n5 c: ~# l

▲ 图10. GPIO 配置

7 t/ G5 e% y: [  g# e" J$ c2.8. I2C3


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。

$ G/ V8 S$ F& h

▲ 图11. I2C3 配置

2.9. LIBJPEG

+ J9 Q$ z/ a- a6 w* K; ~, f
1 \; a& l& f, W9 v$ S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。

▲ 图12. GPIO 配置

- a+ x# D( M, b
2.10. LTDC


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。
4 P* X' j1 r' G

▲ 图13. LTDC 参数配置

& x% V1 d3 z& s

▲ 图14. LTDC layer 配置

▲ 图15. 打开 LTDC 全局中断和错误中断

; L' U: O) H9 P# f3 k( E* ]2.11. 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。
( I' k" s4 |9 ^- p

▲ 图16. QUADSPI 配置

) r) L( T# H; n7 ]/ k
$ C3 Z8 `' J% ?" s. ]# t' w% A: j2.12.SYS
由于 SysTick 被 RTOS 使用，这里 HAL 库的时基选择 TIM6。
( R% O- c' I# V
, A! }& }. Q4 R2 D

▲ 图17. 系统时钟配置

8 e. [" P1 ~0 g5 H( ^
& A9 i" B4 a3 R4 |6 C7 J2.13. X-CUBE-TOUCHGFX
5 o2 v9 \  X/ t; AInterface：接口选择 Parallel RGB(LTDC)
" t6 G) ^1 ]1 M* L' h$ R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。
$ i8 y: F2 L% h1 g! l; }" S  sApplication 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。
0 t5 ]/ a! \* H/ ?* K; [9 l$ ?5 C2 J
  G( K3 X. n: g6 e: J9 H

▲ 图18. TouchGFX 配置

2.14.Clock Configuration
5 s) @9 ]( P3 S' m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

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。
" P" ^; g6 g- |

/ t  x: r8 b8 q. e3
& n" h0 x# ^" I0 l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。

5 V2 d( e- S1 i9 M( p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。
0 H" n$ k9 w8 C; Y

3.1. 添加 SDRAM 驱动代码
. F  e+ T! E  q) ]8 f# P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。
9 y1 ]. N- K# X3 G
  E7 z- ~. K! g& k' I! B; Y
4 a: m7 I7 u6 e. A% f/ u5 A3.2. 添加 QSPI Flash 驱动代码
- h4 E, a- {' ~& U! N  \添加驱动代码把 QSPI Flash 配置成 memory mapped 模式。

" l1 f7 t8 W* G5 t+ [- [# V) ~
3.3. 添加 Touch 功能
' \8 t/ P) R7 K3 {. K* u触摸功能在 STM32TouchController.cpp 中实现，具体代码请参考 TBS。
3 S! W/ h7 ]) ^  U* r

3.4. 修改链接文件
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。

4 N* \4 {9 X  x9 M
, z+ W/ J5 W* l! g. S4
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。

& m, T" N# Z! D) @3 i

▼▼▼

点击按钮下载《LTDC RGB 接口 LCD TouchGFX 工程的移植步骤》原文档。
点击下载

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
挺有趣的，抽空试一下移植到H743上

可以试试