
1; w7 X9 a: T2 Q' e8 z 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 3 ^1 x5 x5 ~6 @# {; {. M' H2 e q3 R+ _' L; d/ A 2 5 T9 O/ b( w- i5 T+ O4 Y STM32CubeMX 配置过程 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。 ![]() ▲ 图2. 图形实现过程 2.1. 新建 IOC 工程 , R2 k" W( k, `/ h+ h. [- a 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。 0 C+ g S2 Z- @% s: M![]() ▲ 图4. 配置工程名称 $ s: x/ H' L# Q+ ^3 O1 z2.2. CORTEX_M7 9 i4 W5 S F* O; p9 P1 V 9 b0 E7 y" Z2 S \ 0 z; F8 B9 P9 K5 {% i! s 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。 6 |5 ^/ y4 A( h L 2.3. CRC 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。) P6 S" F+ m' l% g6 v# `* c ^ . ~4 O) V% d' \/ g/ ?0 r% [1 g ![]() ▲ 图5. 使能 CRC 4 \3 v# `$ w% T$ V- R7 ~2 T2.4. DMA2D $ C" y+ \$ i$ J( V. v& A ; M5 u Z+ C: O4 K: }0 V+ k 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。 ![]() ▲ 图6. 使能 DMA2D : L8 V% `! h% K; V0 B2.5. 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。 9 [* p' j+ c' p$ w ![]() ▲ 图7. FMC 配置 ' P9 T7 s' O9 W. B6 B w( Z/ S- i* U0 P( M0 }9 ~) A- X 2.6. FREERTOS # B0 }' L; o6 K E. H* b3 b 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。3 G" x8 K( W0 \$ c ![]() ▲ 图8. FreeRTOS 新增任务 ! K" m& g7 i3 z, Y6 G7 X6 o0 |2 ?9 V; B 注意新增总的堆空间大小,防止新建任务的栈大小不足。$ i- ^% ?- f8 Q " N5 G7 ^& C% d- _& C6 |0 C7 j ![]() ▲ 图9. 堆空间大小配置 . E" M9 V( I: E3 X" S; x8 n2.7. GPIO ; |- M: ~7 l! c- l( n7 h( [8 A 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。+ s- E t" ?* t1 \9 J * _6 Q1 @" i6 a! w8 V0 r, J 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。7 r' O" _ i6 [7 ?! j : q x0 C2 |2 a' ~( v8 ~ ![]() ▲ 图10. GPIO 配置 v" u* @+ |) o6 l: J6 B2.8. I2C3 0 S7 u y8 ]& h: h f 6 l, k5 Z; n6 T" W 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。 + Z0 i* u& |1 a* F1 H) z! U ![]() ▲ 图11. I2C3 配置 w- H3 l$ m- ^. C( S9 b" T: W2 `% S' l 2.9. LIBJPEG ) O" Q: @6 _1 @2 l; @" I0 j2 R ( m: @0 Z" k5 O6 E 0 R3 t5 y) z [) ? 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。 1 V4 y2 a6 K+ } ![]() ▲ 图12. GPIO 配置 5 }* _! Q- a/ k" F- M# l2.10. LTDC 6 }6 }( }; n9 ~ . Y4 _2 `1 c; m0 J8 }0 y+ P- f/ J3 A' l 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。 ![]() ▲ 图13. LTDC 参数配置 ![]() ▲ 图14. LTDC layer 配置 ![]() ▲ 图15. 打开 LTDC 全局中断和错误中断 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。 . d5 T& U: D+ ~1 A% Q. @# t* K ![]() ▲ 图16. QUADSPI 配置 ) |! U& B3 B% \" \, E0 F% x4 w% p 2.12.SYS , {6 b U, S2 V! a0 ?% r. j 由于 SysTick 被 RTOS 使用,这里 HAL 库的时基选择 TIM6。! |8 V0 o9 {: z! P3 F8 ~+ |% \ , Q& v6 |% D/ w: ] ![]() ▲ 图17. 系统时钟配置 ( @+ Q9 a# C1 |1 l& C) K7 y8 S' y3 C+ A4 @! B 2.13. X-CUBE-TOUCHGFX Interface:接口选择 Parallel RGB(LTDC) " I& r0 h1 a: r* h 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。 Application 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。6 r; V' Q; F$ U3 q- Z* _/ i ![]() ▲ 图18. TouchGFX 配置 7 f+ a0 g5 v9 o2.14.Clock Configuration * k* p9 t+ N$ 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。 ) t2 Q+ ^) F- g0 w( {! [! z ![]() ▲ 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。) c, [. T* A- t) E% c; O' ^ . I# O$ O2 t/ t7 I" ]: r 39 l$ L( C* u3 K5 j+ S$ G; [ 添加驱动代码 . Q# Z3 H: O, J J! ^2 @) k( T 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。7 _! ^; d7 \8 v- u t& l 6 v1 M' D7 e+ b: m5 o9 X1 Z3 ^ 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 u0 J" e v, ]% h. L R& ~ * z$ L) I! X' Z( d/ x 3.1. 添加 SDRAM 驱动代码+ ~7 s4 |2 X+ f/ y/ d, k Q 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。 ' U( S+ @" o+ _ 3.2. 添加 QSPI Flash 驱动代码 & u; \/ Z: h7 X5 p1 Q% h0 `! O 添加驱动代码把 QSPI Flash 配置成 memory mapped 模式。 1 z, U* U; I# M |" W* h+ S3 @0 y 3.3. 添加 Touch 功能 6 g# W% b* n* I' C! d 触摸功能在 STM32TouchController.cpp 中实现,具体代码请参考 TBS。 v% ]7 d7 j6 p* Y* y " N1 b# z7 B% I- J % R1 \) o$ u o* Z; d, ^5 m 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 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。 ' l7 P5 _ h2 W1 ?# Y, v ▼▼▼ 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 9 a8 b6 T' l& V8 { |
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挺有趣的,抽空试一下移植到H743上
可以试试