
1 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 - f$ a6 N7 _4 I' U% U9 {/ e: [; a- e8 u' i1 c' i$ a 2 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。 & T( ?$ k9 K% \ ![]() ▲ 图2. 图形实现过程 2.1. 新建 IOC 工程 : t9 q7 d( r, a) M$ c 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。 ![]() ▲ 图4. 配置工程名称 t3 \' Y7 u. Z% W" G U2.2. CORTEX_M7 2 R7 t0 n) c& ^, s, _% } ) M% c, S& t& ?0 c) H2 j 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。 , K n, q; P ^5 H 8 _; Y9 D }; ?5 Z9 j0 d5 K. ?, } 2.3. CRC " [# s, }1 B5 t$ |; F 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。 . A! C( t4 J3 G& w, Z0 Y " Z$ k- s3 w" [: B d! O ![]() ▲ 图5. 使能 CRC # M+ {8 U3 S. c- y& M2.4. DMA2D ) I% ?: r* b9 [0 M 7 M- v% n+ Q0 p3 g% T { 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 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。 ' v* d' c0 Q% k/ X ![]() ▲ 图7. FMC 配置 / D* p# e+ D2 x x. [, |7 g' D, u 2.6. FREERTOS ( S' u T" V, ~5 ]' H* c , F; x% w1 m5 K9 z( h w2 c9 \ 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。8 b7 F% a3 [" R' O1 C2 X; V ![]() ▲ 图8. FreeRTOS 新增任务 8 ], A% q1 B" g8 S- `( `5 i; g 注意新增总的堆空间大小,防止新建任务的栈大小不足。 % \: k. V! S8 U ![]() ▲ 图9. 堆空间大小配置 $ h8 H. H# B; `& T. n* @2.7. GPIO 2 t. g. ^' N5 Z5 x Q, f) ]5 Y $ i& l$ ?# s) d 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。 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。 + h/ [# A8 p0 p( h( A1 J# }: \ ![]() ▲ 图10. GPIO 配置 2.8. 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。 5 U- e' C; W N5 `5 U' A r. f ![]() ▲ 图11. I2C3 配置 ' r$ g9 v5 T. C! x: u" h5 c* \ 2.9. LIBJPEG 6 i- ]; C2 `; V! A/ Y& t) x$ l 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。. a2 C" ^0 p* q, w; e ![]() ▲ 图12. GPIO 配置 2 H( _3 V# l% A2.10. LTDC 3 t8 F k1 c1 n+ v2 r/ ~ ; f/ g% B, b3 M% d 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。: N- p; s$ x6 R9 `! N ![]() ▲ 图13. LTDC 参数配置 2 n0 F% b8 k! h9 V% w* J3 g0 @![]() ▲ 图14. LTDC layer 配置 ![]() ▲ 图15. 打开 LTDC 全局中断和错误中断 ( w' Q2 r! M; Z7 D' Q z2.11. QUADSPI * q! Q+ e$ ~: y; V3 U& K! K 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。 5 L0 Z, K4 i4 x& K; b* J ![]() ▲ 图16. QUADSPI 配置 2.12.SYS 由于 SysTick 被 RTOS 使用,这里 HAL 库的时基选择 TIM6。 ![]() ▲ 图17. 系统时钟配置 2.13. X-CUBE-TOUCHGFX Interface:接口选择 Parallel RGB(LTDC) 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。 ![]() ▲ 图18. TouchGFX 配置 : w8 q1 j% N/ z- P$ P% y# B1 x! q- l; v* Q; p8 P/ O! M2 P 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 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。 ) W9 F( |% f% _" h6 w6 Q Y, g - S( b. S& q; j 3 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。( Z9 K7 B. H% C9 i) `2 B 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。 . ]2 |" |: @& M6 w' d3 e3 p 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。 8 s" W/ H4 f/ ^" Q$ V 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。 / L* J4 R% E5 H0 h, D3 d2 J 3.3. 添加 Touch 功能 1 h( z3 ^% i* ~1 ?6 o! q# E& `# e 触摸功能在 STM32TouchController.cpp 中实现,具体代码请参考 TBS。 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。 0 {. f$ _1 Q W$ E5 Y 49 z! O |' l% q0 c 小结 6 }; x o6 S' M$ I K6 r 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。 7 W- B8 A/ ~: n3 S8 H4 G ▼▼▼ 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 2 I% j; V" { q) l1 V" U% N# c# ^ |
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挺有趣的,抽空试一下移植到H743上
可以试试