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' }; m4 F4 S+ g3 j- n9 y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

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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

7 V% D  A* l& s( i2.1. 新建 IOC 工程


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

* @; L* b  d) a0 L2.2. CORTEX_M7


; p9 F  w. F. _# D) w% H. Z6 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。


7 t, M; Z  h2 {% _" p! f. \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。

▲ 图5. 使能 CRC

. u' ]2 M  n' L' u7 ?( |2.4. DMA2D
5 p/ U' s& E4 L
6 m0 R9 S7 \) a7 z" d
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。
4 K" Q! X) p3 P7 b9 c
: A" o. X) N% V7 j( B

▲ 图6. 使能 DMA2D

$ ?9 a: Y5 p. T. c2.5. 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。

▲ 图7. FMC 配置

6 f5 @6 B( N8 y  w
* \$ P2 p7 ?% i8 i$ ]2.6. FREERTOS
7 z6 l7 ]- _7 F. O5 ?1 C, d5 ]
5 G8 B1 A8 L3 r
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

# {1 K( a/ s* z注意新增总的堆空间大小，防止新建任务的栈大小不足。
3 b' P* ]5 G2 G! o( g1 b/ k

▲ 图9. 堆空间大小配置

2.7. GPIO
# C0 A- m3 m9 x. Z; k. r
" B0 I* h4 t/ G$ g' b0 y$ g' e% G6 }
/ Y* _9 t2 Z; c/ z/ X& `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。

" f/ \( Q7 K7 s1 t
- H- X6 I0 E# x/ y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。


$ F4 o9 e, `0 A6 c( e0 O' F& x

▲ 图10. GPIO 配置

( J6 s/ X& z$ e0 A8 j2.8. I2C3
0 A, I  y* x  V7 D- r9 E' z, @

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。
; u0 [' }9 F7 Z$ g( f. o. `! `  I- ?
+ S- E# J3 _$ ~: z. |# c9 U

▲ 图11. I2C3 配置

2.9. LIBJPEG
( M5 L! ]# R$ R, }4 W

/ K5 t, F, B, y! o6 V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。

7 S7 T2 H3 J6 x

▲ 图12. GPIO 配置

2.10. LTDC


) Z$ ~, `. l  B: R" J  p, @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。
8 }: P+ q# _6 A% O' J
* \+ Z% k; A  u1 S5 X; ~

▲ 图13. LTDC 参数配置

+ K3 }- t2 S* t  U, y- \4 j' U: i

▲ 图14. LTDC layer 配置

▲ 图15. 打开 LTDC 全局中断和错误中断

0 F: c6 M5 E: `7 G6 a! F
6 r& }5 `) u6 S5 w  H6 T# y! M2.11. 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+ V  ]& C& P' t/ {$ Y
" m) @# l$ W9 s# w& V5 j

▲ 图16. QUADSPI 配置

2.12.SYS
1 Z: g, T! H) F; K* ]  A由于 SysTick 被 RTOS 使用，这里 HAL 库的时基选择 TIM6。
# ^) `0 N) G$ h& C
0 q+ Q% X+ z1 [/ l, F. l) x

▲ 图17. 系统时钟配置

* H- Y3 {# ^. a. ]
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。

& \7 J( f3 c2 G- J

▲ 图18. TouchGFX 配置

2.14.Clock Configuration
7 s6 p/ N: [4 b# T! D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。

9 C* Q* w6 ]; @( c
3
添加驱动代码
  T. g: L% @0 z) N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。

% `3 j& r' ]# ^8 @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。


3.1. 添加 SDRAM 驱动代码
3 v( g: S' Y; a/ n( Q* N& l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。
7 L" C$ Z: Q8 Q: c/ s* O1 n

3.2. 添加 QSPI Flash 驱动代码
7 |  P) I) T3 i, {- R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。
- t- ]! \/ v) m2 g! f& j
6 O/ ^" |# D% k
6 `# w+ n. ^; P3.4. 修改链接文件
4 f6 [$ h  u9 z, D( 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。


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小结
4 C+ K3 h6 D  N3 ^0 E3 X* t# p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。

. ]3 Z" ^7 f7 Q; g4 I0 k) Z2 W) S8 l
* i! a3 |. ?5 |+ ~3 S' x

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点击按钮下载《LTDC RGB 接口 LCD TouchGFX 工程的移植步骤》原文档。
/ _( p5 e& |2 h8 j9 Q  ]- z点击下载

+ G, N4 O5 m" N# I

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