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

" _3 ?; v! n3 `0 @2 a* p( Q; o2
& u4 y+ ^5 N0 }# U7 i+ PSTM32CubeMX 配置过程
% _4 R1 J: v  h( x3 fSTM32F746G_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。
0 H- @& Q/ N9 e% q& X! n

▲ 图2. 图形实现过程

$ T( m( P) g9 C4 V0 b2.1. 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

4 r3 I, Q  I* D' I% S. `; s) h+ g+ o! S2.2. CORTEX_M7
6 Q" _4 b9 A" A$ ?8 n4 r
0 c' H* ?7 o3 I0 x
7 V/ L. ?& ~: A7 [6 B3 J/ r. M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 s  v. ?0 g; R" W2.3. CRC

6 O8 ~% h& E5 c; R7 d
6 Q, K/ w9 A7 {/ r2 U3 ~) F) DCRC 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 ^3 }0 q$ Q7 l" `9 u3 U7 B
7 m$ l6 g* @/ x) I; V! S

▲ 图5. 使能 CRC

2.4. DMA2D
4 z6 [  y2 y, d, f' x) f# [$ r

, Y! o2 y7 m8 q6 ]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。
# q+ f7 I* G0 N7 p) z2 P
/ h9 W! w2 z) b& n( U: u

▲ 图6. 使能 DMA2D

  i% G& A. }% k7 o2.5. 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 s. _; b; Y( ~: Q
, l" y" J- t1 r& I0 S2.6. 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

* t6 {( I, O4 E" Y+ }8 O注意新增总的堆空间大小，防止新建任务的栈大小不足。
- }) z0 I, n2 ]
- I/ M0 a" ?& x) ^. ?/ S
. k" d( O, q! g# H5 N

▲ 图9. 堆空间大小配置

2.7. GPIO
# \, y- t' S" E; i8 V1 l* H! n2 q4 S

7 X, ^  i3 p) E" s& b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。
$ j- x* e, D6 c

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。

▲ 图10. GPIO 配置

2.8. I2C3
* z( Z2 l2 |4 v7 ~8 |  O

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。
3 ^: C, ~- V" H- j, D0 g

▲ 图11. I2C3 配置

2.9. LIBJPEG
4 ?( p% j  B3 f
1 s! v0 u3 L1 o& T( m1 W* q
: E9 P) i/ W3 X% }# s7 o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。
6 K+ d8 R) C. Q1 K9 D" s) s

▲ 图12. GPIO 配置

: h9 C; f" a) S2.10. LTDC
% q/ X) c" n6 V* k
2 t# r" S( V. @1 J% d: k% f
" ~+ f% b5 Z5 ?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。

3 j/ s; q0 s' H  W6 o

▲ 图13. LTDC 参数配置

: g7 s  X3 }/ i) a( P, R

▲ 图14. LTDC layer 配置

▲ 图15. 打开 LTDC 全局中断和错误中断

3 K9 g1 x5 Q% ?0 g, @6 ?
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。
! s1 G$ V/ v0 j; X- S3 m
& f; w% j( t# ^6 ^% g4 x

▲ 图16. QUADSPI 配置

2.12.SYS
7 S: o7 \; j$ `由于 SysTick 被 RTOS 使用，这里 HAL 库的时基选择 TIM6。
( R, g" A6 Y7 }9 P; v

▲ 图17. 系统时钟配置

' L) p8 t( y- x1 i  X( C$ _
  u/ X. d. q+ J; U3 f1 l/ o  H2.13. 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。
( C9 H5 u3 A2 zApplication 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 F9 p0 \- H0 Q" ?7 k8 Q
3 F/ s5 S6 H' s% A8 i8 o5 E

▲ 图18. TouchGFX 配置

0 Y" R9 e4 v' K! T. o
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。

" P, {* D0 l& c, 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。
) g- \; E; `) p* Y; @
9 w" J1 d, C) ?: p; z8 Q# u
3
' h. i7 t/ R+ T添加驱动代码
$ b$ A# i% u% O! g9 Q( r7 m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。

! x: V; n* I6 l' a# B7 g4 r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。
% Q/ E8 T- w# m5 `! {

3.1. 添加 SDRAM 驱动代码
2 t/ V) f+ P" ~$ \( h7 y. u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。

0 C# Z9 k0 n; A) z+ w
3.2. 添加 QSPI Flash 驱动代码
  U, n; W/ ~: r- Z" t添加驱动代码把 QSPI Flash 配置成 memory mapped 模式。

/ @% T) O# c* T4 O
, a6 |$ z5 e9 S% d) U7 I3.3. 添加 Touch 功能
& l4 o1 M5 w) e触摸功能在 STM32TouchController.cpp 中实现，具体代码请参考 TBS。
; A. _& o1 H" C* G9 ^- N
. A' [! f: _' b" ~. j) p) H. P/ Y
  u, D9 Z! \1 R* F- i3.4. 修改链接文件
* ]' l6 O: h' @. N3 `9 `9 [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
1 _. H+ w* s2 r# \3 }3 h& `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。

▼▼▼

点击按钮下载《LTDC RGB 接口 LCD TouchGFX 工程的移植步骤》原文档。
% }3 E2 x$ C! J" n  C0 b点击下载

! b7 K! |& N9 P4 `

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