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: p+ p$ |' b7 `/ u引言
5 x1 ^) |) S4 P0 i( _, p* B. K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

( k. q0 r' f" A6 Y2
1 \% S  O# F' VSTM32CubeMX 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
1 Y+ b8 {/ v/ ^

2 H. q. y8 i5 D6 j  z" S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。
$ w; o& ?9 _: E7 e/ f; i& e) V

▲ 图4. 配置工程名称

, c# B% N# w9 Q1 e. C7 P, W2 G  ]  j2.2. CORTEX_M7


/ G1 z& X2 X6 n4 h  O" I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。
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2.3. CRC

% m5 ?+ M6 K3 h! {, I* [: Z
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。
+ t0 k) W# P* ~# x* I

▲ 图5. 使能 CRC

$ f  x& D0 V/ {4 u3 S' J2.4. DMA2D
: `2 O" h/ x1 A( U# C
  @# o& e& k8 I: E$ C
( q4 l; z% j( e/ J& P$ vDMA2D 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。

: L# \: |- S% t: N, m0 c* U8 E

▲ 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。
6 l3 [' U0 u* m+ Q1 F3 C

▲ 图7. FMC 配置

2 i* x* {; c, [1 C9 m2.6. FREERTOS
  D' s& k4 d% W4 K& s! s7 m2 z
- X& l, F3 {3 ^5 @+ C0 k
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。
+ O  k' O+ Z1 n% R/ j

▲ 图8. FreeRTOS 新增任务

: h8 @8 \/ ~# T( L9 M! }+ e9 k: A
注意新增总的堆空间大小，防止新建任务的栈大小不足。

7 c/ i! V( ^( k2 E* k, T- ^9 d

▲ 图9. 堆空间大小配置

7 j! x5 [9 p- o8 i, s2.7. GPIO


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。
9 T& k- O! P4 Y
' W  d2 T5 z2 w2 S' R
9 {" V! l9 ]6 f: Z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。


: v) g/ Y0 j' K3 ~! A/ P1 @, N0 a

▲ 图10. GPIO 配置

6 s% V* P: E! ^$ a' U2.8. I2C3
' T9 J8 M# I! q6 ^7 {/ ?; Z! E

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。
) p' u  R' R* r( p+ P' K. x1 P
" A( U9 ]) ?$ H7 T( y

▲ 图11. I2C3 配置

. B7 j. y$ S- t0 f& S* \' E# |
2.9. LIBJPEG
- D. m$ A- i! D9 }1 L

5 f6 K4 P& V& D1 M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。

9 a5 s) ^$ O6 [+ Q% F6 @

▲ 图12. GPIO 配置

5 O% _. Y5 Y* X5 J3 R+ G% o2.10. 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。

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▲ 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。
' p5 o# k, h6 B1 |5 x. l

▲ 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。
- C& d7 o2 M5 e2 G. ]

▲ 图17. 系统时钟配置

( U* e& H- O: D
+ ~3 \9 ]: X7 Z  j2.13. X-CUBE-TOUCHGFX
Interface：接口选择 Parallel RGB(LTDC)
; t: @+ j0 t- }& P. k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 ]7 D! Q' n+ o, \9 w  f0 v; @3 [
2 s1 t2 B0 l3 M+ f

▲ 图18. TouchGFX 配置

2 i( {: L6 T, u& O* V0 ]: c
2.14.Clock Configuration
' v! i4 b. m+ w" L  C& `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。

2 u" \. l) ^; ~+ @9 |

▲ 图19. 时钟树配置

- }1 `+ `0 f2 x' e, X$ K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。


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。

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 @1 @7 j/ Q( m5 m& T
$ k' x' C: Z# v, C3 v2 s
: n2 W3 B0 _8 M% P% K% c  T# D3.1. 添加 SDRAM 驱动代码
' L# n# T6 O5 ^& _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。

6 t6 c) a3 K3 B0 a/ B% F8 \8 v
2 K2 I# Z- S) }, D2 b3 u. q3.2. 添加 QSPI Flash 驱动代码
4 d9 P3 D8 X- s& {3 ?添加驱动代码把 QSPI Flash 配置成 memory mapped 模式。

, L) W& R9 W6 U( @# r
3.3. 添加 Touch 功能
' Y2 G8 {5 C9 S触摸功能在 STM32TouchController.cpp 中实现，具体代码请参考 TBS。

1 P1 A# X% k# O& O
3.4. 修改链接文件
6 U4 `! z, H5 B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
4 `% \1 @; m& Z- E: a1 S- b* }小结
% K7 B5 W) ^. A1 g. c: C# A/ ], A8 W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。
% r; p8 p. o" {# r' u3 b$ d9 z

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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
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