1.总览

1.1 学习 TouchGFX 的原因

一开始我们学习过接在开发板之上的 LCD 屏幕，使用起来比较方便，用于调试非常合适，不过想做一些比较美观的困难（没有更深入学习图形库，因为电赛时间比较紧，学习的必要性比较低）

之后我们接触到了串口屏，串口屏开发简单，控件全面，学习成本比较低，非常适合当时我们时间比较紧的情况下学习。

但是串口屏的界面比较局限，被限制得很死，很难做出动画效果。所以在时间充裕的情况下我想尝试尝试 TouchGFX

初衷：想要借助 TouchGFX 做出更好的界面效果，要让开发更加舒畅！

1.2 涉及到的内容的参考

1.3 开发环境

STM32CubeIDE : 1.7.0

STM32Cube_FW_H7 : 1.9.0

X-CUBE-TOUCHGFX : 4.17.0

TouchGFX Designer : 4.18.0

2. BSP 的驱动

买了一块非常轻量的 H7 板子，封装十分不错

01开发板

型号：STM32H732IIT6

2.1 RCC

首先先配置外部时钟.

02RCC配置

2.2 Cache & MPU

H7 相比 F4，最核心的差别就是增加了 I&D Cache，掌握好能极大加速读写速度.

03Cache&MPU

2.3 LED

作为嵌入式开发可少不了点灯.

04LED

2.4 DEBUG

设置 DEBUG 为 串行 模式.

05DEBUG

2.5 USART

设置一个用于调试用的串口.

06USART

2.6 QSPI

外部 FLASH，芯片型号为 W25Q64，有 8M byte 的空间，驱动后可挂载到总线上，直接通过地址访问，用于之后储存较大的图片或者文字使用.（在引脚配置的界面，配置配置好 QSPI 对应的引脚后一点一点要右键 PIN（锁定）一下引脚，后面配置也是一样，不然可能会出现引脚莫名转移到其他位置的情况！）

07QSPI1
07QSPI2

2.7 SDRAM

外部 SDRAM，芯片类型为 W9825G6-6I，有 32M byte 的空间，用于之后作为显存使用。当然也可以用来“空间换时间”.

08SDRAM1
08SDRAM2

2.8 LDTC

通过 LDTC 配置 RGB接口.

这里还是推荐使用 RGB555，帧数更高，而且相较 RGB888 颜色差别也不太大.

09LDTC1
09LDTC2
09LDTC3

RGB接口支持 RGB888，由此出多的建议也配置上，防止以后误用.
09LDTC4

**重要：**配置 LDTC 的全局中断，因为 TouchGFX 的刷新依赖于 LDTC 的中断，所以这里必须要开启.
09LDTC5

最后还有一个背光控制的引脚需配置.
09LDTC6

2.9 DMA2D

09LDTC-DMA2D

2.10 触摸芯片的驱动

触摸芯片通过 IIC 来与 MCU 通信，这里使用 GPIO 模拟 IIC 的方法来实现通讯。
10TOUCH

2.11 时钟树

11时钟树

2.12 项目配置

12项目配置

2.13 相关驱动代码

2.13.1 QSPI

MX_QUADSPI_Init() 执行后要进入内存映射模式

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/* USER CODE BEGIN QUADSPI_Init 2 */
QSPI_W25Qxx_Init();             //重启一下
QSPI_W25Qxx_MemoryMappedMode(); //进入透传模式
/* USER CODE END QUADSPI_Init 2 */

2.13.2 SDRAM

MX_FMC_Init() 执行后有相关配置

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  /* USER CODE BEGIN FMC_Init 2 */
  SDRAM_Initialization_Sequence(&hsdram1,&command);//配置SDRAM
  /* USER CODE END FMC_Init 2 */

/* USER CODE BEGIN 0 */
FMC_SDRAM_CommandTypeDef command;	// 控制指令
/******************************************************************************************************
*	函 数 名: SDRAM_Initialization_Sequence
*	入口参数: hsdram - SDRAM_HandleTypeDef定义的变量，即表示定义的sdram
*				 Command	- 控制指令
*	返 回 值: 无
*	函数功能: SDRAM 参数配置
*	说    明: 配置SDRAM相关时序和控制方式
*******************************************************************************************************/

void SDRAM_Initialization_Sequence(SDRAM_HandleTypeDef *hsdram, FMC_SDRAM_CommandTypeDef *Command)
{
	__IO uint32_t tmpmrd = 0;

	/* Configure a clock configuration enable command */
	Command->CommandMode 						= FMC_SDRAM_CMD_CLK_ENABLE;	// 开启SDRAM时钟
	Command->CommandTarget					= FMC_COMMAND_TARGET_BANK; 	// 选择要控制的区域
	Command->AutoRefreshNumber			= 1;
	Command->ModeRegisterDefinition	= 0;

	HAL_SDRAM_SendCommand(hsdram, Command, SDRAM_TIMEOUT);	// 发送控制指令
	HAL_Delay(1);		// 延时等待

	/* Configure a PALL (precharge all) command */
	Command->CommandMode 					= FMC_SDRAM_CMD_PALL;		// 预充电命令
	Command->CommandTarget 				= FMC_COMMAND_TARGET_BANK;	// 选择要控制的区域
	Command->AutoRefreshNumber 		= 1;
	Command->ModeRegisterDefinition 	= 0;

	HAL_SDRAM_SendCommand(hsdram, Command, SDRAM_TIMEOUT);  // 发送控制指令

	/* Configure a Auto-Refresh command */
	Command->CommandMode 				=	FMC_SDRAM_CMD_AUTOREFRESH_MODE;	// 使用自动刷新
	Command->CommandTarget 				=	FMC_COMMAND_TARGET_BANK;          // 选择要控制的区域
	Command->AutoRefreshNumber			= 8;                                // 自动刷新次数
	Command->ModeRegisterDefinition 	= 0;

	HAL_SDRAM_SendCommand(hsdram, Command, SDRAM_TIMEOUT);	// 发送控制指令

	/* Program the external memory mode register */
	tmpmrd = (uint32_t)SDRAM_MODEREG_BURST_LENGTH_2         |
							SDRAM_MODEREG_BURST_TYPE_SEQUENTIAL   |
							SDRAM_MODEREG_CAS_LATENCY_3           |
							SDRAM_MODEREG_OPERATING_MODE_STANDARD |
							SDRAM_MODEREG_WRITEBURST_MODE_SINGLE;

	Command->CommandMode					= FMC_SDRAM_CMD_LOAD_MODE;	// 加载模式寄存器命令
	Command->CommandTarget 				= FMC_COMMAND_TARGET_BANK;	// 选择要控制的区域
	Command->AutoRefreshNumber 		= 1;
	Command->ModeRegisterDefinition 	= tmpmrd;

	HAL_SDRAM_SendCommand(hsdram, Command, SDRAM_TIMEOUT);	// 发送控制指令

	HAL_SDRAM_ProgramRefreshRate(hsdram, 918);  // 配置刷新率
}
/* USER CODE END 0 */

2.13.3 LDTC

MX_LTDC_Init() 执行后打开消抖和背光

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/* USER CODE BEGIN LTDC_Init 2 */
HAL_LTDC_EnableDither(&hltdc); //开启消抖
HAL_GPIO_WritePin(LTDC_BL_GPIO_Port, LTDC_BL_Pin, GPIO_PIN_SET); //开启背光
/* USER CODE END LTDC_Init 2 */

3 TouchGFX

3.1 FreeRTOS

选择 FreeRTOS CMSIS_V2，并开启 FPU（先开着吧，也不知道会不会用上）

13FreeRTOS1

因为 TouchGFX 处理的函数将要执行在 defaultTask 任务上，而且需要较多堆栈空间，因此需要调整堆栈空间。

首先给 FreeRTOS 分配 256K byte 空间，再设置defaultTask 堆栈为 4096

13FreeRTOS2

13FreeRTOS3

Cube不推荐直接用滴答定时器作为系统时钟，所以这里我用基础定时器TIM7作为系统时钟

13FreeRTOS4

3.2 CRC

开启 CRC
14CRC

3.3 TouchGFX

首先要安装 Cube 的 TouchGFX 工具包（用于代码生成）
15TouchGFX1

15TouchGFX2

再配置 TouchGFX

15TouchGFX3

配置完成后就可以生成代码了！

3.4 忽略 TouchGFX 的 video 组件

Cube使用的是 4.17 的版本，而TouchGFX 使用的是 4.18的版本，编译的时候会出现以下报错。

16TouchGFX-Designer1

可配置项目忽略此文件

16TouchGFX-Designer2

3.5 生成 TouchGFX 代码

打开 TouchGFX 文件夹下的 ApplicationTemplate.touchgfx.part, 创建一个 Demo 例程。

16TouchGFX-Designer3

然后点击 </> 生成代码

3.6 添加 TouchGFX 处理任务

在 Src/freertos.c 文件下添加头文件

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/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "app_touchgfx.h"
/* USER CODE END Includes */

并在 StartDefaultTask 函数添加对应内容

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void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* init code for USB_DEVICE */
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    MX_TouchGFX_Process();
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

3.7 添加 触摸扫描 到TouchGFX

打开 TouchGFX/target/STM32TouchController.cpp 文件，添加触摸芯片初始化和扫描.

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/* USER CODE BEGIN STM32TouchController */

#include <STM32TouchController.hpp>

extern "C"{
  #include "touch_800x480.h"
}

void STM32TouchController::init()
{
  /* 触摸屏初始化 */
  Touch_Init();
}

bool STM32TouchController::sampleTouch(int32_t& x, int32_t& y)
{
#define frequency 5  //扫描频率
  static uint8_t i=0;  //
  static uint16_t lx,ly,lflag; //用于记录之前的坐标和记录


  if(i/frequency) {
    /* 开启一次对触摸屏的扫描 */
    Touch_Scan();

    /* 按下则赋予坐标 */
    if(touchInfo.flag == 1) {
      x = lx = touchInfo.x[0];
      y = ly = touchInfo.y[0];
      lflag = 1;
      return true;
    }
    else {
      lflag = 0;
      return false;
    }
  }

  else {
    if(lflag == 1) {
      x = lx;
      y = ly;
      return true;
    }
    else {
      return false;
    }
  }
}

/* USER CODE END STM32TouchController */

添加完成后再上机烧录，实测没有问题，非常丝滑！

16TouchGFX-Designer4

4.总结

这次由商家给的例程移植到用 CubeIDE 开发，花了不少功夫，走了不少弯路（驱动不出来是真滴难受），但是我也接触到了 RTOS 已经 图形库 的内容，视野开扩了不少。

下一步需要学习的方向：

  • FreeRTOS 内核
  • TouchGFX 常用组件的使用

5.源码下载

source