非常感谢21ic与ST，给予我这次参与【STM32U385RG 测评】评测的机会。本次我参与的计划是移植TouchGFX并且制做一个基于TouchGFX的门禁控制系统。下面我将分享如何创建这个综合的管理系统。
【开发环境】
1、STM32CubeMX,这个是工程的软件核心，用其配置工程所有的外设、时钟、操作系统、TouchGFX的基础代码。
2、STM32CubeCLT，这个是进行编译的核心，提供了交叉编译工具。
3、CLion，提供代码编辑工具。
4、TouchGFX Designer，做为最优秀的GUI设计工具，做到所见即所得。
【硬件】
1、NUCLEO_U3385RG-Q开发板。
2、ST7789LCD（带GT911触摸屏）
【工程创建】
1、打开STM32CubeMX创建基于STM32U385RG的基础工程。
 


2、配置主时钟为96MHz
 


3、配置sys的时基为TIM15
 


为了移植FreeRTOS后，出现HAL_Delay卡死，修改TIM15的中断级别为1：
 


4、配置USART1为日志输出，根据原理图，IO使用PA9、PA10,波特率为115200。
 


 


5、配置操作系统为FreeRTOS，内存管理为heap_4
 


修改Heap Size、Stack Size为0x2000
 


使能CMISIS RTOS2：
 


6、打开ICHACE
7、为了使用TouchGFX，打开CRC
到此基础的工程已经移植好了。
【移植TouchGFX】
移植touchgGFX需要驱动带触摸的LCD屏，TFT为st7789、触摸为GT911
1、使用SPI1来驱动LCD屏，同时还需要指定CS、DC、RST三个IO，定义IO如下：

复制 

 

  
    
   
  1. /*
    2. 
   
  2. LCD_PWR：PB10
    3. 
   
  3. LCD_RST：PC6
    4. 
   
  4. LCD_WR： PC7
    5. 
   
  5. LCD_CS： PC9
    6. 
   
  6. LCD_SCK  PA1
    7. 
   
  7. LCD_SDA  PA7
    8. 
   
  8. */
    9. 
  

 




在stm32cubeMX配置如下：

   





特别注意一点是SCK必须配置为上拉，并且速度需要设置为very high。

   





传输数据宽度为8bit，时钟极性为空闲是高电平，第二个时钟沿采样。
为了提高传输效率，给SPI1的TX配置GPDMA

   





为CH0配置为SPI1_TX，传输为从内存到外设，地址为自动增长，为了更高效的传输，传宽宽为Half Word即为16bit宽度。
打开spi以及GPDMA中断

   





2、配置PC6、PC7、PC9为普通输出。用于LCD的CS、RST、DC。

   





3、配置GT911，GT911使用I2C2,同时还需要配置RST与INT



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. /*
    2. 
   
  2. //引脚图：
    3. 
   
  3. SDA--PB13
    4. 
   
  4. SCL--PB14
    5. 
   
  5. INT--PC8
    6. 
   
  6. RST--PB5
    7. 
   
  7. */
    8. 
  

 











   





触摸屏配置到这里结束了。
【背光控制】
为了可以实现背光控制，启用TIM2_CH3为PWM输出，配置为2K的输出：

   




 同时还需要添加一个定时器6，为touchgGFX提供一个20ms心跳。

   





到此外设配置结束
【TouchGFX】
打开cube-touchGFX

   






   





配置为自定义外设，宽长为240*320
实时操作系统为FreeRTOS V2
添加一个任务如下：

   





最后在工程中生成CMake的工程：

   





【创建touchGFX基础界面】
使用TouchGFX Designer在创建的工程中添加一个空白GUI添加界面如下：

   





生成代码后，使用Clion打开工程项目文件夹
【配置编译工具】
打开工程后，配置编工具链如下：

   





然后选择此工具链：

   





点击确定，打开工程。CMake会自动配置工程。
编译后成功生成工程： 





看到RAM占用达到95%，因此需要把heap放到第二个内存区域，修改链接文件如下：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1.   ._user_heap_stack :
    2. 
   
  2.   {
    3. 
   
  3.     . = ALIGN(8);
    4. 
   
  4.     PROVIDE ( end = . );
    5. 
   
  5.     PROVIDE ( _end = . );
    6. 
   
  6.     . = . + _Min_Heap_Size;
    7. 
   
  7.     . = . + _Min_Stack_Size;
    8. 
   
  8.     . = ALIGN(8);
    9. 
   
  9.   } >RAM2
    10. 
  

 




重新编译后点用内存如下：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. [89/89] Linking CXX executable 21ic_touchGFX.elf
    2. 
   
  2. Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
    3. 
   
  3.              RAM:      170420 B       192 KB     86.68%
    4. 
   
  4.             RAM2:         16 KB        64 KB     25.00%
    5. 
   
  5.            FLASH:      305288 B         1 MB     29.11%
    6. 
  

 




【移植lcd驱动】
将st7789与GT911的驱动添加到工程中。

   





将工程选项添加进CMakeLists.txt中

   





在lcd中配置spi写入字节的函数：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. /**************************************************************
    2. 
   
  2. 函数名称 : sp1_write_byte
    3. 
   
  3. 函数功能 : SPI1 写一个字节
    4. 
   
  4. 输入参数 : w_data：要写入的字节，size：写入字节大小
    5. 
   
  5. 返回值           : 0 --> 写入成功，其他 --> 写入失败
    6. 
   
  6. 备注                 : 无
    7. 
   
  7. **************************************************************/
    8. 
   
  8. uint8_t sp1_write_byte(uint8_t *r_data, uint16_t size)
    9. 
   
  9. {
    10. 
   
  10.         return HAL_SPI_Transmit(&hspi1, r_data, size, 1000);
    11. 
   
  11. }
    12. 
  

 




【区配置touchgfx显示】
1、打开TouchGFXHAL.cpp中在顶部添加代码如下：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. #ifdef __cplusplus
    2. 
   
  2.     extern "C"{
    3. 
   
  3. #include "lcd.h"
    4. 
   
  4. #include "stdio.h"
    5. 
   
  5. #include "spi.h"
    6. 
   
  6. #include "app_freertos.h"
    7. 
   
  7.     }
    8. 
   
  8. #endif
    9. 
   
  9. extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
    10. 
   
  10. extern __IO uint32_t wTransferState;
    11. 
   
  11. 
   
  12. #include <touchgfx/hal/OSWrappers.hpp>
    13. 
  

 




2、修改屏幕刷新函数如下：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. void TouchGFXHAL::flushFrameBuffer(const touchgfx::Rect& rect)
    2. 
   
  2. {
    3. 
   
  3.     TouchGFXGeneratedHAL::flushFrameBuffer(rect);
    4. 
   
  4.     volatile uint16_t* buffer = getClientFrameBuffer()+(rect.y*LCD_WIDTH)+rect.x;
    5. 
   
  5.     lcd_set_address(rect.x, rect.y, rect.x+rect.width-1, rect.y+rect.height-1);
    6. 
   
  6.     lcd_write_ram();
    7. 
   
  7.     hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;
    8. 
   
  8.     HAL_SPI_Init(&hspi1);
    9. 
   
  9.     LCD_CS(0);
    10. 
   
  10.     LCD_WR(1);
    11. 
   
  11.     for(uint32_t i=0; i<rect.height; i++)
    12. 
   
  12.     {
    13. 
   
  13.         HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, (uint8_t *)buffer, rect.width);
    14. 
   
  14.         while(wTransferState != TRANSFER_COMPLETE)
    15. 
   
  15.         {
    16. 
   
  16.             //osDelay(1); // 使用RTOS延迟代替空循环
    17. 
   
  17.         }
    18. 
   
  18.         wTransferState = TRANSFER_WAIT;
    19. 
   
  19.         buffer += LCD_WIDTH;
    20. 
   
  20.     }
    21. 
   
  21.     hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
    22. 
   
  22.     HAL_SPI_Init(&hspi1);
    23. 
   
  23. }
    24. 
  

 




添加同步函数如下：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. extern "C"
    2. 
   
  2. void touchgfxSignalVSync(void)
    3. 
   
  3. {
    4. 
   
  4.     HAL::getInstance()->vSync();
    5. 
   
  5.     OSWrappers::signalVSync();
    6. 
   
  6.     HAL::getInstance()->swapFrameBuffers();
    7. 
   
  7. }
    8. 
  

 




在spi.c中添加spi-GPDMA回调函数，代码如下：

   



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. /* USER CODE BEGIN 1 */
    2. 
   
  2. __IO uint32_t wTransferState = TRANSFER_WAIT;
    3. 
   
  3. void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
    4. 
   
  4. {
    5. 
   
  5.   /* Turn LED2 on: Transfer in transmission/reception process is complete */
    6. 
   
  6. 
   
  7.   wTransferState = TRANSFER_COMPLETE;
    8. 
   
  8. 
   
  9. }
    10. 
   
  10. 
   
  11. void HAL_SPI_ErrorCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
    12. 
   
  12. {
    13. 
   
  13.   wTransferState = TRANSFER_ERROR;
    14. 
   
  14. }
    15. 
   
  15. /* USER CODE END 1 */
    16. 
  

 




在main.c中的定时器回函数中添加代码如下：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
    2. 
   
  2. {
    3. 
   
  3.   /* USER CODE BEGIN Callback 0 */
    4. 
   
  4. 
   
  5.   /* USER CODE END Callback 0 */
    6. 
   
  6.   if (htim->Instance == TIM15)
    7. 
   
  7.   {
    8. 
   
  8.     HAL_IncTick();
    9. 
   
  9.   }
    10. 
   
  10.   /* USER CODE BEGIN Callback 1 */
    11. 
   
  11.   if (htim->Instance == TIM6)
    12. 
   
  12.   {
    13. 
   
  13.     touchgfxSignalVSync();
    14. 
   
  14.   }
    15. 
   
  15.   /* USER CODE END Callback 1 */
    16. 
   
  16. }
    17. 
  

 




同时添加lcd的初始化代码，并开启定时器：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    2. 
   
  2.   HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);
    3. 
   
  3.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_3);
    4. 
   
  4.   lcd_init();
    5. 
   
  5.   /* USER CODE END 2 */
    6. 
  

 




【添加gt911与toucgfx的适配】
在STM32TouchController.cpp中添加对头文件的引用：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. #ifdef __cplusplus
    2. 
   
  2.     extern "C"{
    3. 
   
  3. #include "gt911.h"
    4. 
   
  4.     }
    5. 
   
  5. #endif
    6. 
   
  6. extern Touch_Struct User_Touch;
    7. 
  

 




添加gt911初始化与触摸获取代码如下：



 

  复制
 

 

 

  
    
   
  1. void STM32TouchController::init()
    2. 
   
  2. {
    3. 
   
  3.     GTP_Init();
    4. 
   
  4. }
    5. 
   
  5. 
   
  6. bool STM32TouchController::sampleTouch(int32_t& x, int32_t& y)
    7. 
   
  7. {
    8. 
   
  8.     if ((GTP_INT_GPIO_PORT->IDR & GTP_RST_GPIO_PIN) != 0x00U)
    9. 
   
  9.     {
    10. 
   
  10.         return false;
    11. 
   
  11.     }
    12. 
   
  12.     GTXXXX_Scanf();
    13. 
   
  13.     if (User_Touch.Touch_State == 0x80)
    14. 
   
  14.     {
    15. 
   
  15. 
   
  16.         x = User_Touch.Touch_XY[0].X_Point;
    17. 
   
  17.         y = User_Touch.Touch_XY[0].Y_Point;
    18. 
   
  18.         User_Touch.Touch_State = 0;
    19. 
   
  19.         User_Touch.Touch_Number = 0;
    20. 
   
  20.         return true;
    21. 
   
  21.     }
    22. 
   
  22.     return false;
    23. 
   
  23. 
   
  24. }
    25. 
  

 




到此全部代码移植完毕。
【结果】
编译下载到开发板后效果如下：

   





【总结】
1、stm32提供了非常友好的图形化界面配置，配置外设非常简单，特别是整合了freertos、touchgfx这么大的工程。
2、本次的工程使用到的GPIO、USART、I2C、SPI、TIM、GPDMA外设，整合为TouchGFX提供了硬件支持。特别是SPI可以通过GPDMA进行16bit的高带宽的数据传输为TouchGFX提供了强大的硬件支持。
3、注意事项，在移植过程中，需要注意以下几点：
一、为SYS提供心跳支持的TIM15需要手工调整中断级别，以免在freertos还没有正常工作时，由于得不到中断权限卡死在HAL_Delay中。
二、FreeRTOS的内存空间需要尽可能大，要不在创建TouchGFX任务时会出现失败。
三、由于U385的内存空间是分为两个区间的，需要手工调整一下链接文件对内存的分配。以免出现内存不足的现象。
四、由于CLion下载后，不能自动重启，在下载后，需要手工复位开发板。


   



 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 





 

 
。

   ---------------------

   作者：lulugl

   链接：https://bbs.21ic.com/icview-3470090-1-1.html?_dsign=70debd4e

   来源：21ic.com

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