在詳述實現(xiàn)過程之前，我們先看一下 ST 專家點評。

ST專家點評

從這個評測貼中我們可以看到這位同學(xué)給我們展示了如何使用STM32H750+TouchGFX開發(fā)平臺快速開發(fā)一個使用STM32H7對電機進行控制的應(yīng)用。從UI設(shè)計的角度來看：UI的設(shè)計非常好，這位工程師對UI設(shè)計方面也是非常有心得的，由于UI設(shè)計的非常好，再加上TouchGFX Designer的布局和交互，設(shè)計出來的界面非常美觀。在UI設(shè)計方面，使用很多TouchGFX Designer自帶的控件進行UI設(shè)計，基礎(chǔ)控件:如圖片/文本/進度條控件進行基礎(chǔ)布局，使用滑動容器控件和靜態(tài)圖表控件用與實現(xiàn)子頁面滑動/圖表等功能;并通過TouchGFX 模擬器進行仿真測試，很方便的開發(fā)出一款界面美觀交互友好的嵌入式GUI產(chǎn)品。

從數(shù)據(jù)處理的角度看：UI設(shè)計好后，通過MVP機制對UI和后端數(shù)據(jù)處理進行分離對電機進行控制，前后端分離，方便未來增加和擴展更多功能。

從整體設(shè)計來看：設(shè)計的UI非常美觀，接近智能手機/手表的用戶體驗,功能實現(xiàn)比較完整. 是一個很好的的UI設(shè)計作品。

一、項目介紹

參加STM32論壇的STM32H750B-DK評測活動，利用提供的開發(fā)板做一個前期驗證項目。驗證項目是做一個手持的電機運動節(jié)點維護設(shè)備，方便攜帶到現(xiàn)場對電機進行維護，這里暫且稱為PAD。(實物演示視頻見本文上方作品展示)PAD通過UART與電機控制節(jié)點連接通訊(如下圖所示)，當(dāng)檢測到設(shè)備接入，PAD獲取其設(shè)備信息狀態(tài)，包括固件版本、PCB版本、運行日志等。通過PAD還可以控制電機做一些簡單的運動測試，配置電機的運動參數(shù)，如加速度、速度、電流等。由于時間有限，目前僅實現(xiàn)上述功能。

二、開發(fā)板STM32H750B-DK

開發(fā)板資源豐富，本項目比較關(guān)注的資源情況：

Arm? Cortex?-M7 內(nèi)核(帶雙精度浮點單元)，400MHz主頻

4.3英寸RGB LCD，電容屏

外擴2 x 512Mbit Flash

擴128 Mbit SDRAM

UART接口

持Chrom-ART圖形加速

三、設(shè)計工具

STM32CubeMX

STM32CubeIDE 1.9.0

TouchGFX Designer V4.20

項目中用到的TouchGFX資源

(1)控件(Widget)

Box

Button

Image

Slider

Static Graph

Swipe Container

Text Area

Texture Mapper

(2)實現(xiàn)UI動效使用到的TouchGFX內(nèi)置的交互動作(Interactions Action)

Call new virtual function

Change screen

Move Widget

Fade Widget

Wait for

四、界面設(shè)計

不會UI設(shè)計的電子工程師不是好廚師，所以這一次親自操刀設(shè)計，整體設(shè)計風(fēng)格采用我喜歡的“毛玻璃效果”。TouchGFX Designer的模擬器非常實用，大大提高了調(diào)試效率，以下圖片均來自模擬器的截圖。實際上，模擬器的顯示效果與直接目視比較接近，視頻拍出來的效果比實際差了不少，屏幕顏色不對，還有條紋。。。截圖只能看靜態(tài)效果，動態(tài)效果請大家觀看文章上方視頻演示。目前實現(xiàn)了5個界面：開機、連接、功能選擇、信息顯示、電機控制。

4.1 開機動畫

4.2 連接界面

4.3 功能選擇界面

4.4信息顯示界面

4.5電機控制界面

五、硬件交互

使用TouchGFX的MVP框架實現(xiàn)GUI與硬件的雙向交互。MVP的全稱為Model-View-Presenter，Model提供數(shù)據(jù)，View負責(zé)顯示，Controller/Presenter負責(zé)邏輯的處理。在本項目中主要是檢測用戶在觸摸屏上的操作，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的UART命令發(fā)送至外部電機控制板;當(dāng)外部電機控制板的狀態(tài)發(fā)生變化時，也會主動發(fā)送數(shù)據(jù)到開發(fā)板，此時GUI負責(zé)刷新界面顯示的相關(guān)內(nèi)容。MVP框架應(yīng)該是TouchGFX中不易掌握的部分，UI怎么和硬件交互?這個是根本，每個項目都會涉及到。這里以本項目中的UART為例說明一下，如何通過操作屏幕上的按鈕來控制UART發(fā)送數(shù)據(jù)。

以上述界面截圖中的STOP按鈕為例。在TouchGFX Designer中，我們給Screen1添加STOP按鈕，命名為con_stop(很多資料中介紹了這些基本操作，這里不再累述)，我們要實現(xiàn)通過電擊此按鈕向UART發(fā)送數(shù)據(jù)。在界面右側(cè)的Interactions中添加con_stop按鈕的點擊事件。如圖上所示，觸發(fā)條件為按鈕點擊(序號1);觸發(fā)源選擇為con_stop按鈕(序號2);觸發(fā)執(zhí)行的動作為調(diào)用一個虛函數(shù)，虛函數(shù)的名稱我們設(shè)定為con_stop_clicked(序號3)。然后按下F4執(zhí)行Generate Code生成代碼。TouchGFX Designer會自動生成這個函數(shù)的定義，在STM32cubeIDE中查看Screen1VeiwBase.hpp文件，可以看到此虛函數(shù)的聲明：

virtual void con_stop_clicked() { }

(1)手動在Screen1View.hpp文件中給Screen1View類添加此虛函數(shù)：

virtual void con_stop_clicked();

手動在Screen1View.cpp中添加此虛函數(shù)的實現(xiàn)部分：

voidScreen1lView::con_stop_clicked()

{

presenter->con_stop_clicked();

}

上面這個函數(shù)調(diào)用了presenter中的con_stop_clicked()函數(shù)(函數(shù)名可以自己定)，實際上這個函數(shù)我們還沒有實現(xiàn)，接下來給presenter添加這個函數(shù)。

(2)手動在Screen1Persenter.hpp中，給Screen1Persenter類中添加函數(shù)con_stop_clicked：

virtual void con_stop_clicked();

手動在Screen1Persenter.cpp中添加這個函的實現(xiàn)：

voidScreen1Presenter::con_stop_clicked()

{

model->con_stop_clicked();

}

(3)上面這個函數(shù)調(diào)用了model中的函數(shù)con_stop_clicked(這個函數(shù)名也可以自己定)，好吧實際上這個函數(shù)我們也還沒實現(xiàn)，接下來繼續(xù)。

手動在model.hpp文件中給Model類添加這個函數(shù)：

void con_stop_clicked();

手動在model.cpp中添加上面函數(shù)的實現(xiàn)部分。

voidModel::con_stop_clicked()

{

uart_send_cmd_stop();

}

uart_send_cmd_stop()函數(shù)上就是發(fā)送UART數(shù)據(jù)的部分了，通常情況下是在uart.c中實現(xiàn)的，內(nèi)容類似下面這個。

HAL_UART_Transmit( huart1, (const uint8_t*) str, len, 1000);

在model.cpp中我們把uart_send_cmd_stop()這個函數(shù)作為外部函數(shù)引入：

extern"C"

{

externvoiduart_send_cmd_stop();

}

#endif

實際上這里偷懶了。項目中使用了FreeRTOS，有一個Uart_Task任務(wù)，負責(zé)UART的數(shù)據(jù)收發(fā)處理。在多任務(wù)的情況下，多個任務(wù)涉及同一個硬件應(yīng)該確?；コ庠L問。所以這里應(yīng)該使用信號量，改變信號量的狀態(tài)來通知Uart_Task任務(wù)實際發(fā)送數(shù)據(jù)到UART。

一波操作下來， View ---> Presenter ---> Model ---> UART，千山萬水有點麻煩，不過MVP的優(yōu)點還是很多的，想要了解更多大家可以問問百度。

六、總結(jié)

之前一直用LVGL，做過一些項目，也算是比較熟悉了。最近半年才開始使用 TouchGFX。一番體驗下來不得不說，在 STM32上做 GUI 應(yīng)用 TouchGFX 確實很有優(yōu)勢，畢竟是 ST 親兒子，先天優(yōu)勢，生態(tài)全、控件多，實現(xiàn)各種炫酷效果不在話下。最方便的是幾乎不需要怎么優(yōu)化，不用操心什么 DMA2D、LDTC……，底層ST都幫你搞好了，跑起來效果就已經(jīng)非常流暢。ST 新出的 NeoChrom GPU 看介紹更牛X，有機會到要試試到底有多牛。

TM32H750超值系列微控制器包含Arm? Cortex?-M7內(nèi)核(具有雙精度浮點單元)，工作頻率高達480 MHz。內(nèi)嵌的128 KB閃存使意法半導(dǎo)體能夠為開發(fā)人員提供一種經(jīng)濟劃算的解決方案。

性能

在480 MHz的CPU頻率下，從Flash執(zhí)行程序時，STM32H742系列能夠提供2424 CoreMark /1027 DMIPS的性能，利用其L1緩存并實現(xiàn)了零等待執(zhí)行。

內(nèi)嵌的128 KB閃存，面向用戶可信根服務(wù)、關(guān)鍵實時程序執(zhí)行和外部存儲器的簡單配置

L1緩存(16 KB的I-緩存 +16 KB的D-緩存)提高外部存儲器的執(zhí)行性能。

安全性

STM32H750集成了：

加密/哈希硬件加速

STM32H757還支持安全固件安裝(SFI)嵌入式安全服務(wù)，可在執(zhí)行初始程序時執(zhí)行安全驗證并保護軟件IP。

安全啟動和安全固件升級(SBSFU)

高能效

多電源域架構(gòu)可實現(xiàn)將不同的電源域配置為低功耗模式，進而優(yōu)化功耗效率。

USB調(diào)節(jié)器提供嵌入式物理接口層(PHY)。

在內(nèi)核運行模式(關(guān)閉外設(shè))下，功耗典型值為275 μA/MHz @VDD = 3.3 V和25 °C

圖形

LCD-TFT控制器接口支持雙層圖形

Chrom-ART Accelerator?提高了圖形內(nèi)容創(chuàng)建速度，并為其他應(yīng)用節(jié)省了MCU內(nèi)核處理帶寬

JPEG硬件加速器，可進行快速JPEG編碼和解碼，從而減輕CPU編解碼負荷。

片內(nèi)外設(shè)

多達35個通信接口包括FD-CAN、USB 2.0高速/全速、以太網(wǎng)MAC、攝像頭接口。

可利用帶有32位并行接口(支持SRAM、PSRAM、NOR、NAND和SDRAM存儲器)或雙模Quad-SPI串行閃存接口的靈活存儲控制器輕松擴展外部存儲器。

模擬外設(shè)：12位DAC，快速16位ADC

16位高精度定時器上的多個16位和32位定時器運行頻率高達480 MHz。

STM32H750超值系列提供128 KB的Flash存儲器，具有以下結(jié)構(gòu)的1 MB SRAM：192 KB的TCM RAM(包括64 KB的ITCM RAM和128 KB的DTCM RAM，用于時間關(guān)鍵型程序和數(shù)據(jù))，高達512 KB的用戶SRAM，以及備份域中4 KB的SRAM，可將數(shù)據(jù)保持在最低功耗模式，提供LQFP100、LQFP144、LQFP176、UFBGA176和TFBGA240封裝。

ST意法半導(dǎo)體公司的STM32H750微控制器是他們現(xiàn)有的STM32H7產(chǎn)品的價值線。通過限制產(chǎn)品中嵌入式Flash的數(shù)量，這條價值線提供了一個突破性的價格水平，在STM32H7系列中沒有提供到目前為止。STM32H7值線仍然提供了足夠的嵌入式Flash來安全地存儲引導(dǎo)代碼或?qū)崟r代碼和數(shù)據(jù)。

STM32H750設(shè)備基于高性能Arm Cortex-M7 32位RISC核心，工作頻率高達400 MHz。Cortex-M7核心具有一個浮點單元(FPU)，支持Arm雙精度和單精度數(shù)據(jù)處理指令和數(shù)據(jù)類型。STM32H750設(shè)備支持全套DSP指令和內(nèi)存保護單元(MPU)，以提高應(yīng)用程序的安全性。

所有的設(shè)備提供三個adc，兩個dac，兩個超低功耗比較器，一個低功耗RTC，一個高分辨率定時器，12個通用16位定時器，兩個用于電機控制的PWM定時器，五個低功耗定時器，一個真正的隨機數(shù)發(fā)生器(RNG)，和一個密碼加速單元。該器件支持外部sigma-delta調(diào)制器(DFSDM)的四個數(shù)字濾波器。它們還具有標(biāo)準(zhǔn)和先進的通信接口。

STM32H750xB器件工作在-40°C至+85°C的溫度范圍內(nèi)，電源為1.62 V至3.6 V。通過使用外部電源管理器并將PDR_ON引腳連接到VSS，供電電壓可以降至1.62 V。否則，電源電壓必須保持在1.71 V以上，嵌入式電源電壓檢測器啟用。除了LQFP100以外，所有包上都有USB專用電源輸入，以允許更大的電源選擇。一套全面的節(jié)能模式允許低功耗應(yīng)用程序的設(shè)計。

STM32H750xB器件提供三種封裝，范圍從100針到240針/球。外設(shè)集包括所選設(shè)備的更改。

STM32H750特性

32位Arm Cortex-M7內(nèi)核

128千字節(jié)的閃存

安全

ROP, PC-ROP，主動篡改，安全固件升級支持，安全訪問模式

通用輸入/輸出

多達168個I/O端口具有中斷能力

復(fù)位和電源管理

低功率消耗

時鐘管理

互連矩陣

4個DMA控制器卸載CPU

多達35個通信外設(shè)

11模擬外設(shè)

圖形

LCD-TFT控制器高達XGA分辨率

Chrom-ART圖形硬件加速器(DMA2D)，以減少CPU負載

硬件JPEG編解碼器

多達22個計時器和看門狗

加密加速

調(diào)試模式

96位的惟一ID

所有包都是ECOPACK2兼容的

STM32H750應(yīng)用領(lǐng)域

電機驅(qū)動和應(yīng)用控制

醫(yī)療設(shè)備

工業(yè)應(yīng)用

報警系統(tǒng)，視頻對講機，暖通空調(diào)

家用音響設(shè)備

移動應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)

PLC)

逆變器

斷路器

打印機和掃描儀

可穿戴設(shè)備:smartwatches

來源：STM32論壇網(wǎng)友moticsoft 版權(quán)歸原作者所有

直接轉(zhuǎn)載來源：STM32公眾號