【STemWin教程】第2章 STemWin5.xx详细移植步骤

席萌0209

特别说明：完整STemWin的1-60期教程和配套实例下载地址：链接

第2章  STemWin5.xx详细移植步骤

    本期教程开始带领大家学习STemWin的移植，对于初学者STemWin的移植不是必须要先学的，可以先学一些基本的应用，然后再来学习移植就方面很多了，考虑到教程正常的编排顺序，这里就把STemWin的移植放在了第二章。本章提供的移植方法可以自适应安富莱生产的3.0寸，4.3寸，5寸，7寸TFT屏。这里只讲STemWin在MDK上面的移植，在IAR上面的移植是类似的。开发板使用安富莱STM32-V5开发板，主芯片STM32F407IGT6。
    2.1 关于STemWin移植的重要说明
    2.2 移植前的准备工作
    2.3 STemWin的裸机移植
    2.4 STemWin带RTOS的移植
    2.5 总结

2.1  关于STemWin移植的重要说明

    关于STemWin的移植一定要明确以下几点：

1.     emWin手册里面有这样一句话：“驱动接口的改变始于emWin V5。不再支持针对emWin V4 或更早版本开发的老显示驱动”。

2.     如果不使用V5以后版本的新特性，基本和以前的版本使用是一样的，也就是说，大家用V5以前版本实现的功能，直接升级到现有的版本，基本可以正常运行。

3.     尽管emWin提供了大部分屏的驱动，但是不能包含所有，这篇移植文档就因此而生。不管是emWin已经支持的，还是没有提供支持的，均可采用这种方法。

4.     本章教程提供了一个非常好的触摸滤波方法，此方法可以有效的滤除飞点。

5.     使用STemWin的库，一定得记得开启CRC，使用MDK安装目录里面的emWin库，一定得注册MDK的RL-ARM。

2.2  移植前的准备工作

    这里分别讲一下MDK安装目录中emWin的移植和STemWin的移植，准备工作做好以后，剩下的移植步骤基本是一样的。只是使用的各自的库即可。

2.2.1      MDK安装目录中emWin移植

    第一步：我们以MDK5.10中emWin5.22库进行说明。安装目录中有如下几个文件（路径：C:\Keil5.10\ARM\Pack\Keil\MDK-Middleware\5.1.4\emWin，如果使用的是MDK4.73等4.xx版本，路径：C:\Keil4.73\ARM\Segger\emWin）。

库版本	说明
GUI_ARM_B.lib	大端模式的库
GUI_ARM_L.lib	小端模式的库
GUI_CM0.lib	M0内核
GUI_CM3.lib	M3内核
GUI_CM4F.lib	M4内核

    在这里有一个问题要跟大家说明，emWin的官方手册中有这样一句话：

    其实这个是针对SEGGER自己做的emWin源码而言的，SEGGER授权给其它厂商后，芯片厂商都对源码进行了优化，要不FPU的存在就没有意义了。上面的GUI_CM4F.lib文件就是KEIL公司对emWin中需要使用浮点的地方进行了优化。

    第二步：注册RL-ARM，点击File->License Management

    第三步：注册RL-ARM，点击File->License Management

    第四步：注册机的设置

    这些准备工作做好后就可以开始移植工作了。

2.2.2      STemWin移植
    STemWin的移植准备工作比较简单，用户只需在初始化STemWin前使能CRC校验即可。STemWin的库文件如下：

    这里面含有KEIL，IAR和GCC三个版本的库。而且还区分带OS和不带OS版本。本教程讲的是不带OS版本的移植，带OS版本的移植也很简单，用户只需添加相应的文件即可。
    STemWin的下载地址：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF259225#  （版本1.1.2）
    Lib文件所在的路径：STemWin_Library_V1.1.2\Libraries\STemWinLibrary522\Lib

2.3  STemWin的裸机移植
2.3.1      工程中添加的文件
    添加如图所示的几个文件：

    这几个文件从上往下依次进行一下简单的说明：
1.     bsp_tft_lcd.c, LCD_RA887, LCD_SPFD5420.c是用户要实现的TFT驱动文件。
2.     bsp_touch.c是触摸文件，也是用户要实现的。
3.     GUIDRV_Template.c文件在ST官方提供的STemWin包里面没有，需要在MDK的安装目录里面找。
        比如在MDK4.73安装目录中查找位置是：C:\Keil4.73\ARM\Segger\emWin\Sample\DisplayDriver

4.    上面MDK工程目录中GUI_X中的几个文件在MDK安装目录和STemWin软件包中都有：

     Ø  STemWin软件包中路径如下：STemWin_Library_V1.1.2\Libraries\STemWinLibrary522\OS，只是STemWin软件包中相关文件比较少。

     Ø  MDK4.73安装目录中的如下路径中：C:\Keil4.73\ARM\Segger\emWin\Sample\GUI_X，这里文件夹里面的内容比较全。

5.    GUI和LCD配置文件所在位置：

      MDK4.73安装目录：C:\Keil4.73\ARM\Segger\emWin\Sample\Config

      STemWin软件包：STemWin_Library_V1.1.2\Libraries\STemWinLibrary522\Config

6.    GUI/DEMO中的函数需要用户实现，简单的写个程序即可。

7.    GUI/Lib里面是emWin，所在位置

        MDK4.73安装目录：C:\Keil4.73\ARM\Segger\emWin\Lib

        STemWin软件包：STemWin_Library_V1.1.2\Libraries\STemWinLibrary522\Lib

2.3.2      触摸屏滤波的实现

    这里提供了一种有效的滤波方法。具体函数在bsp_touch.c这个文件里面，得到触摸数值后供emWin中的函数GUI_TOUCH_X_MeasureX 和GUI_TOUCH_X_MeasureY两个函数的调用。

    特别注意这里改变触摸的滤波方法，以前的时候大家都是采用舍弃触摸数值的前几个点和后几个点，然后中间数值取平均的方法，效果并不理想，因为这种方法不能有效的滤除飞点，这里提供一个新的方法。

    1. 在STemWin里面使用触摸的中断方式，效果并不好，所以这里使用查询，查询此引脚的电平，这样可以避免不必要的读取触摸数据。

    2. 触摸滤波，主要滤的是飞点，正是因为这些飞点的存在，才使得触摸很不稳定。

    下面的这个函数，大家应该很熟悉，就是滤除前几个点和后面几个点，然后中间几个点取平均

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: TOUCH_DataFilter
4. *    功能说明: 读取一个坐标值(x或者y)
5. *            连续读取XPT2046_READ_TIMES次数据,对这些数据升序排列,
6. *            然后去掉最低和最高XPT2046_LOST_VAL个数,取平均值
7. *    形    参：无
8. *    返 回 值: 读到的数据
9. *********************************************************************************************************
10. */
11. /* 读取次数 */
12. #define XPT2046_READ_TIMES    5
13. /* 丢弃值  */
14. #define XPT2046_LOST_VAL      1      
15. uint16_t TOUCH_DataFilter(uint8_t _ucCh)
16. {
17.      uint16_ti, j;
18.      uint16_tbuf[XPT2046_READ_TIMES];
19.      uint16_tusSum;
20.      uint16_tusTemp;
22.      /* 读取READ_TIMES次数据*/
23.      for(i=0;i < XPT2046_READ_TIMES; i++)
24.      {
25.          if(g_ChipID == IC_8875)
26.          {
27.               if(_ucCh== ADC_CH_X)
28.               {
29.                    buf= RA8875_TouchReadX();
30.               }
31.               else
32.               {
33.                    buf= RA8875_TouchReadY();   
34.               }
35.          }
36.          else
37.          {
38.               buf= TSC2046_ReadAdc(_ucCh);
39.          }   
40.      }
41.      
42.      /* 升序排列 */                  
43.      for(i =0; i < XPT2046_READ_TIMES - 1; i++)
44.      {
45.          for(j= i + 1; j < XPT2046_READ_TIMES; j++)
46.          {
47.               if(buf> buf[j])
48.               {
49.                    usTemp= buf;
50.                    buf= buf[j];
51.                    buf[j]= usTemp;
52.               }
53.          }
54.      }
55.          
56.      usSum =0;
58.      /*求和 */
59.      for(i =XPT2046_LOST_VAL; i < XPT2046_READ_TIMES - XPT2046_LOST_VAL; i++)
60.      {
61.          usSum+= buf;
62.      }
63.      /*求平均 */
64.      usTemp =usSum / (XPT2046_READ_TIMES - 2 * XPT2046_LOST_VAL);
66.      returnusTemp;
67. }
69. /*
70. *********************************************************************************************************
71. *    函 数 名: TOUCH_ReadAdcXY
72. *    功能说明: 连续2次读取触摸屏IC,且这两次的偏差不能超过
73. *            ADC_ERR_RANGE,满足条件,则认为读数正确,否则读数错误.
74. *            该函数能大大提高准确度
75. *    形    参：x,y:读取到的坐标值
76. *    返 回 值: 0,失败;1,成功
77. *********************************************************************************************************
78. */
79. /* 误差范围 */  
80. uint8_t ADC_ERR_RANGE = 5;
81. uint8_t TOUCH_ReadAdcXY(int16_t *_usX, int16_t*_usY)
82. {
83.      uint16_tiX1, iY1;
84.      uint16_tiX2, iY2;
85.      uint16_tiX, iY;
87.      iX1 =TOUCH_DataFilter(ADC_CH_X);
88.      iY1 =TOUCH_DataFilter(ADC_CH_Y);
89.      iX2 =TOUCH_DataFilter(ADC_CH_X);
90.      iY2 =TOUCH_DataFilter(ADC_CH_Y);
91.      
92.      iX =TOUCH_Abs(iX1 - iX2);
93.      iY =TOUCH_Abs(iY1 - iY2);
94.      
95.      /* 前后两次采样在+-ERR_RANGE内 */  
96.     if ((iX<= ADC_ERR_RANGE) && (iY <= ADC_ERR_RANGE))
97.     {         
98.          *_usX= (iX1 + iX2) / 2;
99.          *_usY= (iY1 + iY2) / 2;   
101.          return1;
102.     }
103.      else
104.      {
105.          return0;
106.      }   
107. }
109. /*
110. *********************************************************************************************************
111. *    函 数 名: TOUCH_Scan
112. *    功能说明: 触摸板事件检测程序。该函数被周期性调用，每ms调用1次. 见 bsp_Timer.c
113. *    形    参：无
114. *    返 回 值: 无
115. *********************************************************************************************************
116. */
117. void TOUCH_SCAN(void)
118. {
119.      uint8_ts_invalid_count = 0;
120.      
121.      if(TOUCH_PressValid== 0)
122.      {            
123.          while(!TOUCH_ReadAdcXY(&g_tTP.usAdcNowX,&g_tTP.usAdcNowY)&&s_invalid_count < 20);
124.          {
125.               s_invalid_count++;
126.          }
127.          if(s_invalid_count>= 20)
128.          {
129.               g_tTP.usAdcNowX= -1;
130.               g_tTP.usAdcNowY= -1;  
131.          }
132.      }
133.      else
134.      {
135.          g_tTP.usAdcNowX= -1;
136.          g_tTP.usAdcNowY= -1;  
137.      }
138.               
139. }

复制代码

触摸的驱动就这些东西，详细的使用看例程级可以，然后在文件GUI_X_Touch_Analog.c里面调用就可以了。

1. #include "GUI.h"
2. #include "LCD_RA8875.h"
3. #include "bsp_touch.h"
5. void GUI_TOUCH_X_ActivateX(void)
6. {
8. }
10. void GUI_TOUCH_X_ActivateY(void)
11. {
13. }
15. int GUI_TOUCH_X_MeasureX(void)
16. {
17.      TOUCH_SCAN();
18.      return(g_tTP.usAdcNowX);         
19. }
21. int GUI_TOUCH_X_MeasureY(void)
22. {   
23.      return(g_tTP.usAdcNowY);
24. }

复制代码

2.3.3      底层驱动接口函数（GUIRV_Template）
    STemWin的底层驱动函数也很简单，用户只需提供打点和读点函数即可。但是这种没有经过优化的移植方式非常的影响STemWin的实际性能。这里就针对RA8875说一下需要优化的地方。

l  画水平线的函数

/*********************************************************************

*

*      _DrawHLine

*/

static void _DrawHLine  (GUI_DEVICE * pDevice, int x0, int y,  int x1) {

// LCD_PIXELINDEX ColorIndex;

  if(GUI_pContext->DrawMode & LCD_DRAWMODE_XOR) {

    for (;x0 <= x1; x0++) {

     _XorPixel(pDevice, x0, y);

    }

  } else {

       #if emWin_Optimize

         //LCD8875_DrawHLine(x0,y, x1, LCD_COLORINDEX);

         s_ucRA8875BusyNow = 1;

         LCD_DrawLineH(x0,y, x1, LCD_COLORINDEX);

         s_ucRA8875BusyNow= 0;

       #else

         LCD_PIXELINDEXColorIndex;

         ColorIndex= LCD__GetColorIndex();

         for(; x0 <= x1; x0++) {

           _SetPixelIndex(pDevice, x0, y, ColorIndex);

     

         }

       #endif

    }

}

l  画垂直线的函数

/*********************************************************************

*

*      _DrawVLine

*/

static void _DrawVLine  (GUI_DEVICE * pDevice, int x, int y0,  int y1) {

// LCD_PIXELINDEX ColorIndex;

  if(GUI_pContext->DrawMode & LCD_DRAWMODE_XOR) {

    for (;y0 <= y1; y0++) {

     _XorPixel(pDevice, x, y0);

    }

  } else {

    #ifemWin_Optimize

         s_ucRA8875BusyNow = 1;

         LCD_DrawLineV(x,y0, y1, LCD_COLORINDEX);

         s_ucRA8875BusyNow= 0;

     #else

         LCD_PIXELINDEXColorIndex;

         ColorIndex= LCD__GetColorIndex();

         for (; y0 <= y1; y0++) {

           _SetPixelIndex(pDevice, x, y0,ColorIndex);

         }

     #endif

  }

}

l  矩形填充函数

/*********************************************************************

*

*      _FillRect

*/

static void _FillRect(GUI_DEVICE * pDevice, intx0, int y0, int x1, int y1) {

#if emWin_Optimize

    if(g_ChipID == IC_8875)

     {

         s_ucRA8875BusyNow = 1;

          BTE_SetTarBlock(x0, y0, y1-y0+1, x1-x0+1,0);/* 设置BTE位置和宽度高度 */

         BTE_SetOperateCode(0x0C);          /* 设定BTE 操作码和光栅运算码  REG[51h] Bit[3:0] = 0Ch */

         RA8875_SetFrontColor(LCD_COLORINDEX);    /* 设置BTE前景色 */

         BTE_Start();                        /* 开启BTE 功能 */

         BTE_Wait();                              /* 等待操作结束 */

         s_ucRA8875BusyNow= 0;      

     }

     else

     {

         for(; y0 <= y1; y0++)

         {

              _DrawHLine(pDevice,x0, y0, x1);

         }        

     }

     

#else

     for (;y0 <= y1; y0++)

     {

         _DrawHLine(pDevice,x0, y0, x1);

     }

#endif

}

l  绘制16BPP的函数

/*******************************************************************************************************

*

*       DrawBitmap 16 BPP, not optimized

*/

static void _DrawBitLine16BPP(GUI_DEVICE *pDevice, int x, int y, U16 const GUI_UNI_PTR * p, int xsize) {

#if emWin_Optimize

     s_ucRA8875BusyNow= 1;

     LCD_DrawHColorLine(x,y, xsize, (uint16_t *)p);

     s_ucRA8875BusyNow= 0;

#else

     for(;xsize > 0; xsize--, x++, p++)

     {

         _SetPixelIndex(pDevice,x, y, *p);

     }

#endif

}

l  这里要根据实际的情况进行填写，不能填错，要不系统无法启动。

/*********************************************************************

*

*      _GetDevData

*/

static void * _GetDevData(GUI_DEVICE * pDevice,int Index) {

GUI_USE_PARA(pDevice);

  #ifGUI_SUPPORT_MEMDEV

    switch(Index) {

    case LCD_DEVDATA_MEMDEV:

// TBD: Has to be adapted to the right memory device depending onthe used color depth!

     return (void *)&GUI_MEMDEV_DEVICE_16;

    }

  #else

   GUI_USE_PARA(Index);

  #endif

  returnNULL;

}

优化好上面四个地方即可。

2.3.4      系统函数配置

    STemWin的底层驱动做好以后，就可以进行GUI和LCD的配置工作，这个是官方提供的配置流程：

1.    GUI的配置

    主要是配置STemWin所需的动态内存，下面的配置方式支持使用芯片内部存储器也支持使用外部存储器（比如：SRAM,SDRAM），使用外部存储器的话，一定要记得初始化相应器件。

1. ----------------------------------------------------------------------
2. File       : GUIConf.c
3. Purpose    : Display controller initialization
4. ---------------------------END-OF-HEADER------------------------------
5. */
6. #include "GUI.h"
7. #include "bsp.h"
9. /*
10. **********************************************************************
11. *
12. *      Defines
13. *
14. **********************************************************************
15. */
17. /* Define the available number of bytes availablefor the GUI */
18. //#define GUI_NUMBYTES  (1024*105)
19. #define GUI_NUMBYTES  (1024*100)
20. /* Define the average block size */
21. #define GUI_BLOCKSIZE 0x80
23. /*********************************************************************
24. *
25. *      GUI_X_Config
26. *
27. * Purpose:
28. *   Calledduring the initialization process in order to set up the
29. *  available memory for the GUI.
30. **********************************************************************
31. */
32. void GUI_X_Config(void)
33. {
34. #if 1 //使用芯片内部内存
35.      /* 32bit aligned memory area */
36.      staticU32 aMemory[GUI_NUMBYTES / 4];
37.      
38.      /*  Assign memory to emWin */
39.      GUI_ALLOC_AssignMemory(aMemory,GUI_NUMBYTES);
40.      GUI_ALLOC_SetAvBlockSize(GUI_BLOCKSIZE);
41. #else//使用外部内存
42.      staticU32 *aMemory;
43.      aMemory= (U32 *)EXT_SRAM_ADDR;
44.      /*  Assign memory to emWin */
45.      GUI_ALLOC_AssignMemory(aMemory,GUI_NUMBYTES);
46.      GUI_ALLOC_SetAvBlockSize(GUI_BLOCKSIZE);
47. #endif
48. }

复制代码

2.    LCD的配置

    LCD的配置按照上面官方提供的驱动流程执行即可，下面是详细的代码。

1. /*
2. ****************************************************************************
3. *
4. *      LCD_X_Config
5. *
6. * Purpose:
7. *   Calledduring the initialization process in order to set up the
8. *   displaydriver configuration.
9. *
10. ****************************************************************************   
11. */
12. void LCD_X_Config(void)
13. {
14.      /* 读取EEPROM中的参数 */   
15.      ee_ReadBytes((uint8_t*)&g_tTPSL, 1024, sizeof(g_tTPSL));
16.      
17.      /* Setdisplay driver and color conversion for 1st layer */
18.    GUI_DEVICE_CreateAndLink(DISPLAY_DRIVER, COLOR_CONVERSION, 0, 0);
20.      if(g_ChipID == IC_8875)
21.      {
22.          if(g_ucGPIX == 1) /*   GPIX = 1  4.3  480x272 */
23.          {
24.               /*Display driver configuration */
25.               LCD_SetSizeEx    (0, 480, 272);
26.               LCD_SetVSizeEx   (0, 480, 272);
27.               
28.               /*Touch calibration */
29.               GUI_TOUCH_Calibrate(GUI_COORD_X,0, 479, g_tTPSL.usAdcX1,  g_tTPSL.usAdcX2);
30.               GUI_TOUCH_Calibrate(GUI_COORD_Y,0, 271, g_tTPSL.usAdcY1, g_tTPSL.usAdcY2);
31.               
32.               /*查看是否需要切换X,Y*/
33.               if(g_tTPSL.XYChange== 1)
34.               {
35.                    GUI_TOUCH_SetOrientation(GUI_SWAP_XY);
36.               }
37.          }
38.          else    /*   GPIX= 0  7 800*480 */
39.          {
40.               /*Display driver configuration */
41.               LCD_SetSizeEx    (0, XSIZE_PHYS, YSIZE_PHYS);
42.               LCD_SetVSizeEx   (0, VXSIZE_PHYS, VYSIZE_PHYS);
43.               
44.               GUI_TOUCH_Calibrate(GUI_COORD_X,0, XSIZE_PHYS - 1, g_tTPSL.usAdcX1, g_tTPSL.usAdcX2);
45.               GUI_TOUCH_Calibrate(GUI_COORD_Y,0, YSIZE_PHYS - 1, g_tTPSL.usAdcY1, g_tTPSL.usAdcY2);  
46.               
47.               /*查看是否需要切换X,Y*/
48.               if(g_tTPSL.XYChange== 1)
49.               {
50.                    GUI_TOUCH_SetOrientation(GUI_SWAP_XY);
51.               }
52.          }
53.      }
54.      else
55.      {
56.          LCD_SetSizeEx    (0, 400, 240);
57.          LCD_SetVSizeEx   (0, 400, 240);
58.          
59.          /*Touch calibration */
60.          GUI_TOUCH_Calibrate(GUI_COORD_X,0, 399, 300, 3600);
61.          GUI_TOUCH_Calibrate(GUI_COORD_Y,0, 239, 273,  3671);   
62.      }
64. }

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2.4  STemWin带RTOS的移植

    带系统和不带系统的区别就是添加一个驱动文件并添加RTOS相关文件即可，STemWin软件包里面提供了一个FreeRTOS的驱动文件，而MDK安装目录里面提供了好几款RTOS的驱动。所在路径如下：

        MDK4.73安装目录：C:\Keil4.73\ARM\Segger\emWin\Sample\GUI_X

        STemWin软件包：STemWin_Library_V1.1.2\Libraries\STemWinLibrary522\OS

    用户更具自己使用的OS，并添加此驱动即可，下面是FreeRTOS的工程目录。

2.5  总结

    整体来说，STemWin的移植不难，难的是底层驱动的优化，如何让它工作在最佳性能状态。这里有三个DEMO演示视频（分别是3.0寸，4.3寸和7寸的视频）供大家欣赏下：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=1545。