服务热线： 使用GUI Guider工具开发嵌入式GUI应用(2)
来源：企鹅电竞官网 发布时间：2024-03-23 12:24:18 浏览量：1生成LVGL的应用源码，GUI Guider最终生成的源码将要被部署到具体的平台上才能发挥作用。因此，包含了GUI Guider生成源码的嵌入式工程的源码，大体分成两部分：
本节将分别介绍如何获取和使用这两部分源码，最终创建一个可以联动GUI Guider软件将LVGL应用部署到MCU平台上的工程。
当开发者准备开发GUI应用时，可以从各种渠道获取手头上正在使用的开发板上的移植了LVGL的源码工程。通常微控制器芯片原厂会的SDK软件库中会提供这样的样例工程，当然，有时也会需要开发者对直接拿到的源码工程进行微调，比如根据手头板子的实际电路，改改时钟，调整引脚等等。灵动官方的MindSDK中，为PLUS-F5270开发板创建了适配了LVGL的源码工程，软件和硬件都兼容BIRD-F5开发板，可以直接拿来用。
如果开发者实在没找到适用于自己手头上开发板上现成的移植好LVGL的工程，需要自行适配，大体的思路是：
实际上，在lvgl-gui-guider-dev项目中，还包含了一个使用SPI接口对接1.8寸小显示屏模块的工程lvgl_v8_basic_spi，就是基于原本使用FSMC接口接显示屏模块的工程，换用SPI接口的显示屏模块驱动改出来的。
在实际编译包含LVGL的工程时，最终生成的固件文件可能会比较大，例如本例中使用的微控制器芯片MM32F5270片内的256KB Flash堪堪能用，再稍微增加一些页面元素，Flash存储空间就不够用了。例如，在一个仅仅在屏幕上显示“Hello World”的工程，在不开优化的情况下，对Flash的占用就已达到了370KB，这已是不可能写入到片内Flash。
但如果以后需要用更多的组件，例如添加一张图片等等，仍会碰到片内Flash容量不够的限制。为此，结合MM32F5270微控制器具有QSPI和XIP的特性，一个更有效的解法，是将程序放在外扩的spiflash存储器上执行。具体做法，是实现一个bootloader，引导程序到外扩的qspiflash存储设备中并运行。例如，基于MM32F5270的合封的qspiflash存储芯片的MM32F5280芯片，就额外扩展了2MB的容量，这对于一些小型的嵌入式GUI应用已经足够用了。
lvgl-gui-guider-dev项目中，包含了一个bootloader_qspi_qpi_mode的工程，实现了微控制器芯片上电启动后，先进入片内Flash执行的bootloader程序，包括初始化QSPI接口并配置qspiflash存储芯片的工作模式，使用QPI模式（运行程序的速度快些，但不可以使用默认的文件成功下载）或者是普通4线模式（可以在默认使用默认的下载算法文件正常下载，但运行程序的速度慢些）。
关于qspiflash存储芯片的QPI模式，这里做一些补充说明。qspiflash存储芯片每次上电启动，默认进入1/2/4线模式，每次都需要主机发送特殊的QPI命令，才能激活qspiflash存储芯片的QPI模式。当通过“解锁”操作（在外扩spiflash存储芯片上启用4线模式）将外扩的qspiflash芯片配置为4线模式后，MCU能够最终靠普通的4线模式和QPI模式访问qspiflash存储芯片中的数据，但通过普通4线模式访问qspiflash芯片时，需要48个时钟（8个时钟送指令，24个时钟送地址，8个时钟空等待，8个时钟送数据）才能传送4个字节的数据，使用QPI模式访问qspiflash存储芯片时，仅需要18个时钟（2个时钟送指令，6个时钟送地址，2个时钟空等待，8个时钟传数据）就能传4个数据。
如果想让存放在qspiflash存储芯片中的程序运行得快一些，就需要在bootloader中启用QPI模式，但使用Keil下载程序到qspiflash存芯片时需要确保停用QPI模式，仅能在普通4线模式下下载程序，这在某种程度上预示着在qspiflash存储芯片复位后不能运行bootloader。
spiflash存储芯片的4线模式是非易失的，但QPI模式的配置不是非易失的，需要每次在bootloader启用qspiflash程序之前发送相应的命令激活spiflash以启用QPI模式。复位微控制器芯片后，spiflash芯片本身不复位，会继续保持在QPI模式。因此，为了让Keil的下载算法在bootloader之前接管对未启用QPI模式的qspiflash存储芯片的访问权，需要在整块板子的上电复位时，让微控制器芯片进入到内部bootrom中的程序（按住boot0按键），此时，spiflash芯片上电复位到常规4线模式，因MCU被拐到内部的bootrom中，未被bootloader中启动QPI模式，此时，是能够最终靠Keil的下载算法向spiflash芯片下载程序的。
本例设计的bootloader，能够最终靠一个指定的按键（PA0），选择启动至普通4线模式或者QPI模式：
关于下载算法和QPI模式的冲突，还能够最终靠调整下载算法的实现解决：在下载算法中执行下载操作之前，先通过QSPI外设模块暂时停用QPI模式，切换到普通4线模式（只有进入QSPI接口的“间接模式”才能发送写数据的命令，“直接模式”是纯粹的读数模式），然后才能逐个数据包地向qspiflash擦除数据、写数据。当写完了全部可执行程序文件的数据后，再配置QSPI外设为直接模式，恢复对使用地址映射的方式访问qspiflash设备。最后，切换程序指针PC，跳转到qspiflash的存储空间执行程序。
相对于bootloader工程，开发者编写包含液晶驱动程序和LVGL组件的应用工程中，就需要调整linker文件，将编译生成的指令语句和对象实体，安置在qspiflash映射的地址空间中。
OK，无论如何，此时通过外扩qspiflash，解决了Flash存储空间不够的问题。
GUI Guider可以将图形开发界面中创建的UI素材，自动生成对应的LVGL函数调用序列源码，并存放成C语言文件，可被应用工程直接编译。
启动GUI Guider软件后，选择“创建新项目”，选择使用LVGL v8。如图x所示。
下一步，可以再一次进行选择GUI Guider已经适配的开发板，这里能看到的都是NXP的板子，包括IMXRT、LPC、MCX系列微控制器的开发板。本例中使用的是清单之外的板子，可以用“Simulator”虚拟的一块板子。如上图x所示。
下一步，可以再一次进行选择一个应用的模板，例如，可以再一次进行选择带按钮和计数器的“ButtonCounter”，或者一个仪表盘的样子，这里包含了很多可以直接用的样例工程，供开发者选择正真适合的模板，微调后用于自己的项目中。本例选择使用一个空的工程模板“EmptyUI”，先搭建一个最简单的工程框架。如上图x所示。
下一步，可以配置工程的属性。这里指定新项目的名称为“gui”，这一个名字将用于新项目新建源文件目录的目录名；然后配置新项目存放的路径为应用工程路径下，以方便加入到应用工程中；配置色彩模式为16位，这个是LVGL缓存数据的格式；配置屏幕尺寸，这个同在具体开发板上适配的屏幕尺寸有关，对应在GUI Guider项目中创建相同尺寸的画板。如上图x所示。
最后创建工程，即可在GUI Guider中看到新建项目的编辑界面。如图x所示。
切记，要关闭“是否显示键盘”选项，如果不需要这个功能，关掉它可以显著节约大量Flash存储占用。然后，点击生成源码的图标，就可以生成当前编辑界面下显示内容对应的LVGL代码源文件了。如图x所示。
GUI Guider生成的项目目录位于MCU的源码工程目录下，其中生成的与GUI Guider编辑界面对应的C语言源码可以直接加入到MCU源码工程中参与编译。如图x所示。
其中，generated和custom目录下的源文件都可以被加入到Keil工程中，generated目录下存放的文件在GUI Guider中每次生成代码更新的源文件，custom目录下是用户自定义的、但与UI界面相关的代码。将这些源文件加入到Keil工程中。如图x所示。
从编译输出的消息来看，当前这次编译产生的代码已经为381732字节（Code + RO Data + RW Data），已经远远超出了MM32F5270片内Flash的256KB限制。此时，如果仍想使用片内Flash存放程序，可以试着调整Keil工程的编译选项。如前文所述，或者可使用本文中设计的Bootloader开发方式，调整Linker文件，将程序文件的内容映射到片外扩展的qspiflash上。在本例后续展示的开发用例，为了尽最大可能避免编译生成代码大小的限制，均使用使用Bootloader开发方式。
将程序下载到开发板上，能够正常的看到连接到开发板上的TFT显示屏上已经显示了GUI Guider上绘制出的同款“Hello World”了。
