STM32F7 LTDC RGB接口TouchGFX工程移植全流程：从 CubeMX 配置到屏幕点亮

STM32F7 系列通过 LTDC（LCD-TFT 显示控制器）驱动 RGB 接口 LCD 时，TouchGFX 工程移植的核心是 “CubeMX 外设配置 + 外部存储驱动 + 链接文件调整”。本文基于 ST 官方 LAT1392 应用笔记，以 STM32F746G_DISCO 开发板为例，详解从 CubeMX 配置、驱动添加到 UI 生成的完整步骤，适配外部 SDRAM（帧缓冲）、QSPI Flash（素材存储）场景，新手也能快速点亮屏幕。

1. 核心前提与硬件基础

1.1 硬件环境

• 主控：STM32F746NGH6（Cortex-M7 内核）；
• 存储：外部 SDRAM（帧缓冲 / 视频缓冲）、QSPI NOR Flash（图片 / 字体存储）；
• LCD：RGB 接口（无内置 GRAM），触摸接口 I2C3（PH7/PH8）；
• 核心外设：LTDC（显示控制）、DMA2D（图形加速）、FMC（SDRAM 控制）、QUADSPI（Flash 控制）。

1.2 工具清单

• 软件：STM32CubeMX 6.10.0、STM32CubeIDE 1.13.2、TouchGFX Designer 4.23.0；
• 参考文档：AN4861（LTDC 配置指南）、TouchGFX Board Setup（TBS）。

2. 第一步：STM32CubeMX 核心配置（关键基础）

2.1 工程创建与 MCU 选型

1. 新建工程，搜索 “STM32F746NGH6”，勾选 “配置默认 MPU”（优化 Cortex-M7 推测性读取）；
2. 配置工程名称与路径，选择 STM32CubeIDE 作为目标 IDE。

2.2 核心外设配置（必选项）

（1）CORTEX-M7 内核配置

• 使能 ICACHE 和 DCACHE（提升图形处理性能）；
• 配置 MPU：参考 AN4861 4.6 小节，优化内存访问属性，避免缓存冲突。

（2）CRC 使能（强制要求）

• TouchGFX 引擎依赖 CRC 校验单元，直接启用，保持默认配置即可。

（3）DMA2D 配置（图形加速）

• 启用 DMA2D（AHB 总线主设备），保持默认参数；
• 作用：自动承担图形渲染与数据传输，减轻 CPU 负载，TouchGFX 会自动调用。

（4）FMC 配置（SDRAM 控制）

• 用途：LTDC 帧缓冲、视频缓冲存于外部 SDRAM；
• 配置要点：对照 SDRAM datasheet 和原理图，设置时序参数，生成代码后需添加驱动（后续步骤）；
• 关键注意：不使用 FMC bank1 时，需禁用（复位 MBKEN 位），避免 CPU 推测性读取干扰。

（5）LTDC 配置（显示核心）

1. 基础参数：接口选择 “Parallel RGB”，启用全局中断和错误中断；
2. Layer 配置：仅用 1 层（TouchGFX 默认单图层，节省带宽），参数如下：
   • 窗口尺寸：水平 0-480、垂直 0-272（适配屏幕分辨率）；
   • 像素格式：RGB565；
   • 帧缓冲地址：0xC0000000（SDRAM 起始地址）；
   • 混合因子：Alpha=255（不透明）；
3. 时钟配置：LTDC 时钟 = 9.6MHz（与屏幕刷新率匹配，参考屏幕时序表）。

（6）FreeRTOS 配置（可选，推荐）

• 启用 FreeRTOS，新增 2 个任务：
  • TouchGFXTask：运行 TouchGFX 图形引擎；
  • VideoTask：视频编解码（无需 Video 控件可删除）；
• 注意：调整 “TOTAL HEAP SIZE”，避免任务栈空间不足。

（7）其他关键外设

• GPIO：配置 LCD_DISP（高电平启用显示）、LCD_BL_CTRL（高电平点亮背光）为输出；
• I2C3：启用触摸接口，保持默认时序（适配电容屏触摸 IC）；
• QUADSPI：启用 QSPI Flash，配置为内存映射模式（素材存储用）；
• SYS：时基选择 TIM6（SysTick 被 RTOS 占用）；
• X-CUBE-TOUCHGFX：接口选 “Parallel RGB (LTDC)”，帧缓冲策略选 “Double Buffer”（无 GRAM 屏幕必选），应用滴答时钟来源选 “LTDC”。

2.3 时钟配置

• 系统时钟：216MHz（Cortex-M7 最大稳定频率）；
• 外设时钟：LTDC 时钟 = 9.6MHz（通过时钟树分频得到，匹配屏幕要求）。

2.4 生成代码

3. 第二步：添加关键驱动代码（外部存储适配）

3.1 SDRAM 驱动（FMC 配置）

// 禁用FMC bank1（未使用时）
FMC_Bank1->BTCR[0] = 0x000030D2;
// 补充SDRAM初始化时序代码（参考TBS，适配具体SDRAM型号）

• 作用：使 STM32 能正常访问 SDRAM，帧缓冲数据可写入 / 读取。

3.2 QSPI Flash 驱动

• 核心功能：让 TouchGFX 直接读取 QSPI 中的图片、字体素材，无需拷贝到 RAM。

3.3 触摸功能实现

• 实现init()（触摸 IC 初始化）、sample()（读取触摸坐标）函数，参考 TouchGFX TBS 模板。

4. 第三步：修改链接文件（存储分配）

1. 帧缓冲 / 视频缓冲：分配到外部 SDRAM（地址 0xC0000000 起）；
2. 图片 / 字体素材：分配到 QSPI Flash（按实际 Flash 地址配置）；
3. 代码 / 全局变量：默认内部 Flash / 内部 RAM。

• 示例（SDRAM 分配）：
  .frame_buffer : {
    . = ALIGN(8);
    *(.frame_buffer)
    . = ALIGN(8);
  } >SDRAM AT>SDRAM
  

• 其他 IDE：IAR（.icf 文件）、KEIL（.sct 文件）按对应语法调整，核心是 “地址与存储类型匹配”。

5. 第四步：TouchGFX UI 生成与代码整合

1. 打开 TouchGFX Designer，导入工程中 “TouchGFX/ApplicationTemplate.touchgfx.part” 文件；
2. 设计 UI 界面（如按钮、图片、文本），生成代码（菜单栏 “Generate Code”）；
3. 代码整合：生成的 UI 代码会自动加入工程，无需手动拷贝；
4. 关键检查：TouchGFXGeneratedHAL.cpp中HAL_LTDC_LineEventCallback函数是否正常实现（滴答时钟来源）。

6. 关键注意事项

1. LTDC 图层选择：TouchGFX 默认单图层，双图层会占用更多带宽，不推荐；
2. 帧缓冲策略：RGB 接口无 GRAM 屏幕，不可用 “Partial Buffer”，优先选 “Double Buffer”（避免画面撕裂）；
3. FMC bank1 禁用：未使用时必须复位 MBKEN 位，否则 Cortex-M7 推测性读取会导致性能问题；
4. 时钟匹配：LTDC 时钟需与 LCD 刷新率一致，否则会出现花屏、闪屏；
5. 堆空间充足：FreeRTOS 任务栈不足会导致 TouchGFXTask 启动失败，需合理配置 “TOTAL HEAP SIZE”。

1. CubeMX 配置：启用关键外设（LTDC/DMA2D/CRC/FMC 等），匹配硬件时序；
2. 驱动补充：外部 SDRAM/QSPI/ 触摸驱动，确保存储可访问；
3. 链接文件调整：数据分配到对应存储区域；
4. UI 生成：TouchGFX Designer 设计并生成代码。