Little VGL(LVGL)图形库移植到CH32V307单片机（一）

一、Little VGL(LVGL)图形库简介

1. LVGL是一个开源图形库，提供完善的GUI开发组件，具有易于使用的图形元素，绚丽的界面和占用内存低等特点。LVGL官网
2. 几乎所有的MCU都能够支持LVGL的运行，显然您的MCU至少要满足以下参数：

• 1.16, 32 或 64 位微控制器或处理器
• Clock: >=16MHz主频
• Flash/ROM:至少> 64 kB (> 180 kB 可运行大部分显示库组件)
• Stack: 至少> 2kB (推荐> 8 kB)
• Dynamic data (heap): > 4 KB (如果工程使用多个组件，建议> 32 kB )。在 in lv_conf.h头文件中设置LV_MEM_SIZE参数。
• Display buffer: > “Horizontal resolution” pixels (> 10 × “Horizontal resolution” is recommended)
• One frame buffer in the MCU or in an external display controller
• 编译器支持C99 ，keil5中在c/c++选项框中勾选C99。Mountain River编译器无需额外设置。
• 以上的内存推荐设置是官方给定的，实际开发无需拘泥于具体的参数设置，要根据实际的工程灵活调整。另外，同一工程使用不同架构的编译器编译，其存储空间的使用量及分配也有一定差异。

3. 官方提供了众多Demo，多变的风格，总能找到它的应用场景。
   

二、CH32V307单片机简介

1. 单片机使用了RISC-V内核，遵循BSD License开源协议，使用RISC-V内核无需另外支付授权费用，是一个非常有前景的开源处理器架构。
   
2. 使用Mountain River IED软件辅助开发

三、TFT LCD显示屏简介

1. TFT-LCD 即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。（显示原理，请自行搜索）大概长相为下图所示。

2. TFT LCD接受8080端口时序控制（自行学习），重要引脚如下表所示

引脚名称	引脚性质
D0-D15	16bit数据引脚
CS	片选
RS	1：数据；0：命令
WR	写数据
RD	读数据
RST	复位

这里需要注意的一点是，对于TFT LCD显示器，其工作原理决定了需要背光，背光引脚在购买到的模块中，有的标注“BL”,有的直接连接vcc。RST引脚可以连接在单片机复位引脚，也可以连接一个GPIO口，实现软复位（初始化：推挽输出-SetBits，主程序：ResetBits+Delay_Ms(100)+SetBits）。

3. 显示屏驱动程序由厂家提供，您可以找到屏幕制造商，拨打技术电话索要例程。或者，您购买某一款stm32开发板，可参照开发板例程学习驱动程序的使用。

四、FSMC简介

1. FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)是一种新型的存储器扩展技术，应用在外扩存储器（SRAM等），自动生成匹配外扩存储器的控制时序，降低了外扩驱动编写的难度。
2. FSMC模块框图（左）与存储块（右），FSMC可以控制8bit或16bit的SRAM，这个速度相比用GPIO模拟时序控制SRAM是非常快的。FSMC一些重要引脚如下表所示

引脚名称	引脚性质
D0-D15	16bit数据引脚
NEx	片选
A16-A23	地址
NWE	写数据
NOE	读数据

3. 接下来，将分析如何使用FSMC控制TFT LCD。要实现一个系统控制另一个系统，重要的是如何实现引脚的对接。注意到TFT LCD与FSMC的引脚有些类似，需要处理两个有差异的引脚

TFT LCD	FSMC
RS: （ 1：数据；0：命令）	A16-A23（地址）

对于TFT LCD而言，RS引脚高电平表示读写数据，低电平表示读写命令；对于FSMC而言A16-A23引脚表示读写地址。那么怎样实现用FSMC地址引脚控制RS呢？这要从FSMC与AHB总线地址的映射关系说起。

FSMC挂接在AHB总线上，AHB总线地址是按照8位寻址。当FSMC外接16位器件（TFT LCD）时，FSMC需要在程序中设置为16位，需要将AHB总线地址重新映射到FSMC。如下表所示

AHB总线地址	FSMC地址
0000 0000	0000 0000
0000 0001
0000 0010	0000 0001
0000 0011
0000 0100	0000 0010
0000 0101
0000 0110	0000 0011
0000 0111
… …	… …
… …
011 1111 1111 1111 1110	00 1 1111 1111 1111 1111
011 1111 1111 1111 1111
100 0000 0000 0000 0000	01 0 0000 0000 0000 0000
100 0000 0000 0000 0001
… …	… …
… …

这种映射关系可以理解为一种约定，有点像结构体。即在FSMC看来的地址为“AHB结构体”的首地址，“AHB结构体”有两个8位成员。另一个有趣的现象是，FSMC地址为AHB总线地址右移一位。我们在程序中操作的地址实际上是AHB总线地址，所以要设置FSMC地址为001 1111 1111 1111 1111，在程序中应该设置地址为011 1111 1111 1111 1110 。
在数字电路中操作指令，例如操作FSMC的某个地址Ax引脚（x=16~23），一般有高（1）低（0）两种状态，这恰能与TFT LCD 中RS引脚（0：命令，1：数据）的二态性对应起来。若，我们将A17引脚接RS端口，通过控制A17引脚高低来控制RS引脚高低，实现FSMC与TFT LCD端口的对接，引脚对应如下表所示

FSMC端口	TFT LCD端口
NEx	CS
A17	RS
NWE	WR
NOE	RD

CH32V307只有NE1，所以表中的NEx应为NE1。

我们想让RS引脚为零(命令)，则A17引脚必须为零；RS引脚为1（数据），则A17引脚必须为1。FSMC地址中A17引脚电平被横杠标识了，因为程序中的代码为AHB总线对应的地址。所以，FSMC令A17引脚为0的地址（00 1 1111 1111 1111 1111），在程序中应写为AHB对应地址（011 1111 1111 1111 1110），即0x3FFFE；FSMC令A17引脚为1的地址（ 01 0 0000 0000 0000 0000），在程序中应写为AHB对应地址（100 0000 0000 0000 0000），即0x40000。在程序中实现A17与RS对应的代码片段如下

/* LCD addr */
typedef struct
{
    vu16 LCD_REG;
    vu16 LCD_RAM;
} LCD_TypeDef;

/* A17, Bank1, sector1 */
#define LCD_BASE        ((u32)(0x60000000 | 0x0003FFFE))
#define LCD             ((LCD_TypeDef *) LCD_BASE)

由FSMC存储块图可知，块1的起始绝对地址为0x60000000，A17引脚相较于0x60000000的偏移量为 0x0003FFFE（AHB总线地址），所以LCD_BASE表示的是A17引脚的绝对偏移量。定义LCD为LCD_TypeDef类型结构体，并将LCD_BASE地址强制赋给LCD_TypeDef首成员LCD_REG。又因为LCD_TypeDef结构体成员类型为16位，所以成员地址LCD_REG：0x6003FFFE，LCD_RAM：0x60040000。在程序中通过调用结构体成员，就能控制RS了。
到此为止，FSMC与TFT LCD对应关系已经讲完了，以上属于个人理解，欢迎交流。
下一篇文章将分享移植一个LVGL案例到CH32V307单片机的操作过程。