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【NuMaker-M2354试用】+SPI驱动LCD及TOUCH

发布于 2021-12-01 15:44:00 浏览：1196 订阅该版

今天抽空驱动了收拾的一款兼容UNO接口的SPI屏幕~LCD分辨率240X320，驱动芯片HX8347D，触摸芯片XPT2046 ，共用一个SPI(屏幕上还挂了一个SD，这里不用，因为M2354板子上有SDIO接口的SD卡座)~
我们先看官方对SPI模块的框架描述：
![Z1.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/93c4b2dd5a1d6aca99c063290f0f7175.png)
我们这了用的是SPI0，我们看下我们复用的引脚：
![Z2.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/3dc935eb9d208c4d70667e2870bd824c.png)
我们查看下板子硬件：
LCD屏幕引脚分布如图：
![Z1.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211201/452972e75183ec7901a6ed4dd93df2f5.png)
M2345对应UNO座子引脚：
![Z2.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211201/60a13456d43c79eb5be4fd949d133154.png)
我们得知：
LCD_MOSI-->PA0
LCD_MISO-->PA1
LCD_SCK -->PA2
LCD_CS  -->PA3
LCD_BKL -->PC10
LCD_DC  -->PC11
SD_CS   -->PE6
TP_CS   -->PE7
TP_IRQ  -->PC0
硬件对于好后，我们开始写程序：
由于程序就要RTT，我们先通过env工具，对官方的DEMO例程，通过menuconfig进行精简，几乎去掉所有上层，着重在RTT COMPONENT及新唐本身的CHIP级驱动。之前仅用过RTT的NANO版本，仅用了框架，对其组件如何使用还不是很熟悉。我们就从最基本的开始。
![Z3.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/19ea43e0c68d6f60ac1856489df1475a.png)
我们开启RTT COMPONENT的SPI及NU CHIP的SPI:
![Z5.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/4405676cc10e5c6ea4f7e8b085e6d0b8.png)
![Z6.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/71b0c831a9431ad35593bbd5fb0e9128.png)
![Z7.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/a88a623731e7728f17363c00d181e2f0.png)
![Z8.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/a94506f70d8498137432328fc0e34b0e.png)
其应用层的均无勾选，我们保存修改后，通过scons指令生成并编译工程。
下面我们对该工程进行修改添加自己的代码。
其中PA0~PA3为SPI0的四个驱动引脚，CS引脚我们不服用，我们手动控制：
SPI0初始化：
```c
void SPI0_Init(u32 spi_baud)
{
  /* Enable SPI0 peripheral clock */
  CLK_EnableModuleClock(SPI0_MODULE);
  /* Select SPI0 peripheral clock source as PCLK1 */
  CLK_SetModuleClock(SPI0_MODULE, CLK_CLKSEL2_SPI0SEL_PCLK1, MODULE_NoMsk);
  
  /* Setup SPI0 multi-function pins */
  SYS->GPA_MFPL &= ~(SYS_GPA_MFPL_PA0MFP_Msk | SYS_GPA_MFPL_PA1MFP_Msk | SYS_GPA_MFPL_PA2MFP_Msk /*| SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_Msk*/);
  SYS->GPA_MFPL |= (SYS_GPA_MFPL_PA0MFP_SPI0_MOSI | SYS_GPA_MFPL_PA1MFP_SPI0_MISO | SYS_GPA_MFPL_PA2MFP_SPI0_CLK /*| SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_SPI0_SS*/);

/* Set LCD PA3片选引脚为输出模式 */
  GPIO_SetMode(PA,BIT13,GPIO_MODE_OUTPUT);
  
  /* Configure SPI0 as a master, MSB first, 8-bit transaction, SPI Mode-0 timing, clock is 2MHz */
  SPI_Open(SPI0, SPI_MASTER, SPI_MODE_0, 8, spi_baud);//2000000 2M
  /* Disable auto SS function, control SS signal manually. */
  SPI_DisableAutoSS(SPI0);
}
```
这里面，其实在生成工具的nutool_pincfg里面有外设引脚默认的连接配置：
我们修改：
![M0.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/1b5b340af10c9aa2854764fe3b37fe97.png)
我们这了也仅有了RTT的框架，对其包装过的SPI接口函数未使用：
我们再写一个SPI读写一个字节的函数：
```c
u8 SPI0_ReadWriteByte(u8 tx_data)
{
  u8 recdata=0;

SPI_WRITE_TX(SPI0, tx_data);
  
  while(SPI_IS_BUSY(SPI0));
  
  recdata = (uint8_t)SPI_READ_RX(SPI0);
  
  return recdata;

}
```
下面我们写LCD及XPT2046相关驱动，具体查看工程文件：
其中对触摸校准的数值，我们保存到了FMC的APROM BANK1的最后2KB的位置~
目前使用16个字节，即4字~
```c
void FMC_APROM_OPEN(void)
{
    /* Enable FMC ISP function */
    FMC_Open();
    /* Enable FMC erase/program APROM */
    FMC_ENABLE_AP_UPDATE();
}

void FMC_APROM_CLOSE(void)
{
  /* 取消APROM执行更新操作	*/	
  FMC_ENABLE_AP_UPDATE();
  /* 取消FMC */
  FMC_Close();

}
//保存LCD校验参数
//占用14个字节 15个字节为是否校验标志  16字节为0
void FMC_APROM_WRITEDATAS(u8* buf)
{
  PROTECT_REG
  (
    FMC_APROM_OPEN();
    u8 i=0;
    u32 tmp=0;
    /* FMC对APROM某一起始地址进行擦除操作，擦除大小为2K字节*/
    FMC_Erase(APROM_SAVE_ADDRESS);

for(i=0;i<4;i++)
    {
      tmp=(buf[i*4]<<24)+(buf[i*4+1]<<16)+(buf[i*4+2]<<8)+buf[i*4+3];
      /* 向APROM写入数据，每次写入1个字即4个字节 */
      //FMC_Write(APROM_SAVE_ADDRESS+i*4,&buf[i*4]);
      FMC_Write(APROM_SAVE_ADDRESS+i*4,tmp);
    }
    
    FMC_APROM_CLOSE();
  )
}

void FMC_APROM_WRITEWORDS(u32* buf)
{
  PROTECT_REG
  (
    FMC_APROM_OPEN();
    u8 i=0;
    u32 tmp=0;
    /* FMC对APROM某一起始地址进行擦除操作，擦除大小为2K字节*/
    FMC_Erase(APROM_SAVE_ADDRESS);

for(i=0;i<4;i++)
    {
      tmp=buf[i];
      /* 向APROM写入数据，每次写入1个字即4个字节 */
      //FMC_Write(APROM_SAVE_ADDRESS+i*4,&buf[i*4]);
      FMC_Write(APROM_SAVE_ADDRESS+i*4,tmp);
    }
    
    FMC_APROM_CLOSE();
  )
}

void FMC_APROM_READDATAS(u8* buf)
{

void FMC_APROM_READWORDS(u32* buf)
{

PROTECT_REG
  (
    FMC_APROM_OPEN();
    u8 i=0;
    u32 tmp=0;
    for(i=0;i<4;i++)
    {
      /* 从APROM读入数据，每次读入1个字即4个字节 */
      //buf[i]=FMC_Read(APROM_SAVE_ADDRESS+i*4);
      
      tmp=FMC_Read(APROM_SAVE_ADDRESS+i*4);
      
      buf[i]  =tmp;
    }		
    
    FMC_APROM_CLOSE();
  )
}
```
对于浮点数的保存，我们使用了联合体的方法，将其拆成U8数组~
联合体看似与结构体相似，其不同之处在于结构体中每个变量占用不同的内存，而联合体共用一段内存，这就给保存浮点数提供了极大的便利。：

比如我要保存一个浮点数a，我定义一个联合体
union
{
  float x;
  uchar s[4];
}F32_Sep;
然后把a的值赋给F32_Sep.x，这样一来其实s[0]对应了浮点数的最高位，s[3]对应其最低位，因此，保存到EEPROM中只需将s[0]~s[3]即可。
这种方法甚至可以保存符号~
读取时，先把读取的字节依次保存到S[0]~S[3].然后直接应用把F32_Sep.x赋给要操作的浮点变量即可~
本程序里面的应用：
```c
union
{
  float x;
  unsigned char s[4];
}F32_Sep_fXfac;

union
{
  float x;
  unsigned char s[4];
}F32_Sep_fYfac;

//保存校准参数										    
void tp_save_ajdata(void)
{
  u32 tmpbuf[4]={0};
  
  //强制保存&tp_dev.xfac地址开始的12个字节数据，即保存到tp_dev.touchtype
  //在最后，写0X0A标记校准过了
  F32_Sep_fXfac.x=s_tTouch.fXfac;
  F32_Sep_fYfac.x=s_tTouch.fYfac;
  
  tmpbuf[0]=(F32_Sep_fXfac.s[0]<<24)+(F32_Sep_fXfac.s[1]<<16)+(F32_Sep_fXfac.s[2]<<8)+F32_Sep_fXfac.s[3];
  tmpbuf[1]=(F32_Sep_fYfac.s[0]<<24)+(F32_Sep_fYfac.s[1]<<16)+(F32_Sep_fYfac.s[2]<<8)+F32_Sep_fYfac.s[3];
  tmpbuf[2]=(s_tTouch.iXoff<<16)+s_tTouch.iYoff;
  tmpbuf[3]=0x0A;

FMC_APROM_WRITEWORDS(tmpbuf);
}
//得到保存在EEPROM里面的校准值
//返回值：1，成功获取数据
//        0，获取失败，要重新校准
u8 tp_get_adjdata(void)
{					  
  u32 rxbuf[4]={0};          //读取之前保存的校准数据 
	FMC_APROM_READWORDS(rxbuf);//读取标记字,看是否校准过！ 		 
	if(rxbuf[3]==0X0A)//触摸屏已经校准过了			   
 	{ 
    //赋值联合体数值
    F32_Sep_fXfac.s[0]=rxbuf[0]>>24;
    F32_Sep_fXfac.s[1]=rxbuf[0]>>16;
    F32_Sep_fXfac.s[2]=rxbuf[0]>>8;
    F32_Sep_fXfac.s[3]=rxbuf[0];
    s_tTouch.fXfac=F32_Sep_fXfac.x;
    
    F32_Sep_fYfac.s[0]=rxbuf[1]>>24;
    F32_Sep_fYfac.s[1]=rxbuf[1]>>16;
    F32_Sep_fYfac.s[2]=rxbuf[1]>>8;
    F32_Sep_fYfac.s[3]=rxbuf[1];
    s_tTouch.fYfac=F32_Sep_fYfac.x;
    
    s_tTouch.iXoff=(u16)(rxbuf[2]>>16);
    s_tTouch.iYoff=(u16)rxbuf[2];
		return 1;	 
	}
	return 0;
}	
```
我们，添加3个任务一个是LED闪烁，一个是串口定时输出，一个就是点击屏幕显示坐标：
在点击屏幕显示坐标任务里面，我们先检查触摸有无校准，如果有校准标志，直接跳过~无校准标志，强行校准~while循环里面：我们查询触摸，一旦触摸显示触摸的坐标~
```
void tp_Mytouched(void)
{	
	tp_scan(0);
	if (s_tTouch.chStatus & TP_PRESS_DOWN) {
		if (s_tTouch.hwXpos < LCD_WIDTH && s_tTouch.hwYpos < LCD_HEIGHT) {

sprintf((char*)str, "the posion is x: %d,Y: %d",s_tTouch.hwXpos, s_tTouch.hwYpos);

lcd_clear_screen(WHITE);
			
			lcd_display_string(10, 80, str, 16, RED); 
      LEDY_TOG();
 
		}
	}
}
```
我们把一些初始化放到RTT的DRV_COMMON的板级初始化函数里面：
```
RT_WEAK void rt_hw_board_init(void)
{
    /* Init System/modules clock */
    //nutool_modclkcfg_init();

/* Unlock protected registers */
    SYS_UnlockReg();

/* Init all pin function setting */
    nutool_pincfg_init();

SYS_Init(PLL_CLOCK);
    systick_rtos_delayInit();

/* 串口0初始化，波特率为115200bps */		
    UART0_Init(115200);
  
    SPI0_Init(8000000);

#if defined(BSP_USING_EADC)
    /* Vref connect to internal */
    SYS->VREFCTL = (SYS->VREFCTL & ~SYS_VREFCTL_VREFCTL_Msk) | SYS_VREFCTL_VREF_3_0V;
#endif
    //rt_hw_lcd_init();
    /* Lock protected registers */
    SYS_LockReg();

#ifdef RT_USING_HEAP
    rt_system_heap_init(HEAP_BEGIN, HEAP_END);
#endif /* RT_USING_HEAP */

#if defined(BSP_USING_UART)
    rt_hw_uart_init();
#endif

#ifdef RT_USING_CONSOLE
    rt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME);
#endif

#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
    rt_components_board_init();
#endif
}
```
对于systick的初始化我们单独写了个函数，其实与CM23内核自带的类似：
```
void systick_rtos_delayInit(void)    //在RTT BOARD里面被调用初始化
{
	fac_ms=1000/RT_TICK_PER_SECOND;

/*UCOS每秒钟的计数次数*/ 	
	SysTick->LOAD = fac_ms * CyclesPerUs *1000;	
	
	/*为NVIC SysTick中断设置优先级*/ 	
	NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  
	
	/*清零计数器*/ 
	SysTick->VAL   = 0;    
	
	/*使用外部12MHz时钟，并使能SysTick中断*/ 
	SysTick->CTRL  = 	SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
										SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |
										SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                                                               
}
```
我们用的是外部晶振，屏蔽工程自动生成的CLOCK相关的函数，重新编写：
自动生成的在nutool_modclkcfg.c里面，我们屏蔽掉即可：
![M3.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/029e714c73cf5ba6367eaee849a6712c.png)
我们定义自己的时钟初始化函数：
```
void SYS_Init(uint32_t u32PllClock)
{

/* 使能外部晶振时钟(12MHz) */
    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCTL_HXTEN_Msk);

/* 等待外部晶振时钟(12MHz) */
    CLK_WaitClockReady(CLK_STATUS_HXTSTB_Msk);

/* 选择内部PLL作为HCLK,同时HCLK的分频值为2 */
    CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLKSEL_PLL, CLK_CLKDIV0_HCLK(2));

/* 设置内核时钟为PLL_CLOCK */
    CLK_SetCoreClock(u32PllClock);
	
   /* 设置SysTick的时钟源为外部晶振 */
   CLK_SetSysTickClockSrc(CLK_CLKSEL0_STCLKSEL_HXT);
}

```
我们对每个外设独立新建文件初始化，便于移植：
![M4.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/e9b0620bff3e0213650387c8fafb8acc.png)
具体可查看代码。
创建3个任务并运行：
```
/**************************************************************************//**
*
* @copyright (C) 2019 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.
*
* SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
*
* Change Logs:
* Date            Author       Notes
* 2020-8-26       Wayne        First version
*
******************************************************************************/

#include <rtconfig.h>
#include <rtdevice.h>
#include <drv_gpio.h>

#include "common.h"

#include "led.h"
#include "key.h"

#include "spi0.h"
#include "tftlcd.h"
#include "fonts.h"
#include "xpt2046.h"
#include "touch.h"
#include "fmc_savedata.h"

/* defined the LEDR pin: PD3 */
#define LEDR   NU_GET_PININDEX(NU_PD, 3)
/* defined the LEDY pin: PD2 */
#define LEDY   NU_GET_PININDEX(NU_PD, 2)

uint8_t str[50];
void tp_Mytouched(void)
{

tp_scan(0);
	if (s_tTouch.chStatus & TP_PRESS_DOWN) {
		if (s_tTouch.hwXpos < LCD_WIDTH && s_tTouch.hwYpos < LCD_HEIGHT) {

sprintf((char*)str, "the posion is x: %d,Y: %d",s_tTouch.hwXpos, s_tTouch.hwYpos);

lcd_clear_screen(WHITE);
			
			lcd_display_string(10, 80, str, 16, RED);

LEDY_TOG();
 
		}
	}
}

void led_thread_entry(void* parameter)
{
    /* set LEDR pin mode to output */
    rt_pin_mode(LEDR, PIN_MODE_OUTPUT);
  
    while (1)
    {
        rt_pin_write(LEDR, PIN_HIGH);
        rt_thread_mdelay(500);
        rt_pin_write(LEDR, PIN_LOW);
        rt_thread_mdelay(500);
    }

}

void led2_thread_entry(void* parameter)
{
    /* set LEDR pin mode to output */
//    rt_pin_mode(LEDY, PIN_MODE_OUTPUT);
  
    while (1)
    {

printf("Hello world!\r\n");
        rt_thread_mdelay(800);
    }

}

void touch_thread_entry(void* parameter)
{
  while(1)
  {
      tp_Mytouched();
      rt_thread_mdelay(20);
  }

}

int main(int argc, char **argv)
{
  
    rt_thread_t led_tast;// 线程句柄
    rt_thread_t led2_tast;// 线程句柄
    rt_thread_t touch_tast;

//PROTECT_REG
    //(
      //SYS_Init(PLL_CLOCK);
      //UART0_Init(115200);
      //SPI0_Init(8000000);
    //)
  
    LED_Init();
    KEY_Init();
    lcd_port_init();
    lcd_init();

xpt2046_port_init();
    tp_init();
    printf("%f,%f,%d,%d\r\n",s_tTouch.fXfac,s_tTouch.fYfac,s_tTouch.iXoff,s_tTouch.iYoff);

/* 创建led 线程*/
    led_tast = rt_thread_create("led_tast_name",
                            led_thread_entry ,
                            RT_NULL,
                            1024,
                            4,
                            10);
    /* 创建成功则启动线程*/
    if (led_tast != RT_NULL)
    rt_thread_startup(led_tast);
    /* 创建led 线程*/
    led2_tast = rt_thread_create("led2_tast_name",
                            led2_thread_entry ,
                            RT_NULL,
                            1024,
                            4,
                            10);
    /* 创建成功则启动线程*/
    if (led2_tast != RT_NULL)
    rt_thread_startup(led2_tast);

/* 创建led 线程*/
    touch_tast = rt_thread_create("touch_tast_name",
                            touch_thread_entry ,
                            RT_NULL,
                            1024,
                            4,
                            10);
      /* 创建成功则启动线程*/
    if (touch_tast != RT_NULL)
    rt_thread_startup(touch_tast);
    
    return 0;
}

```

编译下载后，屏幕反应正常：
![Z4.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211201/9ce2802b24b2c53b577c1ecaf5b7b4b7.jpg.webp)
LED定时闪烁：
![CC.gif](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/bac36fe2aabafd5f4010b5c58a1abc21.gif)

串口定时输出：
![S2.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/34e82d07ab4b4b328fc2655fe1dcffe0.png)
总之，新唐的MCU没得说，很不错，外设齐全，主频和内存都不吝啬，给的例子上手容易，符合国人的思维习惯~RTT呢，也算是狠狠摸索了一把，之前禁言用过RTT NANO，看了标准版的RTT有如此多的组件，还是比较眼馋的，奈何自己还不是很会。只好有时间慢慢摸索了~当然，这是一次很棒的体验~谢谢新唐和RTT给我这次机会。
之前的裸机工程：[m2345_demoCode.rar](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211201/3d269169d4a7db62fd065f66f0a0844d.rar)
带RTT的工程：[numaker-m2354_Thin_BAK.rar](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211214/9307508e867c0ba411f0883dfb0a8a41.rar)