【Birch开发板系列教程】（二）完善工程模板并移植u8g2lib

时间  2020-04-20
标签 Birch开发板系列教程 完善 工程 模板 移植 u8g2lib lib 繁體版
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提示

  没有创建空白工程的读者建议先阅读这个：连接git

  同时，本文对于工程模板的完善将针对科协的Birch开发板进行（版本V2.1）。github

步骤

  上一篇文章中咱们建了一个空白工程，不过这个工程还不太好用，增添一些可以提供一些现成函数供调用的代码进去的话，能够省去许多造轮子的功夫，今天咱们就来作这件事。segmentfault

1、添加BSP和硬件驱动

  BSP是板级支持包的意思，这里呢，由于相关编写工做尚未所有结束，因此提供的BSP暂时只实现了延时函数、串口接收和板载LED的驱动，而后，硬件驱动上提供独立按键、矩阵键盘的读取程序和一个IIC驱动程序。数组

  步骤以下：函数

  • 从此处获取BSP文件夹和Hardware_Driver文件夹下的内容，而后，src下的内容添加到工程对应分组下（记得新建BSP分组）
  • BSP、Hardware_Driver下的inc文件夹的路径，按照上一篇文章中的方法进行添加。

2、添加说明文档

  步骤以下：测试

  • 今后处获取Doc文件夹下的内容。
  • 在工程模板目录下新建Doc文件夹（即Doc与User同级），将获取的内容复制到此。
  • 打开工程，将Doc文件夹下的内容添加到Doc分组下（若是没有的话请新建此分组）。

3、修改main函数

  在添加了BSP之后，延时和点亮LED等操做都有现成函数能够调用了，故main函数能够修改以下：字体

#include "bsp.h"

int main()
{
    Bsp_Init();
    
    while(1)
    {
        Board_LED_ON();
        
        Bsp_Delay_ms(200);
        
        Board_LED_OFF();
        
        Bsp_Delay_ms(200);
    }
    return 0;//程序不会运行到这里
}

敲黑板

  到这里的话，工程模板已经比较完善了，由于新增的部分主要是与Birch开发板配套的，因此工程模板能够改相似“F103_Template_Birch”这样的名字，过程当中有问题的话请参考示例工程：连接)优化

移植u8g2lib

  u8g2lib是一个适合单色屏使用的开源屏幕驱动库，能提供大量的图形绘制函数、丰富的字库、多种屏幕控制芯片的驱动程序，并且，移植很是简单，在一番测试以后（其实还测试了ugui、SimpleGUI、lkdGUI等等），决定为Birch开发板配套的工程模板移植此库提供GUI支持。ui

  步骤以下：this

  • 首先去这里把u8g2lib的仓库下载下来，为保证步骤和我说的移植，建议使用2020.4.9更新的版本（方法自行搜索），以后版本的步骤可能会略有不一样。
  • 在工程模板“F103_Template_Birch”的User文件夹下新建GUI目录，而后，把u8g2仓库的csrc目录下的所有内容复制到GUI文件夹下。
  • 打开工程，新建GUI分组，准备添加文件。

  这里须要说明一下，csrc目录下的一些像u8x8_d_器件名.c这样的文件用于存储屏幕控制芯片的驱动程序，只要添加本身屏幕对应的便可，其余相似格式的可不用添加，针对咱们使用的OLED模块，添加u8x8_d_ssd1306_128x64_noname.c便可

  • 除不用的那部分，其余.c文件所有添加到GUI分组下
  • GUI目录的路径添加到工程中（这里没有划分inc、src，能够自行划分）

  在不少状况下，移植GUI至少须要向GUI组件提供硬件初始化程序和画点的程序，不过，u8g2lib在这块基本是傻瓜化的，毕竟，驱动已经有不少前辈作好了，移植者须要作的事情能够说至关简单，主要就是按照模板实现一个函数和注释掉一些不用的部分以减小空间占用。

  • u8g2的开发者为移植者提供了一个函数模板，移植者应参照此模板实现一个函数供u8g2lib调用以实现延时等等，模板以下：

    uint8_t u8x8_gpio_and_delay_template(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
  switch(msg)
  {
    case U8X8_MSG_GPIO_AND_DELAY_INIT:    // called once during init phase of u8g2/u8x8
      break;                            // can be used to setup pins
    case U8X8_MSG_DELAY_NANO:            // delay arg_int * 1 nano second
      break;    
    case U8X8_MSG_DELAY_100NANO:        // delay arg_int * 100 nano seconds
      break;
    case U8X8_MSG_DELAY_10MICRO:        // delay arg_int * 10 micro seconds
      break;
    case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:            // delay arg_int * 1 milli second
      break;
    case U8X8_MSG_DELAY_I2C:                // arg_int is the I2C speed in 100KHz, e.g. 4 = 400 KHz
      break;                            // arg_int=1: delay by 5us, arg_int = 4: delay by 1.25us
    case U8X8_MSG_GPIO_D0:                // D0 or SPI clock pin: Output level in arg_int
    //case U8X8_MSG_GPIO_SPI_CLOCK:
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_D1:                // D1 or SPI data pin: Output level in arg_int
    //case U8X8_MSG_GPIO_SPI_DATA:
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_D2:                // D2 pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_D3:                // D3 pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_D4:                // D4 pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_D5:                // D5 pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_D6:                // D6 pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_D7:                // D7 pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_E:                // E/WR pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_CS:                // CS (chip select) pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_DC:                // DC (data/cmd, A0, register select) pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_RESET:            // Reset pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_CS1:                // CS1 (chip select) pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_CS2:                // CS2 (chip select) pin: Output level in arg_int
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK:        // arg_int=0: Output low at I2C clock pin
      break;                            // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C clock pin
    case U8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA:            // arg_int=0: Output low at I2C data pin
      break;                            // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C data pin
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_SELECT:
      u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu select pin state */ 0);
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_NEXT:
      u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu next pin state */ 0);
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_PREV:
      u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu prev pin state */ 0);
      break;
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_HOME:
      u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu home pin state */ 0);
      break;
    default:
      u8x8_SetGPIOResult(u8x8, 1);            // default return value
      break;
  }
  return 1;
}

    诺，看看代码就知道，传入一个消息，而后由这个函数对消息进行判断，并实现相应操做。

  • 这里咱们的实现以下：

    uint8_t STM32_gpio_and_delay(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
    switch(msg)
    {
        case U8X8_MSG_DELAY_100NANO:        // delay arg_int * 100 nano seconds
            __NOP();
            break;
        case U8X8_MSG_DELAY_10MICRO:        // delay arg_int * 10 micro seconds
            for (uint16_t n = 0; n < 320; n++)
            {
               __NOP();
            }
            break;
        case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:        // delay arg_int * 1 milli second
            Bsp_Delay_ms(1);
            break;                                            
        case U8X8_MSG_DELAY_I2C:                            
            __NOP();__NOP();__NOP();
            break;                                            
        case U8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK:                        // arg_int=0: Output low at I2C clock pin
            if(arg_int == 1)                                // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C clock pin
                GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_8,1);
            else if(arg_int == 0)
                GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_8,0);
            break;
        case U8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA:                        // arg_int=0: Output low at I2C data pin
            if(arg_int == 1)                                // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C data pin
                GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_9,1);
            else if(arg_int == 0)
                GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_9,0);
            break;
        case U8X8_MSG_GPIO_MENU_SELECT:
            u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu select pin state */ 0);
            break;
        case U8X8_MSG_GPIO_MENU_NEXT:
            u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu next pin state */ 0);
            break;
        case U8X8_MSG_GPIO_MENU_PREV:
            u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu prev pin state */ 0);
            break;
        case U8X8_MSG_GPIO_MENU_HOME:
            u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu home pin state */ 0);
            break;
        default:
            u8x8_SetGPIOResult(u8x8, 1);                     // default return value
            break;
    }
    return 1;
}

    在某一特定应用下，并非全部case都是必须的，上面的函数通过了必定的精简。

    另外，注意所使用的引脚须要预先初始化。

  • 而后，初始化的套路差很少是下面这样：

    // a structure which will contain all the data for one display
    u8g2_t u8g2;
    // init u8g2 structure
    u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_sw_i2c, STM32_gpio_and_delay);  
    // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this
    u8g2_InitDisplay(&u8g2);                                                                         
    //wake up display
    u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0);

    就是，初始化一个结构体用于各项参数的存储和帧缓冲，而后初始化函数初始化该结构体，以后经过咱们以前编写的函数进行初始化操做，默认是关闭的，因此最后须要打开显示，固然，到这里屏幕上尚未内容，具体的显示内容咱们以后来编写。

  • 这些函数调用以及咱们以前实现的函数，若是全放main.c里面的话，说实话容易被人打，因此呢，新建gui_port.c和gui_port.h，存到User文件夹下的src和inc里，文件加到工程里（路径已添加过），两文件的内容请参考这里和这里
  • 接下来，将main.c的内容替换为这个以方便以后的操做。

  • 编译工程，你会发现报了一大堆的错，其中第一条内容以下：

    .\Objects\F103_Template.axf: Error: L6406E: No space in execution regions with .ANY selector matching u8g2_fonts.o(.constdata).

    OK，看No Space俩字大概就能知道是空间不够用了，这个提示是由于u8g2_fonts.c这个文件夹利用用了一大堆超大的数组来存放字体数据，虽然你大部分都没使用，可是编译器仍是给它们分配了空间，而后C8T6可怜的64KB的ROM就不够用了，其实开O3优化的话能够解决这个问题，可是另外一个文件里定义的一堆所有变量仍是须要手动处理，因此推荐按下面的步骤操做：

  • 打开u8g2_d_setup.c，全选，所有注释，而后，一开始的文件包含指令（#include "u8g2.h"）的注释取消掉。这个文件的话存着各类不一样芯片、设置下的初始化函数，但咱们只须要用到的哪个，因此，Ctrl + F搜索“u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f”，将这个函数的取消注释。
  • 打开u8g2_fonts.c和u8g2_d_memory.c，两者都所有注释并取消掉开头的文件包含指令的注释，而后，编译工程。

  • 下一步，依据报错提示，取消掉两个上一步两个文件中部份内容的注释。

    .\Objects\F103_Template.axf: Error: L6218E: Undefined symbol u8g2_m_16_8_f (referred from u8g2_d_setup.o).

    好比看到这一条的话，在u8g2_d_memory.c里面搜一下“u8g2_m_16_8_f”，解除相关部分的注释，以下图：

    P1.jpg

    .\Objects\F103_Template.axf: Error: L6218E: Undefined symbol u8g2_font_inb24_mf (referred from gui_port.o).

    而后，这样的报错的话，去u8g2_fonts.c里面搜u8g2_font_inb24_mf，解除那个数组的注释（有点长，须要耐心）。

  • 完成后再次编译，若是顺利的话，此时应该没有Error了，下载到开发板，屏幕显示状况以下：（u8g2lib的官方logo）

P2.jpg

  • 若是你的程序也顺利运行的话，那么恭喜，移植完成了，如今能够给它起个名字好比“F103_Template_Birch_WithGUI”什么的，而后试着使用u8g2.h里面提供的函数尝试着绘制一些几何图形。
  • 不顺利的同窗请参考gitee上的示例工程进行查对，地址
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