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[GUI] 【STM32H750B-DK评测】新能源监控系统 UI

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 楼主| yang377156216 发表于 2022-9-4 10:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
stm32h750, touchgfx, 能源监控ui, ui, 能源监控, 监控系统
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本次评测旨在使用 STM32H750-DK 开发板基于 TouchGFX 库设计一套城市新能源监控系统的 UI 界面，大体上分为欢迎页和三大不同的能源版本主页。一边学习，一边体验高端产品的酷炫。 下面详述实现过程。
1.0 开发板.jpg
1 搭建MDK5工程1.1开发环境
开发板：STM32H750B-DK
TouchGFX软件版本：V4.20.0
MDK5软件版本：V5.33.0
STM32CubeMX软件版本：V6.6.1
操作系统：Windows10
1.2下载官方demo
为了快速GUI开发，使用TouchGFX基于STM32H750B-DK的工程模板
打开TouchGFX，在搜索框中输入STM32H750B-DK，点击Create按钮，创建工程。
1.2 TouchGFX 创建工程.jpg
TouchGFX生成工程结构如下：
1.2 TouchGFX 工程结构.jpg
生成的文件夹里面有一个STM32CubeMX的工程文件，由于默认配置中生成的是STM32CubeIDE工程代码，我们需要的是keil工程代码，所以需要切换IDE（除了这点，不改任何配置）。
1.2 STM32CubeMX.jpg
此时，keil工程模板基本建立，但此时如果直接打开keil工程，编译会报错，是由于TouchGFX没有生成代码，导致确少界面相关源代码，只需要回到TouchGFX，点击产生代码。
1.2 TouchGFX 生成代码.jpg
再次编译keil工程，无报错，如果有警告，再次编译后可消失，生成.hex文件。
1.2 创建完成.jpg
至此，基于STM32H750B-DK的MDK工程模板创建完成。
2 界面设计
2.1 启动界面
2.1 启动界面.jpg
2.1圆形进度条.png 2.1圆形进度条背景.png
圆形进度条：制作两张加载图片，一张为背景，另一张为指示进度，在定时中断函数handleTickEvent（）中计数，模拟上电启动加载的动态过程，实际上启动很快，此处故意加了一个延迟。
相关代码如下：
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  1. class CarScreenView : public CarScreenViewBase
    

  2. {
    

  3. public:
    

  4.   CarScreenView();
    

  5.   virtual ~CarScreenView() {}
    

  6.   virtual void setupScreen();
    

  7.   virtual void tearDownScreen();
    

  8.   virtual void clickButtonPressed();
    

  9.   virtual void handleTickEvent();
    


  10. 

  11. protected:
    


  12. 

  13.   int tickCounter;
    

  14.   int progress;
    

  15.   int start;
    

  16. };
复制
  1. #include <gui/startscreen_screen/StartScreenView.hpp>
    

  2. #include <gui/mainscreen_screen/MainScreenView.hpp>
    


  3. 

  4. StartScreenView::StartScreenView()
    

  5. {
    


  6. 

  7. }
    


  8. 

  9. void StartScreenView::setupScreen()
    

  10. {
    

  11.   StartScreenViewBase::setupScreen();
    

  12.   tickCounter = 0;
    

  13.   circleProgress.getRange(circleProgressMin, circleProgressMax);   
    

  14. }
    


  15. 

  16. void StartScreenView::tearDownScreen()
    

  17. {
    

  18.   StartScreenViewBase::tearDownScreen();
    

  19. }
    


  20. 

  21. void StartScreenView::updateProgress(uint16_t tick)
    

  22. {
    

  23.   circleProgress.setValue(tick % (circleProgressMax + 1));
    

  24. }
    


  25. 

  26. void StartScreenView::updateDirection(uint16_t tick)
    

  27. {
    

  28.   if (tick % (circleProgressMax + 1) == 0)
    

  29.   {
    

  30. ​    application().gotoMainScreenScreenBlockTransition();
    

  31.   }
    

  32. }
    


  33. 

  34. void StartScreenView::handleTickEvent()
    

  35. {
    


  36. 

  37.   tickCounter++;
    

  38.   updateProgress(tickCounter);
    

  39.   updateDirection(tickCounter);
    

  40. }
2.2 主界面 2.2主界面.jpg
按钮：是一种感应触控事件的控件，能够在按钮被释放时发送回调。 每种状态（按下和释放）都关联了图像。添加按下和放开图片。
交互：用来设置触发条件满足时要执行的动作。触发条件为按钮点击，动作为更换屏幕，并选择屏幕的过渡效果。
2.2按键交互切换界面.jpg
2.3无负压供水 2.3无负压供水.jpg
线条：一个基于画布控件的控件，能够绘制从一个点到另一个点的直线。本例通过函数  line.setStart(startX, startY)、 line.setEnd(endX, endY)改变线条的起始坐标，进而动态的改变线条的长短和位置，模拟水流的动画效果。
主要实现代码如下：
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  1. void WaterSupplyScreenView::drawHorizontalLine(Line &line,uint16_t length)
    

  2. {
    

  3.   int startX, startY,endX, endY;
    


  4. 

  5.   line.invalidate();
    

  6.   line.getStart(startX, startY);
    

  7.   line.getEnd(endX, endY);
    

  8.   if (endX < length)
    

  9.   {
    

  10. ​    if((endX - startX) < 10)
    

  11. ​    {
    

  12. ​      line.setStart(startX, startY);
    

  13. ​      line.setEnd(endX + 1, endY);
    

  14. ​    }
    

  15. ​    else
    

  16. ​    {
    

  17. ​      line.setStart(startX + 1, startY);
    

  18. ​      line.setEnd(endX + 1, endY);
    

  19. ​    }    
    

  20.   }
    

  21.   else
    

  22.   {
    

  23. ​    if(startX < length)
    

  24. ​    {
    

  25. ​      line.setStart(startX + 1, startY);
    

  26. ​      line.setEnd(endX, endY);      
    

  27. ​    }
    

  28. ​    else
    

  29. ​    {
    

  30. ​      line.setStart(0, startY);
    

  31. ​      line.setEnd(0, endY);        
    

  32. ​    }
    

  33.   }
    

  34.   line.invalidate();
    

  35. }
    


  36. 

  37. void WaterSupplyScreenView::drawVerticalLineDown(Line &line,uint16_t length)
    

  38. {
    

  39.   int startX, startY,endX, endY;
    

  40.   
    

  41.   line.invalidate();
    

  42.   line.getStart(startX, startY);
    

  43.   line.getEnd(endX, endY);
    

  44.   if (endY < length)
    

  45.   {
    

  46. ​    if((endY - startY) < 10)
    

  47. ​    {
    

  48. ​      line.setStart(startX, startY);
    

  49. ​      line.setEnd(endX, endY + 1);
    

  50. ​    }
    

  51. ​    else
    

  52. ​    {
    

  53. ​      line.setStart(startX, startY + 1);
    

  54. ​      line.setEnd(endX, endY + 1);
    

  55. ​    }    
    

  56.   }
    

  57.   else
    

  58.   {
    

  59. ​    if(startY < length)
    

  60. ​    {
    

  61. ​      line.setStart(startX, startY + 1);
    

  62. ​      line.setEnd(endX, endY);      
    

  63. ​    }
    

  64. ​    else
    

  65. ​    {
    

  66. ​      line.setStart(startX, 0);
    

  67. ​      line.setEnd(endX, 0);        
    

  68. ​    }
    

  69.   }
    

  70.   line.invalidate();
    

  71. }
    


  72. 

  73. void WaterSupplyScreenView::drawVerticalLineUp(Line &line,int length)
    

  74. {
    

  75.   int startX, startY,endX, endY;
    

  76.   
    

  77.   line.invalidate();
    

  78.   line.getStart(startX, startY);
    

  79.   line.getEnd(endX, endY);
    

  80.   
    

  81.   if (endY > 0)
    

  82.   {
    

  83. ​    if((startY - endY) < 10)
    

  84. ​    {
    

  85. ​      line.setStart(startX, startY);
    

  86. ​      line.setEnd(endX, endY - 1);
    

  87. ​    }
    

  88. ​    else
    

  89. ​    {
    

  90. ​      line.setStart(startX, startY - 1);
    

  91. ​      line.setEnd(endX, endY - 1);
    

  92. ​    }    
    

  93.   }
    

  94.   else
    

  95.   {
    

  96. ​    if(startY == 0)
    

  97. ​    {
    

  98. ​      line.setStart(startX, length);
    

  99. ​      line.setEnd(endX, length);        
    

  100. ​    }
    

  101. ​    else if(startY <= 10)
    

  102. ​    {
    

  103. ​      line.setStart(startX, startY - 1);
    

  104. ​      line.setEnd(endX, endY);      
    

  105. ​    }    
    

  106.   }
    

  107.   line.invalidate();
    

  108. }
    


  109. 

  110. void WaterSupplyScreenView::handleTickEvent()
    

  111. {
    

  112.   static double data = 1.0;
    


  113. 

  114.   tickCounter ++;
    

  115.   if(tickCounter % 5 != 0)
    

  116. ​    return;
    


  117. 

  118.   drawHorizontalLine(line1, 28);
    

  119.   drawHorizontalLine(line2, 25);  
    

  120.   drawHorizontalLine(line3, 90);  
    

  121.   drawHorizontalLine(line4, 15);  
    

  122.   drawHorizontalLine(line5, 15);  
    

  123.   drawHorizontalLine(line6, 40);  
    

  124.   drawHorizontalLine(line7, 15);  
    

  125.   drawHorizontalLine(line8, 15);  
    

  126.   drawHorizontalLine(line9, 15);  
    

  127.   drawHorizontalLine(line10, 15);  
    

  128.   drawHorizontalLine(line11, 20);  
    

  129.   drawHorizontalLine(line12, 15);  
    

  130.   drawHorizontalLine(line13, 15);  
    

  131.   drawHorizontalLine(line14, 15);  
    

  132.   drawHorizontalLine(line15, 15);  
    

  133.   drawHorizontalLine(line16, 15);  
    

  134.   drawHorizontalLine(line17, 15);  
    

  135.   drawVerticalLineDown(line18, 30);   
    

  136.   drawVerticalLineDown(line19, 30);   
    

  137.   drawVerticalLineDown(line20, 65);   
    

  138.   drawVerticalLineDown(line21, 30);   
    

  139.   drawVerticalLineUp(line22, 110);   
    

  140.   drawVerticalLineUp(line23, 30);   
    

  141.   drawVerticalLineUp(line24, 80);  
    

  142.   if(tickCounter > 50)
    

  143.   {
    

  144. ​    drawHorizontalLine(line25, 90); 
    

  145. ​    drawVerticalLineUp(line28, 110);   
    

  146. ​    drawVerticalLineDown(line34, 65); 
    

  147. ​    drawVerticalLineUp(line37, 30);  
    

  148. ​    drawHorizontalLine(line38, 40);  
    

  149. ​    drawVerticalLineUp(line40, 80);  
    

  150. ​    drawVerticalLineDown(line39, 30);  
    

  151.   }
    

  152.   if(tickCounter > 150)
    

  153.   {
    

  154. ​    drawHorizontalLine(line26, 90);
    

  155. ​    drawVerticalLineUp(line29, 110); 
    

  156. ​    drawVerticalLineDown(line35, 65); 
    

  157. ​    drawVerticalLineUp(line41, 80);       
    

  158.   }
    

  159.   if(tickCounter > 250)
    

  160.   {
    

  161. ​    drawHorizontalLine(line27, 90);  
    

  162. ​    drawVerticalLineUp(line30, 110);  
    

  163. ​    drawVerticalLineDown(line36, 65); 
    

  164. ​    drawVerticalLineUp(line42, 80);    
    

  165.   }   
    

  166.   if(tickCounter > 350)
    

  167.   {
    

  168. ​    drawHorizontalLine(line31, 90);  
    

  169. ​    drawVerticalLineUp(line32, 110);
    

  170.   }  
    

  171.   if(tickCounter > 450)
    

  172.   {
    

  173. ​    drawVerticalLineUp(line33, 110);
    

  174.   }  
    

  175.   if(tickCounter % 50 == 0)
    

  176.   {
    

  177. ​    data += 0.1;
    

  178. ​    if(data > 3.0)
    

  179. ​    {
    

  180. ​      data = 1.0;
    

  181. ​    }
    

  182. ​    Unicode::snprintfFloat(textCounter1Buffer, TEXTCOUNTER1_SIZE, "%0.1f", data);
    

  183. ​    textCounter1.invalidate();  
    

  184. ​    Unicode::snprintfFloat(textCounter2Buffer, TEXTCOUNTER2_SIZE, "%0.1f", data);
    

  185. ​    textCounter2.invalidate();        
    

  186.   }
    

  187. }
2.4风电监控系统 2.4风电监控系统.jpg
动画图像：添加一组同一标识符风车的图像，每个图像间隔的时长为100ms，从头至尾运行，模拟风车动画效果。
2.4 wind_01.png 2.4wind_02.png 2.4wind_03.png 2.4wind_04.png 2.4wind_05.png 2.4wind_06.png 2.4wind_07.png 2.4wind_08.png 2.4wind_09.png 2.4wind_10.png 2.4wind_12.png 2.4wind_13.png
动态图表：应用程序在Y轴显示发电功率，X轴显示时间，实时显示风力发电的功率，动态图表支持三种类型的动态行为：换行并清除、滚动、换行并覆盖。本例选用滚动。
2.4动态图表.jpg
主要实现代码如下：
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  1. static uint16_t randomish(int32_t seed)
    

  2. {
    

  3.   static uint16_t last = 0;
    

  4.   const uint16_t num = (seed * (1337 + last)) % 0xFFFF;
    

  5.   last = num;
    

  6.   return num;
    

  7. }
    


  8. 

  9. void WindPowerScreenView::handleTickEvent()
    

  10. {
    

  11.   tickCounter++;
    

  12.   if (tickCounter % 5 == 0)
    

  13.   {
    

  14. ​    float yMax = WindDynamicGraph.getGraphRangeYMaxAsFloat();
    

  15. ​    int data = (int)((sinf(tickCounter * .02f) + 1) * (yMax / 2.2f)) + randomish(tickCounter) % (int)(yMax / 10.f);
    

  16. ​    WindDynamicGraph.addDataPoint(data);
    

  17. ​    Unicode::snprintf(powerBuffer, POWER_SIZE, "%d", data);
    

  18. ​    power.invalidate();  
    

  19. ​    Unicode::snprintf(WindSpeedBuffer, WINDSPEED_SIZE, "%d", data/5);
    

  20. ​    WindSpeed.invalidate();        
    

  21.   }
    

  22. }
2.5新能源汽车充电 2.5充电.jpg
动画图像：按钮按下后，从头至尾运行汽车动画，模拟充电，按下再次按下，动画停止显示。
2.5car_01.png 2.5car_02.png 2.5car_03.png 2.5car_04.png 2.5car_05.png 2.5car_06.png
文本进度条：显示充电进度，并且通过函数batteryTextProgress.setXY（x,y）改变文本的显示坐标。
线性进度条：显示当前充电进度。
主要实现代码如下：
复制
  1. void CarScreenView::handleTickEvent()
    

  2. {
    

  3.     if (CarAnimatedImage.isAnimatedImageRunning())    
    

  4.     {
    

  5.         tickCounter++;
    

  6.         if (tickCounter > 1000)
    

  7.         {
    

  8.             CarAnimatedImage.stopAnimation();
    

  9.             Unicode::snprintfFloat(moneyBuffer, MONEY_SIZE, "%0.1f", tickCounter/100);
    

  10.             money.invalidate();   
    

  11.             Unicode::snprintfFloat(KwhBuffer, KWH_SIZE, "%0.1f", tickCounter/100);
    

  12.             Kwh.invalidate();   
    

  13.             modalWindow.show();                    
    

  14.         }
    

  15.         else
    

  16.         {
    

  17.             batteryLineProgress.setValue(tickCounter/10);
    

  18.             batteryTextProgress.setValue(tickCounter/10);
    

  19.             batteryTextProgress.setXY((43 + (382-43)*tickCounter/10/100), 204);
    

  20.         }       
    

  21.     }     
    

  22. }
模式窗口：是容器类型的控件，用于显示窗口，并禁止对下层视图和控件的触摸事件。充电完成或按键按下后，弹出窗口，显示充电费用和充电电量。
2.5 弹窗.jpg
外部事件作为触发器：物理按钮作为触发器，应用程序响应外部按钮的输入，在TouchGFX/target 下创建KeyController.cpp，KeyController.hpp文件，编写按键初始化函数，以及按键采样函数，按键值设为‘1’，在电脑上模拟时按下数字键盘上的1，可模拟开发板上的物理按钮。
主要实现代码如下：
复制
  1. #ifndef KEYCONTROLLER_HPP
    

  2. #define KEYCONTROLLER_HPP
    

  3. #include <platform/driver/button/ButtonController.hpp>
    

  4. namespace touchgfx
    

  5. {
    

  6.         class KeyController : public ButtonController
    

  7.         {
    

  8.                 public:
    

  9.                 virtual void init();
    

  10.                 virtual bool sample(uint8_t& key);
    

  11.         };
    

  12. }
    

  13. #endif
复制
  1. #include <KeyController.hpp>
    

  2. #include "stm32h7xx_hal.h"
    

  3. using namespace touchgfx;
    


  4. 

  5. void KeyController::init()
    

  6. {
    

  7.     GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    


  8. 

  9.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();           //开启GPIOA时钟
    

  10.     GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_13;            //PC13
    

  11.     GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;       //输入
    

  12.     GPIO_Initure.Pull = GPIO_NOPULL;            //浮空
    

  13.     GPIO_Initure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;   //低速
    

  14.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_Initure);
    

  15. }
    


  16. 

  17. bool  KeyController::sample(uint8_t& key)
    

  18. {
    

  19.     static int flag=0;
    

  20.     
    

  21.     if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_SET)
    

  22.     {
    

  23.         if(flag == 0)
    

  24.         {
    

  25.             key = '1';
    

  26.             flag = 1;
    

  27.             return true;
    

  28.         }
    

  29.     }
    

  30.     else
    

  31.     {
    

  32.         flag = 0;
    

  33.     }
    

  34.     return false;
    

  35. }
在TouchGFXHAL.cpp文件添加代码，调用初始化函数，注册按键。
2.5初始化.jpg
复制
  1. void CarScreenView::clickButtonPressed()
    

  2. {
    

  3.   if(start == 0)
    

  4.   {
    

  5. ​    start = 1;
    

  6. ​    tickCounter = 0;
    

  7. ​    CarAnimatedImage.startAnimation(false, false, true);    
    

  8.   }
    

  9.   else
    

  10.   {
    

  11. ​    start = 0;
    

  12. ​    CarAnimatedImage.stopAnimation();
    

  13. ​    Unicode::snprintfFloat(moneyBuffer, MONEY_SIZE, "%0.1f", tickCounter/100);
    

  14. ​    money.invalidate();  
    

  15. ​    Unicode::snprintfFloat(KwhBuffer, KWH_SIZE, "%0.1f", tickCounter/100);
    

  16. ​    Kwh.invalidate(); 
    

  17. ​    modalWindow.show();       
    

  18.   }
    

  19. }
    


  20. 


  21. 

  22. void CarScreenView::handleTickEvent()
    

  23. {
    

  24.   if (CarAnimatedImage.isAnimatedImageRunning())   
    

  25.   {
    

  26. ​    tickCounter++;
    

  27. ​    if (tickCounter > 1000)
    

  28. ​    {
    

  29. ​      CarAnimatedImage.stopAnimation();
    

  30. ​      Unicode::snprintfFloat(moneyBuffer, MONEY_SIZE, "%0.1f", tickCounter/100);
    

  31. ​      money.invalidate();  
    

  32. ​      Unicode::snprintfFloat(KwhBuffer, KWH_SIZE, "%0.1f", tickCounter/100);
    

  33. ​      Kwh.invalidate();  
    

  34. ​      modalWindow.show();           
    

  35. ​    }
    

  36. ​    else
    

  37. ​    {
    

  38. ​      batteryLineProgress.setValue(tickCounter/10);
    

  39. ​      batteryTextProgress.setValue(tickCounter/10);
    

  40. ​      batteryTextProgress.setXY((43 + (382-43)*tickCounter/10/100), 204);
    

  41. ​    }    
    

  42.  }   
    

  43. }
3.总结
TouchGFX 是一款可用于STM32处理器的GUI框架。是ST推荐的一款高性能显示框架，可以在资源有限的微处理器上，提供类似于手机应用界面般的显示效果。下面是整体效果视频链接： https://www.bilibili.com/video/BV1aP411V7uB/
由于尺寸过大，本测评涉及到的资源以及源工程放于百度网盘，有需要的同学请自行下载。
链接：https://pan.baidu.com/s/1uISJtTwambTGfZGJ9vWjxw?pwd=H750 提取码：H750





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carpsnow 发表于 2022-9-10 13:21 | 显示全部楼层
这一大篇，费功夫了
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tpgf 发表于 2022-10-8 14:47 | 显示全部楼层
如果做图像的话 是不是只用cube配置就不是太够用了呢
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nawu 发表于 2022-10-8 15:01 | 显示全部楼层
TouchGFX 和cube以及编译工具有没有版本相匹配的问题呢
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aoyi 发表于 2022-10-8 15:32 | 显示全部楼层
做图像处理的时候需要自己调整尺寸位置什么的吗
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zljiu 发表于 2022-10-8 15:42 | 显示全部楼层
可以动态的调整显示图像的尺寸吗
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gwsan 发表于 2022-10-8 15:53 | 显示全部楼层
请问TouchGFXHAL.cpp文件是使用c++编程的吗
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tfqi 发表于 2022-10-8 16:04 | 显示全部楼层
如果想要做出图中这个图片的内容的话 是不是有现成的模板可以使用呢
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huangchui 发表于 2022-10-8 22:54 | 显示全部楼层
同问，TouchGFX 和cube以及编译工具有没有版本相匹配的问题呢
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yjwpm 发表于 2022-10-15 14:24 | 显示全部楼层
连接失效
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