環境搭建

環境變量配置

為了提高一些編譯的速度，選擇了在 Linux 系統下進行開發，在 Linux 上開發 N947 需要先安裝 env 工具 https://github.com/RT-Thread/env ，按照說明文檔進行安裝即可，然后配置一些環境變量如下

其中 /opt/arm-gnu-toolchain-13.2.Rel1-x86_64-arm-none-eabi/bin 是自己的編譯工具鏈的路徑，/home/book/rt-thread 是 RT-Thread 根目錄的路徑

source ~/.env/env.sh export RTT_CC=gcc export RTT_ROOT=/home/book/rt-thread export RTT_DIR=/home/book/rt-thread export RTT_EXEC_PATH=/opt/arm-gnu-toolchain-13.2.Rel1-x86_64-arm-none-eabi/bin export PATH=$PATH:$RTT_EXEC_PATH

如果需要將 N947 的例程從 rt-thread 的根文件夾中獨立出來的話，需要刪除工程中 Kconfig 文件的這行代碼

代碼高亮

這里使用 VSCode 中的 Clang 插件，代碼高亮和補全可以通過使用編譯時候生成的 compile_commands.json 文件來實現，而 RT-Thread 的工程是采用的 scons 工具，所以可以使用 scons_compiledb 這個 python 包來生成 compile_commands.json 實現代碼高亮，修改過的 SConstruct 文件如下

import osimport sysimport rtconfigimport scons_compiledbif os.getenv('RTT_ROOT'): RTT_ROOT = os.getenv('RTT_ROOT')else: RTT_ROOT = os.path.normpath(os.getcwd() + '/../../../../..')sys.path = sys.path + [os.path.join

(RTT_ROOT, 'tools')]try: from building import *except: print('Cannot found RT-Thread root directory, please check RTT_ROOT') print(RTT_ROOT) exit(-1)TARGET = 'rtthread.' + rtconfig.TARGET_EXTif rtconfig.PLATFORM == 'armcc': env = Environment(tools = ['mingw'], AS = rtconfig.AS, ASFLAGS = rtconfig.AFLAGS, CC = rtconfig.CC, CFLAGS = rtconfig.CFLAGS,

CXX =

rtconfig.CXX, CXXFLAGS = rtconfig.CXXFLAGS, AR = rtconfig.AR, ARFLAGS = '-rc', LINK = rtconfig.LINK, LINKFLAGS = rtconfig.LFLAGS, # overwrite cflags, because cflags has '--C99' CXXCOM = '$CXX -o $TARGET --cpp -c $CXXFLAGS $_CCCOMCOM $SOURCES')else: env = Environment(tools = ['mingw'], AS = rtconfig.AS, ASFLAGS = rtconfig.AFLAGS, CC = rtconfig.CC, CFLAGS = rtconfig.CFLAGS, CXX = rtconfig.CXX, CXXFLAGS = rtconfig.CXXFLAGS, AR = rtconfig.AR, ARFLAGS = '-rc', LINK = rtconfig.LINK, LINKFLAGS = rtconfig.LFLAGS, CXXCOM = '$CXX -o $TARGET -c $CXXFLAGS

$_CCCOMCOM

$SOURCES')env.PrependENVPath('PATH', rtconfig.EXEC_PATH)scons_compiledb.enable(env)env.CompileDb()if rtconfig.PLATFORM in ['iccarm']: env.Replace(CCCOM =

['$CC $CFLAGS $CPPFLAGS $_CPPDEFFLAGS $_CPPINCFLAGS -o $TARGET $SOURCES']) env.Replace(ARFLAGS = ['']) env.Replace(LINKCOM =

env["LINKCOM"] + ' --map rtthread.map')Export('RTT_ROOT')Export('rtconfig')SDK_ROOT

= os.path.abspath('./')if os.path.exists(SDK_ROOT + '/Libraries'): libraries_path_prefix = SDK_ROOT + '/Libraries'else: libraries_path_prefix

= os.path.dirname(SDK_ROOT) + '/Libraries'SDK_LIB = libraries_path_prefixExport('SDK_LIB')# prepare building environmentobjs =

PrepareBuilding(env, RTT_ROOT,

has_libcpu=False)objs.extend(SConscript(os.path.join(libraries_path_prefix, 'drivers', 'SConscript')))#

include cmsisobjs.extend(SConscript(os.path.join(libraries_path_prefix, rtconfig.BSP_LIBRARY_TYPE, 'SConscript')))# make a buildingDoBuilding(TARGET, objs)

最終搭建完成的效果如下所示，代碼高亮十分方便查看代碼

LVGL 適配

屏幕拓展板

FRDM-MCXN947 這個開發板預留了一個 FlexIO 接口可以適配 8080 的并口屏，于是做了一個屏幕拓展板，把手里閑置的屏幕用起來

實物如下，觸摸排線座子有點偏下，不過不影響功能

屏幕手冊說明分辨率是 240*320 驅動芯片是 ST7789V、觸摸芯片是 FT6336G，而官方的 SDK 中是有 ST7796 和 FT5406 的驅動代碼的，后續還需要稍作修改

驅動適配

在官方的 SDK 中有 ST7796 和 FT5406 的驅動程序，直接移植過來即可，同時也把 EDMA 和 SMARTDMA 的驅動復制了過來，修改一下屏幕的初始化序列即可驅動屏幕

LVGL 適配

將SDK中的 lvgl_support 復制到工程中，修改屏幕的寬高為 240*320

然后在 board 中新建一個 lv_conf.h 文件，填入關于 LVGL 的一些配置，因為許多配置在 menuconfig 中有所設置，所以這里的配置項并不多

復制過來的 lvgl_support 中有對 FreeRTOS 的支持，這里將 FreeRTOS 的 API 修改為 RTT 的 API，例如如下這段代碼

并且 N947 的驅動程序有 EDMA + FlexIO 和 SMARTDMA + FlexIO 兩種驅動方式，具體區別不太了解，不過可以運行 LVGL 的 Benchmark 測試來看下結果，左邊是 SMARTDMA 運行的結果，右邊是 EDMA 的結果，可以看到前者的 FPS 更高。后續也就繼續采用 SMARTDMA + FlexIO 的驅動方式

界面設計

然后使用 GUI Guider 設計一個界面，生成繪制界面的代碼，然后添加到工程中

還需要修改工程文件夾中的 rtconfig.py，增加一個 LV_LVGL_H_INCLUDE_SIMPLE 的預定義，因為生成的代碼默認包含 lvgl.h 是 #include "lvgl/lvgl.h"

最終適配完成的 LVGL 代碼和 GUI Guider 的代碼目錄如下，LVGL 的 UI 繪制代碼段如圖右邊所示，具體代碼可見開源地址

USB 通訊

適配 CDC

完成了下位機的界面的初始化繪制，后續的任務當然就是怎么把數據采集并發送給下位機來更新界面的數據了，下面先完成 USB 的通訊，這里使用的是 RTT 官方推薦的 CherryUSB 這個開源 USB 協議棧

將如下鏈接中的適配代碼復制到工程中

https://github.com/CherryUSB/cherryusb_mcx

因為傳輸的數據比較單一，這里使用串口屏的思路，直接用 CDC_ACM 的通訊方式，也就是在上位機顯示為一個 USB 轉串口設備，直接使用串口 API 完成通訊

將 RTT 根目錄中 rt-thread/components/drivers/usb/cherryusb/demo 文件夾中的 CDC_ACM 例程復制到工程中，并且把根目錄中的這兩行代碼屏蔽

修改工程中的 cherryusb_port.c 文件，添加對 CDC_ACM 的支持

/* * Copyright (c) 2006-2024, RT-Thread Development Team * * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 * * Change Logs: * Date Author Notes * 2024/04/23 sakumisu first version */#include #include /* low level init here, this has implemented in cherryusb *//* low level deinit here, this has implemented in cherryusb */#ifdef RT_CHERRYUSB_DEVICE_TEMPLATE_CDC_ACMint

cherryusb_devinit(void){ // extern void cherryusb_devinit(uint8_t busid, uintptr_t reg_base); extern void cdc_acm_init(uint8_t busid, uintptr_t reg_base);

cdc_acm_init(0, USBHS1__USBC_BASE); return 0;}INIT_COMPONENT_EXPORT(cherryusb_devinit);#endif#ifdef

RT_CHERRYUSB_DEVICE_TEMPLATE_MSCint cherryusb_devinit(void){ extern void msc_ram_init(uint8_t busid, uintptr_t reg_base);

msc_ram_init(0, USBHS1__USBC_BASE); return 0;}INIT_COMPONENT_EXPORT(cherryusb_devinit);#endif#ifdef RT_CHERRYUSB_HOST#include

"usbh_core.h"int cherryusb_hostinit(void){

usbh_initialize(0, USBHS1__USBC_BASE); return 0;}

INIT_COMPONENT_EXPORT(cherryusb_hostinit);#endif

將剛才復制到工程中的 CDC_ACM 的 demo 程序中端點收發的程序做如下修改，增加對于輸入信息的回顯

void usbd_cdc_acm_bulk_out(uint8_t busid, uint8_t ep, uint32_t nbytes){ USB_LOG_RAW("actual out len:%d\r\n", nbytes); /* setup next out ep read transfer */ usbd_ep_start_read(busid, CDC_OUT_EP, read_buffer, 2048); for (int i = 0; i < nbytes; i++) { printf("%02x ", read_buffer[i]); } printf("\r\n");}

驗證

然后插上開發板的 USB HS 那個 USB 接口，用串口工具發個數據包

可以看到 已經識別成了 USB 串行設備，PID 和 VID 也是我自己設置的 0xE6E9 和 0x1122，后續上位機與開發板建立通訊鎖定 COM 號就是依靠 PID VID 來查詢實現，使用串口工具給開發板發送的數據也可以正常接收到

上位機

時間原因上位機做的比較簡單，實現了如下幾個功能：

讀取電腦的 CPU、GPU 的占用率和溫度信息、獲取當前時間

根據 VID、PID 查詢 COM來與開發板通訊，下發采集數據與時間

增加幀頭后發送到下位機，固定長度 32+2 個字節

下位機數據更新

在開發板端增加一個 thread 來負責把 USB 接收到的數據更新到屏幕上面，使用 LVGL 的 API 直接修改數據即可，代碼如下

數據結構體

typedef struct{ uint16_t cpu_usage; uint16_t mem_usage; uint16_t gpu_usage; uint16_t cpu_freq; uint16_t cpu_temperature; uint16_t gpu_temperature; uint16_t board_temperature;} monitor_info_u16_t;typedef struct { uint16_t wYear; uint16_t wMonth; uint16_t wDayOfWeek; uint16_t wDay; uint16_t wHour; uint16_t wMinute; uint16_t wSecond; uint16_t wMilliseconds;} mytime_t;

在 USB 端點輸出的回調函數中增加消息隊列發送函數

void usbd_cdc_acm_bulk_out(uint8_t busid, uint8_t ep, uint32_t nbytes){ USB_LOG_RAW("actual out len:%d\r\n", nbytes); /* setup next out ep read transfer */ usbd_ep_start_read(busid, CDC_OUT_EP, read_buffer, 2048); for (int i = 0; i < nbytes; i++) { printf("%02x ", read_buffer[i]); } printf("\r\n"); if (34 == nbytes) { rt_mq_send(&usb_mq, read_buffer, 34); }}

main 函數中的接收消息隊列

uint8_t read_buffer[128];while (1){ /* 從消息隊列中接收消息 */ if (rt_mq_recv(&usb_mq, read_buffer, 34, RT_WAITING_FOREVER) > 0) { mytime_t* p_time_u16 = (mytime_t*)(read_buffer + 2); monitor_info_u16_t* p_info_u16 = (monitor_info_u16_t *)(read_buffer + 2 + sizeof(mytime_t)); rt_kprintf("wYear %u\r\n", p_time_u16->wYear);

rt_kprintf("wMonth %u\r\n", p_time_u16->wMonth); rt_kprintf("wDayOfWeek %u\r\n", p_time_u16->wDayOfWeek); rt_kprintf("wDay %u\r\n", p_time_u16->wDay); rt_kprintf("wHour %u\r\n", p_time_u16->wHour); rt_kprintf("wMinute %u\r\n", p_time_u16->wMinute);

rt_kprintf("wSecond %u\r\n", p_time_u16->wSecond); rt_kprintf("wMilliseconds %u\r\n", p_time_u16->wMilliseconds);

rt_kprintf("cpu_usage %u\r\n", p_info_u16->cpu_usage); rt_kprintf("mem_usage %u\r\n", p_info_u16->mem_usage); rt_kprintf("gpu_usage %u\r\n", p_info_u16->gpu_usage); rt_kprintf("cpu_freq %u\r\n", p_info_u16->cpu_freq); rt_kprintf("cpu_temperature %u\r\n", p_info_u16->cpu_temperature); rt_kprintf("gpu_temperature %u\r\n", p_info_u16->gpu_temperature); rt_kprintf("board_temperature %u\r\n",

p_info_u16->board_temperature); lv_label_set_text_fmt(guider_ui.screen_label_cpu_temp,

"%2d", p_info_u16->cpu_temperature);

lv_label_set_text_fmt(guider_ui.screen_label_gpu_temp,

"%2d", p_info_u16->gpu_temperature); lv_label_set_text_fmt(guider_ui.screen_label_cpu_load,

"%2d", p_info_u16->cpu_usage); lv_label_set_text_fmt(guider_ui.screen_label_gpu_load, "%2d", p_info_u16->gpu_usage); lv_arc_set_value(guider_ui.screen_arc_gpu_load,

p_info_u16->gpu_usage); lv_arc_set_value(guider_ui.screen_arc_gpu_temp,

p_info_u16->gpu_temperature); lv_label_set_text_fmt(guider_ui.screen_time, "%02d:%02d", p_time_u16->wHour, p_time_u16->wMinute); lv_label_set_text_fmt(guider_ui.screen_date, "%02d.%02d.%02d", p_time_u16->wYear, p_time_u16->wMonth, p_time_u16->wDay); }}

成品效果

目前支持了對于時間、日期、CPU、GPU 的占用率和溫度信息，其他的信息還在完善當中