STM32单片机项目实例：基于TouchGFX的智能手表设计（8）底层驱动与UI进行关联

华清远见IT开放实验室2023-12-23 4:33

STM32单片机项目实例：基于TouchGFX的智能手表设计（8）底层驱动与UI进行关联

一、概述与代码添加

在TouchGFX中，从Model类执行与应用非UI部分（这里称为后端系统）的通信。后端系统是从UI接收事件和将事件输入UI的软件组件，例如采集传感器的新测量值。后端系统可作为单独的任务在同一MCU、单独的处理器、云模块或其他硬件上运行。从TouchGFX的角度来看，这并不十分重要，只要它是能够与之通信的组件。

使用的特定通信协议不受TouchGFX管理。它只提供一个在每个TouchGFX嘀嗒时间调用一次的函数，可以在其中处理需要的通信。

图 1-1 Model-View-Presenter和外部通信

Model 类是一个永远存在的单类，它有两个用途：

  1. 保存UI的状态信息。 在切换屏幕时，View和Presenter的分配会被清除，因此它们不能用于存储在屏幕转换时应当保留的信息。 为此，使用Model保存信息。
  2. 作为面向后端系统的接口，向/从当前活动屏幕发送事件。

Model类是自动设置的，具有指向当前活动Presenter的指针。当Model中发生变化时，将变化通知当前活动Presenter。这是通过应用中ModelListener接口中的方法来完成的。TouchGFX Designer生成的新应用将自动拥有可直接供UI使用的Model类。

采用STM32CubeMX配置TouchGFX后，需要打开TouchGFX 4.21.2 Designer软件重新生成以下代码，避免MDK编译报错。配置生成的代码中主要包含三个文件：Model.cpp、Model.hpp、ModelListener.hpp，在这个三个文件中添加与UI相关的数据交互接口。

Model.cpp文件：

#include <gui/model/Model.hpp>
#include <gui/model/ModelListener.hpp>

Model::Model() : modelListener(0)
{
}

void Model::tick()
{

}

Model.hpp文件：

#ifndef MODEL_HPP
#define MODEL_HPP

class ModelListener;

class Model
{
public:
    Model();

    void bind(ModelListener* listener)
    {
        modelListener = listener;
    }

    void tick();
protected:
    ModelListener* modelListener;
};

#endif // MODEL_HPP

ModelListener.hpp文件：

#ifndef MODELLISTENER_HPP
#define MODELLISTENER_HPP

#include <gui/model/Model.hpp>

class ModelListener
{
public:
    ModelListener() : model(0) {}
    
    virtual ~ModelListener() {}

    void bind(Model* m)
    {
    model = m;
    }
protected:
    Model* model;
};

#endif // MODELLISTENER_HPP

在Model.cpp中增加与底层驱动关联代码，Model.hpp与ModelListener.hpp用于函数的声明。下面是基于TouchGFX的智能手表设计的Model.cpp中的底层关联代码：

#include <gui/model/Model.hpp>
#include <gui/model/ModelListener.hpp>

#if defined LINK_HARDWARE 	//TuchGFX仿真与实际硬件操作隔离
	//头文件包含
	extern "C"
	{
		#include "user_app.h"
	}
	//底层数据
	extern volatile SHT20_TemRH_Val gTemRH_Val;
	extern RTC_DateTypeDef gSystemDate;  //获取日期结构体
	extern RTC_TimeTypeDef gSystemTime;   //获取时间结构体
	extern gTask_BitDef gTaskStateBit;  //任务执行过程中使用到的标志位
	extern gTask_MarkEN gTaskEnMark;  //系统任务使能标识
	extern volatile StruAP3216C_Val gAP3216C_Val;	//AP3216数据结构
	extern volatile uint8_t gLastTimeSeconds;	//上一次的时间
	extern volatile float pitch,roll,yaw; //欧拉角
	extern unsigned long gSportStep;	//运动步数
	extern wifiRSSI ao_wifiRSSI;
	
	extern uint8_t gFiveKeyFunc;	//定义的五向按键值功能	
	
	extern volatile uint16_t gCurrentVal;	//资源扩展板电流，通道IN8   
	extern volatile uint16_t gVoltageVal;	//资源扩展板电压，通道IN9  
	extern volatile uint16_t gChipTempVal;//内部参考电压，通道IN12  
	extern volatile uint16_t gVrefVal;		//内部参考电压，通道IN13   	
	extern volatile uint16_t gVbatVal;		//RTC电池电压，通道IN14  

	extern int32_t n_heart_rate;   //heart rate value=n_heart_rate/4,采样率100sps,max30102设置4点求平均
	extern int32_t n_sp02; //SPO2 value
	extern int8_t ch_spo2_valid;   //indicator to show if the SP02 calculation is valid
	extern int8_t  ch_hr_valid;    //indicator to show if the heart rate calculation is valid
	extern uint8_t gWiFiInfo[40];	//用于通知View界面的Text文本显示
//
	volatile uint8_t gSwitchSpace = 0x00;	//页面切换的时间间隙
	static int32_t gHeartRate = 0;  //表盘页面的心率数据
#else //Designer仿真
	#include <ctime>
	#ifndef _MSC_VER
	#include <sys/time.h>
	#endif /* _MSC_VER*/
	//
	volatile uint8_t gBacklightVal = 50;	//背光值，默认50%
#endif
/**********************************TouchGFX与底层间的访问**********************************/
Model::Model() : modelListener(0)
{

}
//
void Model::tick()
{
	static uint8_t tickCount = 0;	//减少数据上传的次数，优化界面刷新
	tickCount++;	

#if defined LINK_HARDWARE
	//
	if(gSwitchSpace != 0) gSwitchSpace--;	
	/********************************硬件页面切换*********************************/
	//表盘页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_DIAL_EN && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->DialPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//应用页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_APPPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))
	{
		modelListener->AppPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//六轴页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_SIX_AXIS_EN && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))
	{
	modelListener->SixAxisPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//无线页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_WIFIPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->WiFiPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//设置页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_SETTINGPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->SettingPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//控制页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_MOTORPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->MotorPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//信息页面，温度、湿度与光强度
	if(gTaskEnMark.UPDATE_INFOPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->InfoPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//健康页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_HEALTHPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->HealthPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//Chip页面
	if(gTaskEnMark.UPDATE_CHIPPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->ChipPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//Battery页面
if(gTaskEnMark.UPDATE_BATTERYPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->BatteryPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//Sport页面退出
	if(gTaskEnMark.UPDATE_SPORTPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->SportPageExit(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//Alipay页面退出
	if(gTaskEnMark.UPDATE_ALIPAYPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0) && (!gSwitchSpace))	
	{
		modelListener->AlipayPageChange(gFiveKeyFunc);
		gSwitchSpace = 0x0F;	//使能切换时间计数
	}
	//Sport页面进入
	if(!HAL_GPIO_ReadPin(USER_KEY_GPIO_Port,USER_KEY_Pin))	
	{
		modelListener->SportPageEnter(3);	
	}
	/********************************更新各类信息*********************************/
	//更新时间信息,为使表盘页面滑动操作正常，在屏幕被点按时不更新数据
	if(gTaskEnMark.UPDATE_DIAL_EN && (gSystemTime.Seconds != gLastTimeSeconds)&&(gTaskStateBit.TouchPress == 0))	//每秒同步一次界面时间
	{
		modelListener->updateDate(gSystemDate.Year,gSystemDate.Month,gSystemDate.Date,gSystemDate.WeekDay);
		modelListener->updateTime(gSystemTime.Hours, gSystemTime.Minutes, gSystemTime.Seconds);
		//更新新值
		gLastTimeSeconds = gSystemTime.Seconds;	
		//更新温度/步数/心率
		modelListener->updateTempStepHeart(gTemRH_Val.Tem,gSportStep,gHeartRate);
	}
	//健康监测信息上传
	if(gTaskEnMark.UPDATE_HEALTHPAGE && (gTaskStateBit.TouchPress == 0))	
	{
		//send samples and calculation result to terminal program through UART
		if(ch_hr_valid || ch_spo2_valid)
{
			modelListener->updateHeartRateInfo(n_heart_rate/4, n_sp02);
			gHeartRate = n_heart_rate/4;  //保存心率数据值表盘页面
		}
		//
		if(gTaskStateBit.Max30102)	//单次测量完成，清除标志
		{
			ch_hr_valid =0;
			ch_spo2_valid=0;
			gTaskStateBit.Max30102 = 0;
		}
	}
	//更新欧拉角
	if(gTaskEnMark.UPDATE_SIX_AXIS_EN)	//六轴界面活动时上传
	{
		modelListener->updateSixAxis(pitch, roll, yaw);
	}
	//获取WiFi模组的RSSI值
	if((gTaskEnMark.UPDATE_WIFI_RSSI_EN))	//只有在系统主页时，才进行WiFi的RSSI数据读取
	{
		modelListener->updateWiFiRSSI(gWiFiInfo, ao_wifiRSSI.gRSSI);
	}
	//更新温湿度信息
	if(gTaskEnMark.UPDATE_INFOPAGE)	//INFO面活动时上传
	{
		modelListener->updateInfo(gTemRH_Val.Hum, gTemRH_Val.Tem, gAP3216C_Val.ALS);
	}
	//更新芯片参数
	if(gTaskEnMark.UPDATE_CHIPPAGE && (!(tickCount % 5)))
	{
		modelListener->updateChipInfor(gChipTempVal, gVrefVal, gVbatVal);	//更新芯片温度、参考电压、Vbat
	}	
	//更新电压与电流
	if(gTaskEnMark.UPDATE_BATTERYPAGE)
	{
		modelListener->updateBatteryPageInfo(gCurrentVal, gVoltageVal);	//更新电压与电流
	}	
#else //Designer仿真
		timeval timenow;
		gettimeofday(&timenow, NULL);
		//仿真更新时间
		modelListener->updateTime((timenow.tv_sec / 60 / 60) % 24,(timenow.tv_sec
/ 60) % 60,timenow.tv_sec % 60);
#endif	
}
//风扇操作
void Model::turnFanStatus(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
		if(enable == true)
			HAL_GPIO_WritePin(EXT_FAN_GPIO_Port,EXT_FAN_Pin,GPIO_PIN_SET);	//风扇状态的设置
		else 
			HAL_GPIO_WritePin(EXT_FAN_GPIO_Port,EXT_FAN_Pin,GPIO_PIN_RESET);	
#endif
}
//振动电机操作
void Model::setMotorStatus(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
		if(enable == true)
			HAL_GPIO_WritePin(EXT_MOTOR_GPIO_Port,EXT_MOTOR_Pin,GPIO_PIN_SET);	//振动电机状态的设置
		else 
			HAL_GPIO_WritePin(EXT_MOTOR_GPIO_Port,EXT_MOTOR_Pin,GPIO_PIN_RESET);	
#endif
}
//排水操作
void Model::drainWaterStatus(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
		if(enable == true)
			HAL_GPIO_WritePin(EXT_MOTOR_GPIO_Port,EXT_MOTOR_Pin,GPIO_PIN_SET);	//振动电机设置
		else 
			HAL_GPIO_WritePin(EXT_MOTOR_GPIO_Port,EXT_MOTOR_Pin,GPIO_PIN_RESET);	
#endif
}
//蜂鸣器操作
void Model::setBuzzerStatus(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
		if(enable == true)
			HAL_GPIO_WritePin(RUN_BEEP_GPIO_Port,RUN_BEEP_Pin,GPIO_PIN_SET);	//蜂鸣器状态的设置
		else  
	HAL_GPIO_WritePin(RUN_BEEP_GPIO_Port,RUN_BEEP_Pin,GPIO_PIN_RESET);	
#endif
}
/*********************gTaskEnMark赋值*************************/
//DialView的任务的状态
void Model::DialPageViewTask(bool enable)
{
	#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_DIAL_EN = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_DIAL_EN = 0;	//任务清除
#endif
}
//ApplicationPageView的任务的状态
void Model::ApplicationPageViewTask(bool enable)
{
	#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_APPPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_APPPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//SixAxisPageView的任务的状态
void Model::SixAxisPageViewTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_SIX_AXIS_EN = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_SIX_AXIS_EN = 0;	//任务清除
#endif
}
//InfoPageView任务使能
void Model::InfoPageViewTask(bool newStatus)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(newStatus == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_INFOPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_INFOPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//ChipPageViewTask的任务的状态
void Model::ChipPageViewTask(bool enable)
{
	#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_CHIPPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_CHIPPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//设置健康监测任务
void Model::HealthPageViewTask(bool newStatus)
{
	#if defined LINK_HARDWARE
	if(newStatus == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_HEALTHPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_HEALTHPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//WiFi连接的任务状态
void Model::WiFiLinkTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_WIFI_RSSI_EN = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_WIFI_RSSI_EN = 0;	//任务清除
#endif
}
//WiFi界面的任务状态
void Model::WiFiPageViewTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_WIFIPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_WIFIPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//Setting界面的任务状态
void Model::SettingPageViewTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_SETTINGPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_SETTINGPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//Motor界面的任务状态
void Model::MotorPageViewTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_MOTORPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_MOTORPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//Battery界面的任务状态
void Model::BatteryPageViewTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_BATTERYPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_BATTERYPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//运动界面的任务状态
void Model::SportPageViewTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_SPORTPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_SPORTPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}
//Aliplay界面任务状态
void Model::AlipayPageViewTask(bool enable)
{
#if defined LINK_HARDWARE
	if(enable == true)	
		gTaskEnMark.UPDATE_ALIPAYPAGE = 1;	//任务使能
	else
		gTaskEnMark.UPDATE_ALIPAYPAGE = 0;	//任务清除
#endif
}

Model.hpp中的函数声明：

#ifndef MODEL_HPP
#define MODEL_HPP

class ModelListener;

class Model
{
public:
    Model();

    void bind(ModelListener* listener)
    {
        modelListener = listener;
    }

    void tick();
		//SettingPageView的任务的状态
		void SettingPageViewTask(bool enable);
		//DialPageView的任务的状态
		void DialPageViewTask(bool enable);
		//FiveKeyPageView的任务的状态
		void FiveKeyPageViewTask(bool enable);
		//ApplicationPageView的任务的状态
		void ApplicationPageViewTask(bool enable);
		//SixAxisPageView的任务的状态
		void SixAxisPageViewTask(bool enable);	
		//InfoPageView的任务的状态
		void InfoPageViewTask(bool enable);	
		//ChipPageView的任务的状态
		void ChipPageViewTask(bool enable);
		//WiFiPageView的任务的状态
		void WiFiPageViewTask(bool enable);
		//MotorPageView的任务的状态
		void MotorPageViewTask(bool enable);
		//BatteryPageView的任务的状态
		void BatteryPageViewTask(bool enable);
		//SportPageView的任务的状态
		void SportPageViewTask(bool enable);
		//Aliplay界面任务状态
		void AlipayPageViewTask(bool enable);
		//控制事件
		void turnFanStatus(bool enable);
		void setMotorStatus(bool enable);
		void setBuzzerStatus(bool enable);
		void drainWaterStatus(bool enable);
		//HealthPageView的任务的状态
		void HealthPageViewTask(bool enable);
//无线连接任务
		void WiFiLinkTask(bool enable);
protected:
    ModelListener* modelListener;
};

#endif // MODEL_HPP

ModelListener.hpp中的函数声明：

#ifndef MODELLISTENER_HPP
#define MODELLISTENER_HPP

#include <gui/model/Model.hpp>
extern "C" {
#include "stdint.h"
}
class ModelListener
{
public:
    ModelListener() : model(0) {}
    
    virtual ~ModelListener() {}

    void bind(Model* m)
    {
        model = m;
    }
	//更新日期和时间
	virtual void updateDate(uint8_t Year, uint8_t Month, uint8_t Date, uint8_t WeekDay) {}
	virtual void updateTime(uint8_t Hours, uint8_t Minutes, uint8_t Seconds) {}
	//页面跳转
	virtual void SettingPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void DialPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void AppPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void SixAxisPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void ChipPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void MotorPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void InfoPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void HealthPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void WiFiPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void BatteryPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void SportPageEnter(uint8_t newKeyFunc){}
	virtual void SportPageExit(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	virtual void AlipayPageChange(uint8_t newFiveKeyFunc){}
	//温度/步数/心率上传
virtual void updateTempStepHeart(float newTem, unsigned long newStep, uint32_t newHeartRate){}
	//更新姿态信息参数
	virtual void updateSixAxis(float pitchVal,float rollVal,float yawVal) {}
	//更新芯片内部参数
	virtual void updateChipInfor(uint16_t ChipTempVal, uint16_t VrefVal, uint16_t VbatVal) {}	
	//健康监测信息上传
	virtual void updateHeartRateInfo(uint32_t newHeartRate, uint32_t newSPO2) {}	
	//更新温湿度、光照度数据上传	
	virtual void updateInfo(float newHum, float newTem, uint16_t newALS) {}
	//获取WiFi模组的RSSI值
	virtual void updateWiFiRSSI(uint8_t (&pWiFiInfo)[40], uint16_t newRSSI) {}	
	virtual void updateWalkStep(unsigned long newStep){}
	//更新电压、电流
	virtual void updateBatteryPageInfo(uint16_t CurrentVal, uint16_t VoltageVal) {}
protected:
    Model* model;
};

#endif // MODELLISTENER_HPP
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