一，LVGL介绍
GUI即图形用户界面，是一种通过图形化的方式呈现操作和数据，可以让我们通过鼠标，键盘等输入设备与计算机设备进行交互的用户界面。
GUI库：它是一种用于开发图形用户界面的软件库，允许用户通过图形化的方式与应用程序进行交互。比如：用户界面的窗口，下拉菜单，对话框以及按键等等。只需要调用GUI库的接口函数，就可以快速绘制所需要的用户界面。LVGL就GUI库里的一种。
在LVGL中，可以创建很多部件，根据自己的屏幕大小，去创建各种部件，在创建时，基于当前主屏幕为父对象去创建。可以去设置部件的样式和属性，当好几个部件需要去关联，就需要给部件去添加事件，在事件中去完成。LVGL是一个开源的嵌入式图形库，它具有轻量级，多功能，灵活和可移植等特点，可以帮助开发者快速和方便地创建美观和功能丰富的GUI。
在官网里LVGL --- Light and Versatile Embedded UI Ecosystem可以更加详细的了解每个部件的样式属性，同时官网还有图片和字体转换器可以使用。
在官网中可以查到每个部件的各种用法还有官方给的一些示例
这里我们要移植LVGL的话，就要得到官网的代码驱动（我选择的是8.3版本），可以从官网进行获取：https://lvgl.io/，或者是从GITHUB上直接获取下载：https://github.com/lvgl/lvgl/tree/release/v8.3
保留要用的文件，其余的可以删除
然后把保留完的文件都拷贝到我们的工程里，后边屏幕显示和驱动都要用到，其中lv_port_disp.c是屏幕显示，lv_port_indev.c是屏幕触摸的
在工程里新建4个目录来管理对应的lvgl中的代码文件，把对应的文件添加到新建的4个目录中，并添加相对应的头文件路径。
1 LVGL_GUI 我们用GUI设计的界面
2 LVGL_Conf LVGL的两个配置文件 lv_conf,h,lvgl.h
3 LVGL_porting LVGL 的接口文件，例如显示，触摸屏，键盘等等
4 LVGL_src LVGL 的所有底层.c文件
二，LVGL 显示接口
对应的文件驱动
首先参考厂家提供的对应的lcd显示的代码：位置百度网盘 请输入提取码，点击进去找到对应的工程
紧接着打开工程找到对应的.c和.h文件，拷贝到我们自己的工程中
原理图部分
查看原理图，对应屏幕的是采用spi通信，核心板上面也标注了，PA4:片选线，PA5：时钟线
PA6：MISO，PA7：MOSI，PA8：lcd的复位引脚。
SPI的时序图
查看数据手册，找到SPI的读写时序图
相关代码
下边是显示驱动文件里提供的一些API函数，有屏幕初始化，清屏，设置光标，设置显示区域等等。
在bsp_illi9341_4line.h文件中重新定义复位引脚和片选引脚的宏定义
//复位对应引脚
#define LCD_RST_GPIO_Port GPIOA
#define LCD_RST_Pin GPIO_PIN_8
//片选对应的引脚
#define LCD_DCX_GPIO_Port GPIOA
#define LCD_DCX_Pin GPIO_PIN_4
在主函数里面调用对应的屏幕的初始化ILI9341_init();
根据官网文档移植，要先进性初始化，然后注册显示驱动，并且在中断中每毫秒调用一次，lv_tick_inc();,这里我是用TIME6定时器，然后在定时中断里去写这个心跳函数
这是对应的画点函数，在.h文件中声明一下，紧接着就把LVGL关联到屏幕上面，在LVGL刷新函数里面去调用，在屏幕刷新函数里去调用画点函数，_HW_DrawPoint(x, y,color_p->full);
这个函数的参数，前两个就是像素点的坐标，最后一个参数是颜色值，要在哪个坐标点（X， Y）画什么颜色（color_p->full）， FULL是一个联合体，并且屏幕是 RGB565 格式的，然后在这个屏幕刷新函数里，通过xy的坐标点，把颜色打到屏幕上面，最后告诉LVGL刷新完成了，这样就把显示和LVGL关联上了。
LVGL也提供了三种方法去创建显示缓冲区，这里用到第一种也是常用的单缓冲区，根据芯片的SRAM的大小，用屏幕水平分辨率*10计算用单缓冲区就可以了。
优化屏幕显示
接下来换一种打点方式，现在调用的是单个打点的函数，它是一个像素一个像素的写给屏幕是非常慢的。
就比如LVGL每次给出一小块刷新区域，就会对这个区域内每一个像素调用一次**_HW_DrawPoint();**这个函数内部通常会做这些事情，设置光标或窗口地址到某一个像素点； 发送 "写RAM" 命令；通过SPI发送2字节颜色数据；可能每次都会有一些函数调用，坐标的计算，SPI收发开销。
假设刷新区域是 **100*100 像素，**那就是10000次循环，并且每次至少发送2字节的颜色数据，就是20000字节，这个规模还是有些庞大的，并不是单纯的发送20000字节，中间夹杂了别的命令，地址设置，函数调用和SPI的启动和停止。为了避免这样的情况发生，如何解决呢。
我们去用SPI加DMA的方式去整块区域填充，跳过CPU，不过多的浪费CPU的资源
然后我们封装两个函数，让它使能DMA发送数据，并且设置SPI的中断回调函数，用于通知LVGL刷新，等DMA把数据搬运完以后，进入这个中断回调函数，通知LVGL刷新
紧接着在屏幕刷新函数里面去调用，同时还有一点要注意，这些弄完以后，屏幕会出现花屏的现象
这是为什么呢，因为当前使用的屏幕芯片是（ILI9341/ST7789），它的硬件协议规定 "先发高字节，再发低字节"。SPI屏幕驱动芯片在接收16位颜色数据时，通常期望高字节先收到（大端模式）。然而STM32内存是小端模式，先存低字节，再存高字节。这样的冲突就会导致屏幕收到错误的字节序，就会出现花屏的现象。
如何解决花屏的现象，在工程文件中，找到lv_conf.h文件，再找到LV_COLOR_16_SWAP的宏定义。这个宏的作用就是起高低字节交换的。将LV_COLOR_16_SWAP设为1，进入大端模式。
三，LVGL 触摸接口
对应的文件驱动
同理也是需要在链接中找到对应的触摸屏代码，以及对应的.c和.h文件，都拷贝到我们自己的工程中
链接：百度网盘 请输入提取码
原理图部分
查看原理图，屏幕的触摸是用I2C进行通信的，再看核心板上面对应的接口去配置，PB6:时钟线，PB7：数据线，PB5：中断引脚，PA11：LCD触摸复位的引脚。
I2C的时序图
接下来这是I2C的读写时序图，根据不同的命令去读取数据还是写入数据
相关代码
下边这是I2C的地址，结合上面的读写时序图，来生成读地址和写地址（I2C，7位的从机地址加上一位的读写位）
在main.c中添加对应的触摸初始化FT6336_init();
以及在bsp_ft6336.h中添加对应的宏定义
这是触摸接口的初始化函数，对应得就是配置PA11得引脚去触摸复位。再MAIN函数里去调用这个函数初始化。
这是读取X,Y的坐标的函数由官方提供
同时可以在主函数里调用这个函数，可以得到触摸屏幕上面的具体坐标，当你带点击屏幕会触发这个函数，当然这里是采用轮询的方式去触发的，点击屏幕以后，X,Y对应的值也会发生改变，当你点击屏幕不同的位置
同样也可以在中断方式上报，配置的PA5中断引脚引脚，然后重写中断处理函数HAL_GPIO_EXTI_Rising_Callback（这里是上升沿的回调函数），在这个函数里把FT6336_scan(void)写进去。
cs
/*
**********************************************************************
* @fun :FT6336_scan
* @brief :FT6336触摸点读取
* @param :None
* @return :触摸点信息
**********************************************************************
*/
FT6336_TouchPointType FT6336_scan(void)
{
FT6336_TouchPointType touchPoint;
//
touchPoint.touch_count = FT6336_read_td_status();
//
if (touchPoint.touch_count == 0)
{
touchPoint.tp[0].status = release;
touchPoint.tp[1].status = release;
}
//
uint8_t id1 = FT6336_read_touch1_id(); // id1 = 0 or 1
touchPoint.tp[id1].status = (touchPoint.tp[id1].status == release) ? touch : stream;
touchPoint.tp[id1].x = FT6336_read_touch1_x();
touchPoint.tp[id1].y = FT6336_read_touch1_y();
touchPoint.tp[~id1 & 0x01].status = release;
printf("X==%d Y==%d\n",touchPoint.tp[id1].x,touchPoint.tp[id1].y);
return touchPoint;
}在lv_port_indev_init( )函数里有5种输入方式的任务注册:触屏，鼠标，键盘，编码器，物理按键；我们只需要保留触摸屏的任务注册，其余的注册任务注释掉就可以
然后添加触摸状态检测函数，在对应的static bool touchpad_is_pressed(void)中添加对应的检测函数
然后添加对应的触摸坐标获取函数，在static void touchpad_get_xy(lv_coord_t *x,lv_coord_t *y)中添加，对应的厂家也提供了这两个函数：FT6336_read_touch1_x 和FT6336_read_touch1_y
紧接着就是LVGL关联能调用触屏的函数，需要触摸状态检查函数和触摸坐标获取函数；提供对应的这两个API给LVGL就可以去管理对应的触屏。下面就是如何配置这两个函数，这些配置完以后，LVGL和触摸就关联起来了。
最后在main.c文件里，
lv_init(); //LVGL初始化
lv_port_disp_init();//注册LVGL的显示任务
lv_port_indev_init();//注册LVGL的触屏检查任务
四，在FreeRTOS中运行LVGL
心跳和任务刷新
LVGL也要提供对应的心跳和任务刷新函数
第一个时间任务：为LVGL提供准确的心跳，必须间隔精准的调用时基函数，lv_tick_inc(),俗称心跳，让LVGL精准的知道时间的流逝
第二个任务：间隔5ms左右，调用周期性任务函数：lv_timer_handler(),它的作用是检查所有注册任务的时间戳，执行到哪些已经到期的任务，例如屏幕刷新，动画更新，触控，定时器事件等等。
如何添加LVGL心跳函数（时基函数），在CUBEMX里配置TIM6，让它产生1ms的中断，使能它的中断，并且设置它的中断为高优先级，在中断函数里调用LVGL心跳时基。
重写对应的中断回调函数，在中断回调函数里，TIM6产生一次中断就发生一个任务通知，在freertos中，LVGL刷新这个任务就等待这个任务通知到达。然后在主函数里添加对应定时器中断使能函数：HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);注意要在对应的lvgl初始化后，进行使能
同时在这个中断函数里，让它每产生一次中断就发一个任务通知，这里根据官方的描述，大约5ms左右刷新一次。
如何在freertos实时系统中允许LVGL,首先就要创建一个任务，在任务中去让LVGL显示，每5毫秒调用lv_timer_handler();也就是任务刷新函数，每隔5毫秒就让LVGL刷新一次。心跳函数产生一次中断，然后间隔5ms向这个任务发送一个任务通知，LVGL_task(),等待这个任务通知到达
五，WIFI账号和密码保存到FLASH中
通过LVGL创建两个文本输入框，在文本输入框里输入WIFI账号和密码，获取到这个账号和密码然后保存到FLASH里面，掉电保存，上电板子能够自动获取到FLASH里面的账号密码，进行连接。
首先要知道FLASH的流程，保存的话要，先知道保存的地址，把数据保存到某个位置。保存首先就要解锁，然后把要保存的那一页擦除，开始写入保存，紧接着上锁，这样FLASH的保存流程就结束了。
STM32U575有2MB FLASH，分为两个Bank,每个Bank 1MB，每页 8KB。程序代码都存放在Bank1里（0x08000000 ~ 0x080FFFFF）所以后边擦写BANK2的时候不会影响到程序代码。
而我们要把账号密码存放在Bank2里（0x08100000 ~ 0x081FFFFF）,直接存放在它的最后一页。因此我们定义一下FLASH的存储地址，并且STM32U5的FLASH写入有个硬性规定：每次必须写入16字节（128位）
在LVGL创建的输入框事件中，去获取这个账号密码，用户填写完账号密码，然后点击按钮，也就是最后当用户点击按钮，然后把标志位置为1，后序在rtos任务中WIFI连接中去判断这个标志进行连接。
然后再看FLASH的保存函数，如何进行保存，保存到那个地址，解锁，擦除，存入，上锁。用户写入完以后，每次板子通上电就会在主函数里调用读取FLASH的函数，进行连接
这样用户在第一次输入账号和密码后，就开始连接，在GUI的事件回调中处理，同样也是在rtos的任务里去判断标志位进行连接
六，通过esp8266 mqtt控制外设
七，U5和指纹模块通信
FO51原理图部分
看原理图，F051芯片的串口二引脚是和指纹FPM10A进行通讯的，以及和U5板子进行物理连接的串口，都需要使能。
再查看数据手册，MCU和上位机的波特率是57600，传输的数据格式是10位，1位开始位，8位数据，1位停止位，没有校验位，在CUBEMX上面配置串口的波特率，配置错的话可能会传输错误
查看原理图使能对应的引脚PA9,PA10，并且通过SW2开关去拨动，让串口和TXD2,RXD2进行连接，但发现在原理图上，有一处标识错误
通过原理图然后板子上面印出来的引脚，通过这两个引脚和U5的板子连接
看完原理图以后，在看F051和FPM10A之间的通讯协议，看数据手册需要用到录入指纹指令顺序
01H：录指纹图像 02H：图像转特征 05H：特征合成模板 06H：存储模板到FLASH里
04H：搜索指纹
F051和FPM10A之间通信，发的是固定格式的数据包（包头 + 地址 + 命令 + 数据 + 校验和）
下边把用到的每个指令的包格式还有回包例举出来，不同指令的指令包格式以及功能说明，还有对应的应答包格式，回复不同的确认码表示的含义。通过这些指令，就可以让F051和FPM10A进行通信。
再跟据应答包的确认码，来判断结果。
录指纹图像01H
图像生成特征02H
特征合成模板05H
存储模板06H
搜索指纹04H
现在知道发送的指令的固定包格式
|---------|---------|---------------------------|
| 包头 | 2字节 | 固定：0xEF 0x01 |
| 地址 | 4字节 | 默认：0xFF FF FF FF |
| 包标识 | 1字节 | 命令包：0x01 应答包：0x07 |
| 长度 | 2字节 | 数据区 + 校验和 的总字节数（大端） |
| 数据 | N | 命令码 + 参数 |
| 校验和 | 2字节 | 包标识 + 长度 + 数据的累加和（大端） |
代码配置
接下来跟据原理图和通讯协议来配置，在F051MCU上，串口2用来和FPM10A进行通信，串口一用来和U5板子进行通信。下面看代码部分，在.h文件中定义这些命令码和应答确认码也就是FPM10A传感器的二进制通信协议。
定义的数据包结构，包头，地址，包标识，数据长度以及数据加校验和，还有定义的全局变量buffer265组包的缓冲区，checkDatalen参与校验和的数据长度，totalLen当前包的总长度。
attribute((packed))它的作用是告诉编译器不要填充对齐，让结构体里面的成员紧密挨着
这个函数就是组包并且发送，首先把全局buffer强制转为包结构体指针，方便按字段操作，定义一个临时的数据缓冲区
包已经发送，那么FPM10A收到命令以后，会回答一个应答包所以需要封装一个函数来接收这个应答包。这里为什么要分两次收呢，因为不同命令的应答包长度不一样，但是包头 + 地址 + 包标识 + 长度的总字节数是固定的，第二次就根据长度解析出后边的数据。
录入指纹流程的代码如下，先是进行第一次采集，把采集到的特征存储到第一个缓冲区，然后等手指完全松开，在采集第二次，把特征存储到第二个缓存区，然后合并两个特征为模板
这是录入加存储，参数是U5板子分配好的ID，FPM10A把模板存在内部FLASH的对应位置，方便后序查找，因为FPM10A只能存ID不能存姓名，所以U5板子就要把姓名存入，并且分配ID给F051，F051接收到ID以后，就会把采集指纹合成的模板存到对应的ID位置
在指纹库里搜索想匹配的，然后把匹配到的ID返回给你，当你打卡的时候，肯定也要先采集指纹，然后去对比特征
下面就是打卡验证并且回显给U5板子，调用上面那个searchFingerPrintLib（）函数
在主函数里需要做的就是接收U5板子发送过来的数据，来判断要执行那个函数。轮询接收U5发送过来的命令，然后判断是否收到一行数据了，检测看有没有换行符，检测到了就直接解析函数。
其中上面说到的handle_cmd()函数，这个函数用来去处理接收到的数据，根据发送过来的命令，去执行是录入指纹，还是打卡验证指纹
这些是F051这边主要代码，先是主函数初始化，等待FPM10A上电成功，轮询接收串口一发送过来的数据，检测到\r,\n就调用handle_cmd()函数来解析数据，看执行哪些命令函数，在fonger_print.c里，组成FPM10A的固定包，发送不同命令，收到对应的应答包。在往下就是基础的功能函数，录入，存入特征，合并特征，将特征存入模板，等等。
U5原理图部分
通过底板原理图查看印出来的串口4引脚，通过物理连接和F051进行数据传输。
UI层运行
在GUI图形化界面显示如下，这是录入指纹的页面，在输入框里输入姓名，点击按钮，会触发事件回调。
在事件回调函数里，去判断当前按钮是否被点击，在判断请求标志的状态，用户输入姓名然后点击按钮，调用FingerAPP_RequestEnroll()函数，请求录入指纹。
FingerAPP_RequestEnroll()函数的内部实现，接下来通过状态机FingerApp_Process（）这个函数去处理，这个函数在RTOS里每50ms去调用这个函数检测状态
验证打卡页面，同理也是点击按钮，触发事件回调
在验证页面的事件回调中去处理，当页面按钮被点击时，就会触发事件回调函数
验证指纹和录入指纹都是封装好的功能函数，在FingerApp_RequestVerify()函数里是这样实现的，这样两大主要的功能就可以了，这是UI层点击不同按钮，芯片要做什么。
Finger_App.c文件
功能函数finger_app.c这个文件是指纹模块主要的核心文件，录入指纹，验证指纹的功能函数都在这里实现，以及fingerapp_process()状态机主函数，它用来检测请求标志的状态，是那种状态，是空闲等待请求，还是要给F051发送命令，还是等待F051回显的结果。它在RTOS任务调度里finger_task()任务每50ms调用一次。接下来，一一看当前文件是如何实现的，最后把录入指纹流程和打卡流程例举出来。
这是定义的变量，和创建的枚举用来后边需要判断的状态
来看状态机FingerApp_Process()函数是如何判断哪些状态来处理的，首先从录入指纹状态数据流程开始，用户在UI页面输入name，然后点击按钮，触发事件回调，调用FingerAPP_RequestEnroll()，把请求状态设为，FINGER_REQ_ENROLL。Finger_task循环检测状态机函数，发生以下改变
下面是等待F051回显然后处理数据，向F051发送命令，F051那边就会根据收到的命令去和FPM10A模块进行通信，根据不同命令去组包发送，然后等FPM10A回包解析数据，在回显给U5
finger_user.c文件
首先要知道，FPM10A指纹模块它只能存储ID，并不能存储姓名之类的，所以要创建一个根据ID查找对应name的映射表，方便打卡验证的时候，屏幕上面显示某某某打卡成功，同样。也是掉电不能丢失。接下来看用户数据存储文件。先看.h文件里创建的结构体，唯一要注意的一点就是需要把结构体填充到16的倍数，当前填充完以后是36字节，3600就是16的倍数了，上面已经说到，FLASH存入要16字节的写入。
这个函数在main.c里启动调用一次
保存到FLASH里的函数，依旧是先解锁，然后擦除指定位置，在进行写入，然后上锁。
根据录入指纹的流程，显示分配ID的函数，从0开始循环遍历，然后找到第一个空闲位置
然后再等用户按完手指，等F051数据解析，匹配ID是否对应然后执行UserTable_Add()函数，把用户ID和name存入FLASH里
打卡验证指纹流程是这样的，再发完打卡命令然后F051回显数据成功，会调用UserTable_FindName（）这个函数，根据ID查找name，最后显示到屏幕上，显示某某打卡成功
主函数文件
在main.c主函数里，在程序初始化的时候就，先把FLASH加载指纹用户表到sram里
U5和F051是通过串口4进行收发数据的，这里我们用的是中断1字节的接收，在中断里只做拼接，解析数据放在RTOS里任务中处理，后边else分支判断，是如果收到的缓冲区是空的，直接把下表清零（uart4_line_idx）,如果缓冲区没写满的话，就留一个直接位置给结束符，然后把收到的字符存入行缓冲区里，下标依旧自增。
FREERTOS文件里
接下来看在rtos里任务是怎么调用的分两个任务处理，一个是LVGL_task(),用来根据状态刷新当前页面要显示什么。还有一个FINGER_task(),这个函数每50ms就调用一次状态机函数FingerApp_Process().
