使用Qt Design Studio设计UI（NXP i.MX RT1170） 配置NXP i.MX RT1170引脚

C

创建NXP MCUXpresso IDE项目

本主题提供了创建一个NXP MCUXpresso IDE项目，并集成您的应用程序和平台源代码的逐步指南。

您需要MCUXpresso SDK版本2.14.0或更高版本，包括MCUXpresso IDE和ARM GCC工具链。您可以使用Qt在线安装程序提供的SDK，或者自行下载SDK。

如果您想自己构建SDK，请安装以下组件

  • 所有工具链（这确保了包括ARM GCC和MCUXpresso文件）
  • FreeRTOS
  • VG-Lite GPU库

创建新项目

将SDK解压缩到您选择的一个目录，并遵循以下说明

  1. 启动MCUXpresso IDE并安装下载的SDK
    • 通过选择窗口 > 显示视图 > 安装SDK来确保您可以看到SDK视图。
    • 转到安装的SDK。
    • 在视图中右键单击并选择导入文件夹...。如果您有SDK存档，也可以选择导入存档...。
    • 选择文件夹/存档，然后选择打开将SDK导入到IDE中。
  2. 使用文件 > 新建 > 创建新的C/C++项目为i.MX RT1170 EVKB创建新项目。
    • 选择evkbmimxrt1170板并选择下一步。
    • 在下一屏中，选择MIMXRT1176DVMAA设备包。项目应具有以下设置
      • 核心：将cm7核心设置为独立角色。
      • 板：使用默认板文件
      • 项目类型：使用C++项目
      • 项目选项：将SDK调试控制台设置为UART。已选择复制源和导入其他文件。

      请从以下列表中选择组件

      • 操作系统
        • RTOS > 核心 > FreeRTOS内核
      • 驱动程序
        • 设备 > SDK驱动程序
          • anatop_ai
          • clock
          • common
          • dcdc_soc
          • elcdif
          • gpio
          • i2c
          • iomuxc
          • lcdifv2
          • lpuart
          • memory
          • mipi_dsi
          • nic301
          • pmu
          • pxp
          • soc_mipi_csi2rx
          • xip_device
      • CMSIS包含
        • CMSIS > 核心 > CMSIS_Include_CM
        • 设备 > CMSIS > MIMXRT1176_CMSIS
        • 设备 > CMSIS > MIMXRT1176_system
      • 实用工具
        • 设备 > SDK 驱动 > lpuart_adapter
        • 设备 > SDK 工具
          • 断言
          • 调试控制台
          • 串行管理器
          • 串行管理器 UART
      • 板级组件
        • 板级支持 > SDK 驱动 > xip_board
        • 设备 > SDK驱动程序
          • display-hx8394
          • display-rm68191
          • display-rm68200
          • xmcd
      • 抽象层
        • 设备 > SDK驱动程序
          • dc-fb-common
          • dc-fb-elcdif
          • dc-fb-lcdifv2
          • display-common
      • 软件组件
        • 设备 > SDK驱动程序
          • display-mipi-dsi-cmd
          • 列表
          • 视频通用
      • 项目模板
        • 板级支持 > SDK 项目模板 > evkbmimxrt1170
      • 其他
        • 设备 > 启动 > MIMXRT1176_startup

      选择 下一步 以转到下一屏幕。

    • 在 高级项目设置 中更改以下设置
      • 设置浮点类型： FPv5-D16 (Hard ABI)
      • 语言标准： GNU C++14 (-std=gnu++14)

      选择 完成 以完成项目设置。

配置引脚并导入额外的 SDK 组件

  1. 使用 ConfigTools > 引脚 选项配置 NXP i.MX RT1170 引脚。有关更多信息，请参阅配置 NXP i.MX RT1170 引脚。
  2. 导入额外的 SDK 组件
    • 右键单击项目并选择 导入。
    • 选择 文件系统。
    • 将 <SDK_PATH>/components/gt911 添加到 从目录 字段，并选择 fsl_gt911.h/*.c 文件。
    • 将 <PROJECT_NAME>/gt911 添加到 到文件夹 字段并选择 完成。
    • 从 <SDK_PATH>/middleware/vglite 将以下目录（包括其文件和子目录）导入到 <PROJECT_NAME>/vglite
      • inc
      • VGLite
      • VGLiteKernel
    • 从 <SDK_PATH>/devices/MIMXRT1176/gcc 将 startup_MIMXRT1176_cm7.S 导入到 <PROJECT_NAME>/startup。从项目中删除 <PROJECT_NAME>/startup/startup_mimxrt1176_cm7.c/.cpp。
    • 从 <SDK_PATH>/rtos/freertos/freertos-kernel/portable/MemMang 将 heap_4.c 导入到 <PROJECT_NAME>/freertos/freertos-kernel/portable/MemMang。

开发应用程序后端

  1. 创建 UI 通信器结构体

    后端允许应用程序的 UI 与平台通信并从硬件获取所需信息。在这种情况下，通信器获取板上 LED 的状态。以下图表描述了两个组件之间的工作流程

    1. 在 项目资源管理器 中右键单击 源 文件夹并选择 新建 > 类。
    2. 将 UICommunicator 添加到 类名 字段。将 头文件 和 源文件 分别重命名为 uicommunicator.h 和 uicommunicator.cpp，然后选择 完成。
    3. 打开 uicommunicator.h 并修改它，如下所示
      #ifndef UICOMMUNICATOR_H
#define UICOMMUNICATOR_H

#include <qul/singleton.h>
#include <qul/property.h>
#include <qul/eventqueue.h>

struct UICommunicator : public Qul::Singleton<UICommunicator>
{
    friend struct Qul::Singleton<UICommunicator>;

    enum Command { LED1State };

    Qul::Property<bool> led1Status;

    void sendFromUI(Command command, bool commandData);
    void receiveToUI(Command command, bool commandData);

private:
    UICommunicator();
    UICommunicator(const UICommunicator &);
    UICommunicator &operator=(const UICommunicator &);
};

struct CommandEvent
{
    UICommunicator::Command command;
    bool commandData;
};

class CommandEventQueue : public Qul::EventQueue<struct CommandEvent, Qul::EventQueueOverrunPolicy_Discard, 10>
{
public:
    void onEvent(const CommandEvent &commandEvent);
};

namespace UI {
void sendToThread(bool led1Data);
}

#endif // UICOMMUNICATOR_H

      头文件声明了继承自 Qul::Singleton 的 UICommunicator 结构体，使它与 UI 代码的集成变得简单易行。有关更多信息，请参阅Singleton 类参考。

      头文件还声明了定义一系列命令的 Command 枚举和用于管理队列的 CommandEventQueue。枚举使 UI 和应用程序之间的通信成为可能。

      UICommunicator 声明了 led1Status 属性，用于指示板上 LED 的状态。此属性在 QML 上下文中可用，以确定按钮的颜色。

      《UICommunicator》类有 sendFromUI 和 receiveToUI 方法用于发送和接收命令。它还有用于以线程安全方式与UI线程通信的 CommandEventQueue。不是从应用程序线程调用 receiveToUI，而是将命令添加到 CommandEventQueue。Qt Quick Ultralite 线程通过调用 receiveToUI 来处理队列。

    4. 打开 uicommunicator.cpp 并将其修改如下
      #include "uicommunicator.h"
#include "app_thread.h"

UICommunicator::UICommunicator()
{
    led1Status.setValue(false);
}

void UICommunicator::sendFromUI(Command command, bool commandData)
{
    QUL_UNUSED(command)

    App::sendToThread(commandData);
}

void UICommunicator::receiveToUI(Command command, bool commandData)
{
    switch (command) {
    case LED1State:
        led1Status.setValue(commandData);
        break;
    default:
        break;
    }
}

void CommandEventQueue::onEvent(const CommandEvent &commandEvent)
{
    UICommunicator::instance().receiveToUI(commandEvent.command, commandEvent.commandData);
}

static CommandEventQueue commandEventQueue;

void UI::sendToThread(bool led1Data)
{
    CommandEvent commandEvent;
    commandEvent.command = UICommunicator::LED1State;
    commandEvent.commandData = led1Data;
    commandEventQueue.postEvent(commandEvent);
}

      UICommunicator 类将 led1Status 初始化为 false。其成员函数 sendFromUI() 发送一个布尔值，指示LED的新状态到应用程序线程。receiveToUI() 成员函数使用命令参数来确定是否需要更新属性。

      接下来，CommandEventQueue 类重写了 onEvent() 函数，该函数在 UICommunicator 实例上调用 receiveToUI() 并传递参数 command 和 commandData。此外，还创建了一个静态实例的 CommandEventQueue，该实例用于由 UI::sendToThread() 函数来发布事件。UI::sendToThread() 从给定的布尔值构造了一个 CommandEvent 并将其添加到 commandEventQueue 以进行处理。这通常在LED的状态改变时从应用程序线程中调用。

创建一个适用于MCU的Qt CMSIS-Pack

CMSIS-Pack是一个不依赖于IDE的包，它包含在MCUXpresso IDE项目内设置Qt for MCUs应用程序所需的信息和文件。

  1. 使用 qmlprojectexporter 工具创建一个CMSIS-Pack。

    将 UICommunicator 接口添加到UI项目中

    • 打开 path/to/YourProject.qmlproject
    • 在 Project 中添加以下内容
      InterfaceFiles {
    files: ["path/to/mcuxpresso/project/source/uicommunicator.h"]
}
    export QUL_ROOT=/path/to/QtMCUs/2.8.0
export QMLPROJECT_FILE=/path/to/YourProject.qmlproject
export PLATFORM_METADATA=$QUL_ROOT/lib/QulPlatformTargets_mimxrt1170-evkb-freertos_32bpp_Linux_armgcc-export.json
export BOARDDEFAULTS=$QUL_ROOT/platform/boards/nxp/mimxrt1170-evkb-freertos/cmake/BoardDefaults_32bpp.qmlprojectconfig
export CMSIS_EXPORT_DIR=/output/dir/of/your/choice

$QUL_ROOT/bin/qmlprojectexporter $QMLPROJECT_FILE --platform=mimxrt1170-evkb-freertos --toolchain=GCC --platform-metadata=$PLATFORM_METADATA --boarddefaults=$BOARDDEFAULTS --outdir=$CMSIS_EXPORT_DIR --project-type=cmsis
    set QUL_ROOT=C:\path\to\QtMCUs\2.8.0
set QMLPROJECT_FILE=C:\path\to\YourProject.qmlproject
set PLATFORM_METADATA=%QUL_ROOT%\lib\QulPlatformTargets_mimxrt1170-evkb-freertos_32bpp_Linux_armgcc-export.json
set BOARDDEFAULTS=%QUL_ROOT%\platform\boards\nxp\mimxrt1170-evkb-freertos\cmake\BoardDefaults_32bpp.qmlprojectconfig
set CMSIS_EXPORT_DIR=C:\output\dir\of\your\choice

%QUL_ROOT%\bin\qmlprojectexporter.exe %QMLPROJECT_FILE% --platform=mimxrt1170-evkb-freertos --toolchain=GCC --platform-metadata=%PLATFORM_METADATA% --boarddefaults=%BOARDDEFAULTS% --outdir=%CMSIS_EXPORT_DIR% --project-type=cmsis
  2. 将创建的CMSIS包导入到MCUXpresso IDE项目中
    1. 转到 CMSIS-Pack Manager 视图。
    2. 在 Packs 选项卡中，选择 Import Existing Packs... 按钮。
    3. 导航到由qmlprojectexporter指定的输出文件夹。包文件应在 CMSIS 文件夹中，命名为 <YourProject>-mimxrt1170-evkb-freertos-<OS>-armgcc-cmsis.pack。选择 Open。Pack应该显示在CMSIS-Packs列表中。
    4. 回到 Develop 视图。
    5. 在 Project Explorer 中右键点击项目名称。
    6. 转到 SDK Management > Add Open-CMSIS Components。
    7. 选择以下组件
      • Graphics（变体：Qt for MCUs）
        • Platform DeviceLink library（变体：FreeRTOS）
        • Platform sources（变体：FreeRTOS）
        • Qt Quick Ultralite头文件
        • Qt Quick Ultralite库
      • 项目
        • Qt for MCU应用程序
    8. 选择 Qt for MCUs Application 复选框旁边的较小按钮。这将启动 qmlprojectexporter，将Qt Quick Ultralite应用程序导出到项目中。
    9. 选择 应用并保存更改。

配置MCUXpresso IDE项目

  1. 选择项目并选择 文件 > 属性 以进行以下更改
    • 选择 C/C++ General > Paths and Symbols > Source Location 并将以下内容添加到列表中
      • gt911
      • vglite
    • 在 C/C++ General > Paths and Symbols > Includes 下的C++包含目录列表中添加以下包含路径。选择 添加到所有配置 和 添加到所有语言。对于此应用程序，添加以下包含目录
      • 从工作区添加 gt911
      • 从工作区添加 vglite/inc
      • 从工作区添加 vglite/VGLite/rtos
      • vglite/VGLiteKernel 来自工作空间
      • vglite/VGLiteKernel/rtos 来自工作空间
    • 选择 C/C++ General > Paths and Symbols > Symbols 并添加以下预处理器定义
      • 适用于所有配置和语言
        • BOARD_MIPI_PANEL_TOUCH_IRQ GPIO2_Combined_16_31_IRQn
        • BOARD_MIPI_PANEL_TOUCH_IRQ_HANDLER GPIO2_Combined_16_31_IRQHandler
        • CPP_NO_HEAP 这将通过在 cpp_config.cpp 中引入空实现来禁用默认的 malloc 和 free 实现。
        • FSL_RTOS_FREE_RTOS
        • PRINTF_ADVANCED_ENABLE 0
        • PRINTF_FLOAT_ENABLE 0
        • SCANF_ADVANCED_ENABLE 0
        • SCANF_FLOAT_ENABLE 0
        • SKIP_SYSCLK_INIT
        • USE_SDRAM
        • SDK_I2C_BASED_COMPONENT_USED 1
        • XIP_BOOT_HEADER_ENABLE 1.
        • XIP_EXTERNAL_FLASH 1.
        • XIP_BOOT_HEADER_DCD_ENABLE 1.
        • 删除 __MCUXPRESSO.
      • 对于 GNU C++
        • VGLITE_POINT_FILTERING_FOR_SIMPLE_SCALE
        • QUL_STD_STRING_SUPPORT
    • 选择 C/C++ Build > Settings > Tool Settings > MCU C++ Linker > Miscellaneous > Other objects，将库列表中的库顺序更改为以下顺序：
      • libQulCore_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulControlsTemplates_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulControls_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulShapes_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulTimeline_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulMonotypeUnicodeEngineShaperDisabled_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulMonotypeUnicode_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulPNGDecoderNull_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulDeviceLink_mimxrt1170-evkb-freertos_Linux_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulCore_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulControlsTemplates_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulControls_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulShapes_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulTimeline_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulMonotypeUnicodeEngineShaperDisabled_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulMonotypeUnicode_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulPNGDecoderNull_cortex-m7-hf-fpv5-d16_Windows_armgcc_MinSizeRel.a
      • libQulDeviceLink_mimxrt1170-evkb-freertos_Windows_armgcc_MinSizeRel.a

      注意：库的顺序必须与列表中的顺序相同。否则，链接器可能会因为错误的链接顺序而导致缺少符号。

    • 选择 C/C++ Build > Settings > Tool Settings > MCU C++ Linker > Miscellaneous > Linker flags 并添加 -specs=nosys.specs。

      注意：请务必不要将它添加到 Other options(-Xlinker [option]) 字段。这将导致链接器无法正确识别该标志。

    • 选择 Resource > Linked Resources。在 Linked Resources 标签中，选中 Variable Relative Location > MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor_sdram.ld 并单击 Edit... 按钮。在 Edit Link Location 中，复制 Location 字段的全部内容。
    • 选择 C/C++ Build > Settings > Tool Settings > MCU C++ Linker > Managed Linker Script 并清除 Manage linker script，然后将上一步复制的内丌粘贴到 Linker script 字段。
    • 选择 C/C++ Build > Settings > Tool Settings > MCU C++ Linker > General 并清除 No startup or default libs 选项。
    • 更改设置后，选择 Apply and Close 按钮。
  2. 从项目中删除 source/FreeRTOSConfig.h。生成的 CMSIS 包已包含适用于项目的有效 FreeRTOSConfig.h。
  3. 打开 source/cpp_config.cpp 并进行以下更改
    • 添加
      #include <FreeRTOS.h>
#include <portable.h>
#include <task.h>
    • 将所有 malloc() 和 free() 调用分别替换为 pvPortMalloc() 和 vPortFree() 调用。

      注意：不要更改 #ifdef CPP_NO_HEAP 内部的函数定义。

    • 如果您愿意，您还可以用 FreeRTOS 内存分配函数调用替换空的 malloc() 和 free() 实现。

完成应用程序后端

  1. 打开 source/<项目名称>.cpp 并将其内容替换为以下代码

    注意：用导出的 UI 应用程序名称替换 YOUR_UI_APP。

    #include <app_thread.h>
#include <YOUR_UI_APP.h>

#include <qul/application.h>
#include <qul/qul.h>

#include <platforminterface/log.h>

#include <FreeRTOS.h>
#include <task.h>

#include <board.h>

static void Qul_Thread(void *argument);
static void App_Thread(void *argument);

int main()
{
    Qul::initHardware();
    Qul::initPlatform();
    if (xTaskCreate(Qul_Thread, "Qul_Thread", 32768, 0, 4, 0) != pdPASS) {
        Qul::PlatformInterface::log("Task creation failed!.\r\n");
        configASSERT(false);
    }

    if (xTaskCreate(App_Thread, "App_Thread", 200, 0, 4, 0) != pdPASS) {
        Qul::PlatformInterface::log("Task creation failed!.\r\n");
        configASSERT(false);
    }

    vTaskStartScheduler();

    // Should not reach this point
    return 1;
}

static void Qul_Thread(void *argument)
{
    (void) argument;
    Qul::Application _qul_app;
    static struct ::YOUR_UI_APP _qul_item;
    _qul_app.setRootItem(&_qul_item);
#ifdef APP_DEFAULT_UILANGUAGE
    _qul_app.settings().uiLanguage.setValue(APP_DEFAULT_UILANGUAGE);
#endif
    _qul_app.exec();
}

static void App_Thread(void *argument)
{
    App::run();
}

extern "C" {
void vApplicationStackOverflowHook(TaskHandle_t xTask, signed char *pcTaskName)
{
    (void) xTask;
    (void) pcTaskName;

    Qul::PlatformInterface::log("vApplicationStackOverflowHook");
    configASSERT(false);
}

void vApplicationMallocFailedHook(void)
{
    Qul::PlatformInterface::log("vApplicationMallocFailedHook");
    configASSERT(false);
}
}

    main() 初始化板子并创建以下两个任务

    • Qul_Thread 用于运行 UI
    • App_Thread 用于处理 LED 命令，并通知 UI 根据 LED 状态更新按钮颜色。
  2. 右键单击 source 文件夹，然后选择 新建 >头文件。将其命名为 app_thread.h 并添加以下内容：
    #ifndef APP_THREAD_H_
#define APP_THREAD_H_

namespace App {

void run();
void sendToThread(bool ledStatus);

} // namespace App

#endif /* APP_THREAD_H_ */
  3. 右键单击 source 文件夹，然后选择 新建 >源文件。将其命名为 app_thread.cpp 并添加以下代码：
    #include "app_thread.h"

#include "uicommunicator.h"
#include "board.h"

#include <fsl_gpio.h>

#include <FreeRTOS.h>
#include <queue.h>

namespace App {

static QueueHandle_t appQueue = NULL;

void run()
{
    // enable SW7/WAKE UP button interrupt
    NVIC_SetPriority(BOARD_USER_BUTTON_IRQ, configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY);
    EnableIRQ(BOARD_USER_BUTTON_IRQ);

    USER_LED_INIT(0U); // initialize LED to be off

    appQueue = xQueueCreate(20, 1);
    bool ledState;

    while (true) {
        if (pdTRUE == xQueueReceive(appQueue, &ledState, portMAX_DELAY)) {
            if (ledState)
                USER_LED_ON();
            else
                USER_LED_OFF();

            UI::sendToThread(ledState);
        }
    }
}

void sendToThread(bool ledStatus)
{
    if (appQueue) {
        xQueueSend(appQueue, &ledStatus, 0);
    }
}

} // namespace App

extern "C" void BOARD_USER_BUTTON_IRQ_HANDLER(void)
{
    GPIO_PortClearInterruptFlags(BOARD_USER_BUTTON_GPIO, 1U << BOARD_USER_BUTTON_GPIO_PIN);
    bool ledStatus = 0x1 ^ GPIO_PinRead(BOARD_USER_LED_GPIO, BOARD_USER_LED_GPIO_PIN);
    if (App::appQueue)
        xQueueSendFromISR(App::appQueue, &ledStatus, NULL);
}

    此文件定义了一个简单的应用程序线程及其所有相关函数。首先，定义了 appQueue 以存储切换板子 LED 状态（开启或关闭）的命令。 App::run 函数是 app_thread 的主循环。它启用了板上用户按钮的中断，初始化一个 LED 为关闭状态，并为线程创建一个队列。在此之后，线程进入一个无限循环，等待命令以切换 LED 状态。然后将此状态发送到 UI（Qt Quick Ultralite）线程。

    接下来，我们有一个 App::sendToThread 函数，它将指定的 LED 状态发布到 appQueue。最后，有一个用户按钮的中断处理程序。当按钮被按下时，它检查 LED 的当前状态并将该状态的相反状态发布到 appQueue。

您的应用程序现在已就绪。将其构建并烧录到 NXP i.MX RT1170 板上以测试一切是否按预期工作。

注意：如果应用程序似乎没有响应触摸，请尝试按下板上的 SW7/WAKEUP 按钮。

使用 Qt Design Studio 设计 UI（NXP i.MX RT1170） 配置 NXP i.MX RT1170 引脚

在特定 Qt 许可证下提供。
了解更多。