实战经验 | STM32GUI TouchGFX 屏幕切换功能简介

TouchGFX 是专用于 STM32 的图形界面设计软件，可基于低成本开发优秀的图形界面，而且它已变的越来越流行。为了帮助客户更加深入地理解和使用 TouchGFX ，本文针对TouchGFX 屏幕切换的实现方式进行了介绍。通过简析基本例程“Transition Example”的源码，剖析其中切屏实现的流程；并简介了如何使用 TouchGFX Designer 快捷地修改屏幕切换模式，希望能帮助客户更好地使用 TouchGFX 切屏特色与功能。

2.1. TouchGFX Transition 类介绍

TouchGFX 框架中关于屏幕切换功能，实现了一个 Transition 基类和五个派生类，其关系如下图图 1 所示。其中，Transition 是切屏的抽象基类，定义了屏幕切换期间发生的基本事务。虚函数主要包括：Init（初始化）、 tearDown（销毁，切屏完成需要的清理过程）、handle TickEvent（Tick 事件处理函数，主要用于完成切屏的动画效果）、invalidate（失效，用于重绘）等。五个派生类，其中 NoTransition 是最基本的派生类，它没有任何视觉效果，当前屏幕会直接被新屏内容替换。另外四个派生类则具有动画效果：BlockTransition、CoverTransition、SlideTransition 和 WipeTransition。

图1.TouchGFX Transition 类继承关系

BlockTransition 将屏幕分成 8x6 份块，在屏幕切换时会每次随机重绘其中的 2 个块，比较节省 MCU 资源，适合性能不高的 MCU；CoverTransition 的动画效果是“新屏画面从一个方向移动过来，直至完全覆盖原屏幕内容”；SlideTransition 的动画效果是“新屏与原屏拼接在一起，（原屏在前，新屏在后）从指定的方向滑过来”；WipeTransition 的动画效果是“新屏内容从一个方向展开（有一种擦除原屏，露出新屏的效果）”。BlockTransition、CoverTransition、SlideTransition 和 WipeTransition 均在 handleTickEvent 函数中实现各自风格的动画效果，tearDown 函数中则销毁切屏过程中创建的用于动画的临时快照控件等。下面我们首先生成Transition 例程，并对例程源码相关部分做进一步的分析。

2.2. TouchGFX Transition 例程

运行 TouchGFX Designer，选择 Examples；通过 Select Board Setup 选择 STM32H73 5G DK 板（也可以是 TouchGFX 适用的其它板件）；从众多例程中选择“Transition Example”例程；将 Appl ication name 改为 Transition_Example，如下图图 2 所示，然后点击 Create 创建工程。

图2.TouchGFX Designer 生成 Transition Example 例程

进入 TouchGFX Designer 主界面后，会看到画布上有四个方向按钮和一个背景图片，如下 图图 3 所示。我们对界面不做更改，直接选择 Designer 右下角 (Run Target)在目标板上运行。该操作将会复制 TouchGFX 框架文件，生成配置文件、makefile、代码及资源文件（images、fonts、texts），然后编译链接、烧录目标板并运行。程序运行起来后，您可以熟悉一下该例程应用，该应用有 5 个屏幕画面，一个主屏及上下左右 4 个屏幕。点击方向按钮会进行相关方向的切屏。例程中切屏方式是 SlideTransition 模式。下面我们解读一下相关代码，再对Transition 模式进行修改。

图3.TouchGFX Designer Transition Example 设计界面

2.3. 例程代码解读与切屏模式修改

2.3.1. 关键代码流程

切屏操作是由点击按钮触发的，我们以右向按钮 为例，一步步查看调用过程。首先我们可以确定当前屏幕是 MainView 类，MainView 继承自 MainViewBase，该 MainViewBase 由Designer 自动生成。它已经包含了四个按钮、一个背景框和一个背景图片。按钮点击的处理函数为 buttonCallb ackHandler。详细代码如下：

我们再来看该按钮处理函数，这里右向按钮调用了 application 对象的gotoRightScreenSlideTransitionEast 函数：

在 FrontendApplicationBase 中，gotoRightScreenSlideTransitionEast 接口通过transitionCallback 跳转到 gotoRightScreenSlideTransitionEastImpl 函数。具体过程，首先application 事务处理过程中会调用 handlePendingScreenTransition，再转至函数evaluatePendingScreenTransition，经 transitionCallback 完成对函数gotoRightScreenSlideTransitionEastImpl 的调用（更多的关于 Callback 的介绍请参阅相关文档或 LAT）。如下图图 4 所示：

图4.Transition Callback 的应用过程

具体代码如下：

函数 gotoRightScreenSlideTransitionEastImpl 中调用了屏幕切换的关键模板函数makeTransition。

2.3.2. 模板函数 makeTransition

下面我们来看一看实现屏幕切换功能的关键模板函数 makeTransition。该函数在MVPApplication.hpp 中，源码如下：

我们知道 TouchGFX 应用架构是 MVP 架构（这里不做过多介绍，需要了解的客户请参考相关文档），这里的 makeTransition 函数将 TouchGFX 应用中的 View&Presenter 和 model 绑定，并与 transition 联系在一起，进而实现切屏功能。具体来说，首先 prepareTransition 函数对当前的 View/Presenter/Transition 进行销毁；然后以模板 参数 touchgfx::SlideTransition（用户指定的方向）创建 Transition 派生类对象；以模板参数 ScreenType 类进行新 View 的创建（这里是 RighView）；再以模板参数 PresenterType 类创建新的 Presenter（这里是RightPresenter）。将 Presenter 与 Model 绑定并将 View 与 Presenter 绑定（以保证可以正常调用各自接口，实现 MVP 架构功能）；最后调用 finalizeTransition 函数，在 finalizeTransition 中进行新 View 的 SetupScreen，绑定新 Transition, 并激活新 Transition。

2.3.3. Transition 动画效果的实现

具体的 Transition 动画效果是在 Transition 派生类的 handleTickEvent 中实现的。我们例程中是 SlideTransition，其 handleTickEvent 中实现了滑动的效果。将原有屏幕的快照，在滑动方向的来向上与新 View 的快照连接，一起沿滑动方向移动，实现动画效果。具体请见下面handleTickEvent 函数源码：

2.3.4. Transition 风格的修改

模板配合 C++ 编程给予了 TouchGFX 框架极大的简洁性和适配的便利性，对于切屏风格的增加或修改也是非常的简便。客户甚至不需要理解前面介绍的 Transition 具体原理，也能够非常方便地修改切屏模式。使用 TouchGFX Designer，仅需点击几下鼠标即可实现。如下图图 5 所示，这里我们在关联右向按钮的 Interaction 中，将 Transition 模式改为了 Wipe 模式，编译运行即可查看效果。

图5.TouchGFX Designer Transition 模式的修改

TouchGFX 是针对 STM32 产品的专用优秀界面设计工具，功能强大易用。本文对屏幕切换功能进行了简介，从基本示例“Transition Example”出发，对切屏部分的源代码进行了浅析，并介绍了如何使用 TouchGFX Designer 实现切屏模式的修改。希望本文能够帮助客户更深入地理解 STM32 TouchGFX。