HMI_Display — BITFSAE 车手屏

车手屏固件（STM32F407ZET6，经 FSMC 驱动 SSD1963 800×480 IPS 屏，LVGL 9.5）和 PC/macOS 模拟器。固件接收 CANB、方向盘 CAN2 与 UM982 GNSS 数据并显示，同时向 CANB 发送 GPS、里程、圈速、驾驶模式请求和方向盘合并指令。仪表盘界面 stm32_port/Core/Src/dashboard_view.c 由固件和模拟器共用。

仓库结构

路径	内容
`stm32_port/`	车手屏固件，CubeIDE 工程名仍沿用旧名 `DATA_COLLECTION_INTEGRAL`。外设配置源是 `DATA_COLLECTION_INTEGRAL.ioc`（本仓库的车手屏 `.ioc` 只有这一个），应用代码在 `Core/Src`，`Core/lvgl` 是固件用的 LVGL 副本
`src/`、`CMakeLists.txt`、`config/`、`lv_conf.h`、`run_sim_mac.sh`	PC/macOS 模拟器（SDL2 + FreeRTOS）
`build_fw.sh`	固件命令行构建，调用 `stm32_port/` 下的 CMake 工程（`CMakeLists.txt`、`CMakePresets.json`、`cmake/`）
`tools/`	字体、Logo 和开屏位图生成（`gen_dash_splash.sh`）、开屏动画浏览器原型（`splash_preview/`）、固件内存报告、固件回归测试、GPS 测试数据生成（`gen_nmea.py`，输出 UM982 NMEA 测试语句）、ST-Link 烧写（`flash_stlink.sh`）
`docs/`	设计与参考文档，索引见下节
`legacy/`	不参与构建的遗留与参考资料，含旧版 F103 板（另一个 `.ioc`），见 legacy/README.md
`lvgl/`、`FreeRTOS/`、`SDL2-2.32.10/`	第三方源码，见下节
`simulator.code-workspace`	打开仓库的工作区入口，复用 `.vscode/` 中的任务、调试和扩展配置
`lv_conf.defaults`、`licence.txt`	上游 `lv_port_pc_vscode` 遗留：前者未被构建引用，后者是上游 MIT 许可证

文档索引

文档	内容
硬件映射	时钟、引脚、CAN 位时序、FSMC 读写时序、背光、触摸、指示灯编码、与 `.ioc` 的有意差异
CAN 网络分工	两条总线、各节点收发什么、车手屏做哪三类事（显示、发送、方向盘网关）
方向盘与车手屏	方向盘按钮板和车手屏各做什么、每个控件的作用、操作的完整过程、已知限制
方向盘相关代码	方向盘固件和车手屏侧处理的代码级细节与测试覆盖
CAN 接口	CAN1/CAN2 收发全表、超时与有效性、方向盘帧处理、发送队列、与中央库未对齐项
配置表	GPS、圈速、CAN、显示与实时的可调常量：位置、单位、影响
GPS、圈速与冲刺	NMEA 处理、信号等级、里程、过线检测、75 m 冲刺、模式锁、降级行为
串口诊断 CLI	USART2 命令行：`report`、`gps capture` 等命令、报告字段与判读、延迟测量范围
仪表盘界面	布局、触摸区域、绘制约束、字库与 Logo、验证命令
固件资源与性能优化	Flash/SRAM/CCM 预算、任务与栈、运行诊断
里程存储	内部 Flash 扇区 7 的记录格式与掉电行为
更新记录	完成的变更、未验证项与待办
`docs/reference/`	Unicore（UM982）高精度产品命令手册 PDF

第三方源码

目录	版本	使用方
`lvgl/`	9.5.0，完整源码树	模拟器（CMake）
`stm32_port/Core/lvgl/`	9.5.0，固件所需的裁剪子集；`src/` 与 `lvgl/src` 一致，仅 `lv_obj_style_gen.h` 一处缩进不同	固件（CubeIDE 与 CMake）
`FreeRTOS/`	V11.1.0	仅模拟器（Windows 用 MinGW 端口，其余用 POSIX 端口）
`stm32_port/Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/`	V10.3.1	固件，由 CubeMX 管理
`SDL2-2.32.10/`	2.32.10	仅 Windows（MinGW）模拟器；macOS/Linux 使用系统安装的 SDL2

升级 LVGL 时两份一起替换，并对照模拟器的根目录 lv_conf.h 与固件的 stm32_port/Core/lv_conf.h（后者是真机内存和功能预算，二者不要互相覆盖）。

模拟器对 LVGL 有一处本地补丁：lvgl/src/drivers/sdl/lv_sdl_window.c 按 LV_SDL_ALLOW_HIGHDPI（根目录 lv_conf.h）给窗口加 SDL_WINDOW_ALLOW_HIGHDPI，使高 DPI 屏按物理像素渲染而不发糊。替换 LVGL 后需补回。

构建产物与本机配置不入库

stm32_port/Debug/、stm32_port/build/、cmake-build-mac/、bin/ 和 Keil 的 MDK-ARM/DATA_COLLECTION_INTEGRAL/ 都被 .gitignore 忽略；2026-10-10 前误入库的产物已改为不跟踪，旧版本仍可从 git 历史取回。固件请用 ./build_fw.sh 或 CubeIDE 重新构建。根目录 .settings/ 是本机 IDE 状态，不入库；.vscode/（任务、调试、CMake 和扩展设置）入库，不写本机路径和串口号等个人信息。

stm32_port/MDK-ARM/ 的 Keil 工程只含 CubeMX 生成的文件（还包括已移除的 FatFs/SD），没有 LVGL 和 gps.c、dashboard_*.c、odometer_flash.c 等应用模块，不能构建当前固件，以 CubeIDE 工程和 build_fw.sh 为准。

Get started

Install SDL and the build tools

Windows： 64 位 MinGW（gcc.exe、g++.exe，调试另需 gdb.exe）加入 PATH；在 STM32Cube 扩展中安装 CMake、Ninja、GNU Tools for STM32 和 Programmer。SDL2 使用仓库中的 MinGW 开发包，补齐方式见下方 Windows 说明。
macOS (Homebrew): brew install sdl2 cmake make
Linux:
- Debian/Ubuntu: sudo apt install build-essential cmake libsdl2-dev
- Arch: sudo pacman -S base-devel cmake sdl2
- Fedora: sudo dnf install @development-tools cmake SDL2-devel
Manual Installation of SDL: Download from SDL’s website and place headers/libraries in your project.
Verify Installation: sdl2-config --version, cmake --version, gcc --version, g++ --version (should return the installed version).

Get the PC project

git clone https://github.com/BITFSAE/HMI_Display.git

LVGL 与 FreeRTOS 已作为普通文件纳入本仓库（非 git 子模块），无需 --recursive。

Usage

Windows（VS Code / PowerShell）

直接打开仓库文件夹或 simulator.code-workspace。Ctrl+Shift+B 默认执行 Build Simulator；在 Tasks: Run Task 中可选择日间/夜间模拟器、固件增量/全量构建以及 ST-Link 烧写；F5 选择 Debug Simulator 或 Debug Simulator (night)，使用 PATH 中的 GDB。

Windows 任务调用 tools/windows_task.ps1，无需 Bash。CMake、Ninja 和 ARM 工具链优先从 CUBE_BUNDLE_PATH、%LOCALAPPDATA%/stm32cube/bundles 查找，再回退到 PATH；STM32_PROGRAMMER_CLI 可覆盖烧写工具。模拟器显式使用 PATH 中的 64 位 MinGW，构建缓存放在 cmake-build-win/，程序为 bin/main.exe；构建时为旧版 MinGW 启用 C++ 格式宏、预先包含 stdlib.h（保留对齐分配函数声明），并复制 SDL2.dll 到程序目录。固件仍使用 stm32_port/build/<预设>/，全量任务通过 --clean-first 清理。

仓库的 bin/ 忽略规则导致 SDL2 开发包中的运行库未纳入版本控制。若缺少 SDL2-2.32.10/x86_64-w64-mingw32/bin/SDL2.dll，从 SDL2 2.32.10 官方开发包解压该文件到对应位置即可，保留仓库中原有的头文件和导入库。

powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File tools/windows_task.ps1 -Action BuildSimulator
powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File tools/windows_task.ps1 -Action RunSimulator -Night
powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File tools/windows_task.ps1 -Action BuildFirmware
powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File tools/windows_task.ps1 -Action BuildFirmware -Clean
powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File tools/windows_task.ps1 -Action FlashFirmware

固件可加 -Preset Release；优化等级沿用 FW_OPT 环境变量。默认烧写 Debug 产物，连接与擦写行为见固件构建。

macOS 命令行（推荐）

依赖：brew install cmake ninja sdl2。在仓库根目录执行：

./run_sim_mac.sh              # 构建并运行 800x480 模拟器窗口
./run_sim_mac.sh --night      # 以夜间模式启动（额外参数原样传给 bin/main）
./run_sim_mac.sh --build-only # 仅构建

构建目录固定为 cmake-build-mac/，产物 bin/main。不要使用 build/：VS Code 的 STM32Cube 扩展会用 ARM 工具链自动配置该目录，与模拟器无关。
macOS 要求窗口与事件循环在主线程，故 macOS 下 main() 直接在主线程运行 LVGL 循环，不启动 FreeRTOS 调度器，且 lv_conf.h 中 LV_USE_OS 为 LV_OS_NONE；其他平台仍走 FreeRTOS 任务。
若 cmake-build-mac/ 曾被 VS Code 的 CMake Tools/STM32Cube 扩展用 ARM 工具链配置过，缓存里会残留 arm-none-eabi-ar，链接报 archive member '//' not a mach-o file；run_sim_mac.sh 检测到后会自动清目录重配，并显式指定 Apple 的 ar/ranlib。
VS Code（macOS）：直接打开仓库文件夹，.vscode/tasks.json 与 launch.json 已配置 Build Simulator（⇧⌘B）、Run Simulator（任务 Tasks: Run Test Task）与 F5 Debug Simulator，三者均调用 run_sim_mac.sh；需装 C/C++ 扩展。.vscode/settings.json 让 CMake Tools 指向固件工程 stm32_port，不会再用 ARM kit 去配置根目录的模拟器工程；状态栏的 CMake Build/▷ 按钮对应固件，模拟器请用上述任务。首次 lldb 调试若提示开发者工具授权，按提示输入密码或执行 sudo DevToolsSecurity -enable。

固件构建（VS Code / 命令行）

固件有两套互不影响的构建：CubeIDE 工程（stm32_port/.cproject）和 CMake 工程（stm32_port/CMakeLists.txt，与 CAN2RS485 等同级工程同一套机制）。CMake 工程的源码目录与 LVGL 排除清单直接读 .cproject，在 CubeIDE 里调整排除项或新增 .c/.s 后无需改 CMake 文件。.ioc 的 Toolchain 保持 STM32CubeIDE，CubeMX 重新生成不会覆盖 CMake 文件。

VS Code（STM32Cube 扩展包）：

安装 STM32Cube for VS Code 扩展包（含 CMake Tools）。
直接打开仓库根目录即可。.vscode/settings.json 把 cmake.sourceDirectory 指向 stm32_port 并强制使用 CMakePresets.json，CMake Tools 因此以固件工程而不是根目录的模拟器工程为准，模拟器使用独立任务，二者互不影响。也可以用 File > Open Folder 只打开 stm32_port/。
扩展提示配置所发现的 CMake 工程时确认。它按 stm32_port/.settings/bundles.store.json 自动安装 CMake、Ninja、GNU Tools for STM32 和 clangd，并配置 Debug 预设；之后用状态栏的 Build 按钮或 CMake: Build 构建，产物在 stm32_port/build/Debug/。

命令行（macOS/Linux），不依赖 CubeIDE，在仓库根目录执行：

./build_fw.sh         # 增量构建 STM32F407 固件，打印 text/data/bss
./build_fw.sh clean   # 全量重编

build_fw.sh 只是找到工具后执行 cmake --preset Debug 和 cmake --build --preset Debug。编译参数与 .cproject 的 Debug 配置一致（-Os -g3，Cortex-M4F 硬浮点，链接 STM32F407ZETX_FLASH.ld）。PRESET=Release 换预设，FW_OPT=-O0 临时换优化等级。
产物位于 stm32_port/build/<预设>/，包括 ELF、BIN、HEX、MAP 和内存报告（已被 .gitignore 忽略）。构建会打印 Flash、主 SRAM、CCM 占用和最大单函数栈帧；报告脚本需要 Python 3。不复用 CubeIDE 在 stm32_port/Debug/ 生成的 makefile：旧版入库的那份缺 Core/lvgl/** 的 subdir.mk，且写死了 Windows 下的链接脚本绝对路径。
固件优化、任务栈、运行诊断和回归验证见固件资源与性能优化。CubeIDE 的 Debug/ 不入库，克隆后需在 CubeIDE 里完整构建一次。
工具链优先取 STM32 VS Code 扩展 bundles 里的 CMake、Ninja 和 GNU Tools for STM32，否则用 PATH 中的同名工具；扩展之外可用 -DARM_GNU_TOOLCHAIN_BIN=<bin 目录> 指定工具链。
VS Code 任务：Build Firmware、Rebuild Firmware (clean)（Tasks: Run Task），编译报错可点击跳转。
ST-Link 烧写：tools/flash_stlink.sh [文件] 用 STM32CubeProgrammer 命令行经 SWD 烧写 stm32_port/build/Debug/DATA_COLLECTION_INTEGRAL.hex 并回读校验、复位运行；只擦程序用到的扇区，里程记录保留。找工具的顺序见脚本头注释，也可用 STM32_PROGRAMMER_CLI 指定路径。VS Code 任务 Flash Firmware (ST-Link)、Build & Flash Firmware (ST-Link)（先 Build Firmware 再烧写）已纳入 .vscode/tasks.json，Windows 使用原生 PowerShell 入口。
模拟器与固件共用 stm32_port/Core/Src/dashboard_view.c 界面，只是数据换成动画演示，设计与约束见仪表盘界面。
窗口内按键：空格循环模式，D/A/X/8/E 选 Default/Acceleration/Autocross/Skidpad/Endurance，0–7 滑移等级，R 圈速计时，N 夜间模式，F 推入演示告警，Y READY 横幅，[ ]/G 信号强度，Esc 退出。鼠标点击区域与触摸屏相同：顶栏开关计时，左上 Logo 重放开屏动画（开屏中点任意处跳过），驾驶模式色块轮转模式，告警条消除一条，眼睛按钮切换夜间。

Visual Studio Code

打开仓库文件夹或 simulator.code-workspace 后安装推荐扩展。模拟器与固件使用同一份 .vscode/ 任务，工作区文件不再覆盖工具路径或任务。构建、运行与调试方式见上方对应平台说明。

ArchLinux User

VSCode does not officially provide an installation package under Arch, you need to use the AUR manager paru to install it. The command is as follows:

paru -S visual-studio-code-bin

macOS

Apple's default clang does not support the -fsanitize=leak flag.

to build using the latest version of clang from homebrew, do the following:

brew install llvm
cmd+shift+p and run Cmake: select a kit, then [Scan for kits]
then cmd+shift+p and run Cmake: select a kit, select the version of clang you just installed from homebrew (it should say Using compilers C=/opt/homebrew/opt/llvm/bin/clang ...)
reconfigure by running cmd+shift+p Cmake: Configure
build using step 4 above

模拟器的 FreeRTOS 配置

模拟器默认启用 FreeRTOS（CMakeLists.txt 中 USE_FREERTOS 为 ON，入口 src/freertos_main.c；设为 OFF 则回到上游的 src/main.c 演示入口）。lv_conf.h 里 macOS 的 LV_USE_OS 为 LV_OS_NONE，其余平台为 LV_OS_FREERTOS。FreeRTOS 堆在 config/FreeRTOSConfig.h，当前 96 KB。该配置与真机（stm32_port/Core/Inc/FreeRTOSConfig.h，由 CubeMX 管理）相互独立，改一边不影响另一边。

CMake

This project uses CMake under the hood which can be used without Visula Studio Code too. Just type these in a Terminal when you are in the project's root folder:

mkdir build
cd build
cmake ..
make -j

Run demos and examples

本节仅适用于 USE_FREERTOS=OFF 时的上游入口 src/main.c（默认的 src/freertos_main.c 显示仪表盘）。By default, the widgets demo (lv_demo_widgets()) will run. If you want to run a different demo or example from the LVGL library, simply replace the demo function call in the code with another one—such as lv_demo_benchmark() or lv_example_label_1().

int main(int argc, char **argv)
{
  /* ... */
  /* Run the default demo */
  /* To try a different demo or example, replace this with one of: */
  /* - lv_demo_benchmark(); */
  /* - lv_demo_stress(); */
  /* - lv_example_label_1(); */
  /* - etc. */
  lv_demo_widgets(); 

  while(1) {
      /* ... */
  }
  return 0;
}

Optional library

There are also FreeType and FFmpeg support. You can install these according to the followings:

Linux

# FreeType support
wget https://kumisystems.dl.sourceforge.net/project/freetype/freetype2/2.13.2/freetype-2.13.2.tar.xz
tar -xf freetype-2.13.2.tar.xz
cd freetype-2.13.2
make
make install

# FFmpeg support
git clone https://git.ffmpeg.org/ffmpeg.git ffmpeg
cd ffmpeg
git checkout release/6.0
./configure --disable-all --disable-autodetect --disable-podpages --disable-asm --enable-avcodec --enable-avformat --enable-decoders --enable-encoders --enable-demuxers --enable-parsers --enable-protocol='file' --enable-swscale --enable-zlib
make
sudo make install

(RT)OS support

Works with any OS like pthred, Windows, FreeRTOS, etc. It has build in support for FreeRTOS.

Test

This project is configured for VSCode and is tested on:

Ubuntu Linux
Windows WSL (Ubuntu Linux)

It requires a working version of GCC, GDB and make in your path.

To allow debugging inside VSCode you will also require a GDB extension or other suitable debugger. All the requirements, build and debug settings have been pre-configured in the .workspace file.

The project can use SDL but it can be easily relaced by any other built-in LVGL dirvers.

Integration with LVGL Pro

This project supports integration with LVGL Pro projects for UI development.

Setup

Configure CMake with your LVGL Pro project folder:

cmake -B build -DLVGL_PRO_PROJECT_DIR=<path-to-lvgl-pro-project>

Build your project:

cmake --build build

Usage in Code

In your main.c, include the UI header from your LVGL Pro project and replace the default demo with your screen.

#include "ui.h"

int main(void) {

    /*Initialization code for LVGL*/
    
    /* Initialize the LVGL Pro UI */
    ui_init("<path-to-lvgl-pro-project>");
    
    /* ... rest of your application ...*/
}

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About

Releases

Packages

Contributors

Languages

Name		Name	Last commit message	Last commit date
.vscode		.vscode
FreeRTOS		FreeRTOS
SDL2-2.32.10		SDL2-2.32.10
config		config
docs		docs
legacy		legacy
lvgl		lvgl
src		src
stm32_port		stm32_port
tools		tools
.gitignore		.gitignore
AGENTS.md		AGENTS.md
CHANGELOG.md		CHANGELOG.md
CLAUDE.md		CLAUDE.md
CMakeLists.txt		CMakeLists.txt
README.md		README.md
build_fw.sh		build_fw.sh
licence.txt		licence.txt
lv_conf.defaults		lv_conf.defaults
lv_conf.h		lv_conf.h
run_sim_mac.sh		run_sim_mac.sh
simulator.code-workspace		simulator.code-workspace

Latest commit

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(RT)OS support

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