重构 ILI9341+LVGL 驱动：异步 DMA + 硬件旋转，修复残影与白屏

- 硬件 MADCTL 旋转，删除软件转置，LVGL 坐标与面板 1:1，消除移动残影
- 全异步 DMA：flush 启动即返回，完成/出错由 SPI 中断收尾，去掉信号量阻塞
- DMA 缓冲经 .lcd_ram 段强制放入 AXI SRAM，规避 DTCM 不可被 DMA 访问导致的白屏
- LV_COLOR_16_SWAP=1，LVGL 直出面板字节序，省去逐像素交换/拷贝
- 看门狗超时重建 SPI 自恢复，单次异常不再级联长时间白屏
- 定制 scatter(motor_ili9341_lcd.sct) 并接入 uvprojx
- 新增 README_ILI9341.md 说明根因/设计/构建验证

Core/Inc/lv_conf.h

@@ -13,7 +13,9 @@
  *====================*/
 
 #define LV_COLOR_DEPTH 16
-#define LV_COLOR_16_SWAP 0
+/* =1：LVGL 直接产出 ILI9341 需要的大端字节序，SPI(8bit)+DMA 可直接搬运，
+ *      无需在 flush 里逐像素交换/拷贝。改动此项必须整体重编 LVGL。 */
+#define LV_COLOR_16_SWAP 1
 #define LV_COLOR_SCREEN_TRANSP 0
 #define LV_COLOR_MIX_ROUND_OFS 0
 #define LV_COLOR_CHROMA_KEY lv_color_hex(0x00ff00)

Core/Src/freertos.c

@@ -284,14 +284,12 @@ for(;;)
   lv_timer_handler();
 
   /*
-   * DMA 看门狗：兜底极端情况下 DMA 传输既没有触发完成中断
-   * 也没有触发错误中断（硬件卡死/中断丢失）时，强制恢复 SPI
-   * 状态机，避免画面永久冻结。正常情况下 ILI9341_WriteArea_DMA
-   * 内部的信号量超时已经能处理绝大多数异常，这里只是双保险。
-   * timeout_ms 要大于 ILI9341_WriteArea_DMA 内部的 100ms 超时，
-   * 避免两层保护互相打架。
+   * LCD 看门狗：新驱动是全异步的，正常刷新由 SPI 完成/错误中断
+   * 自动收尾，不阻塞本任务。此处只兜底极端情况——一次 DMA 既没
+   * 触发完成中断也没触发错误中断（硬件卡死/中断丢失）时，强制
+   * 中止并重建 SPI，恢复刷新管线，避免长时间白屏/冻结。
    */
-  ILI9341_DMA_Watchdog(180);
+  ILI9341_ServiceWatchdog(180);
 
   osDelay(5);
 }

Core/Src/lv_port_disp.c

@@ -1,9 +1,18 @@
 /**
  * @file lv_port_disp.c
  *
+ * ILI9341 + LVGL 显示接驳（重写版）
+ * ------------------------------------------------------------------
+ *  - 硬件旋转：面板由 MADCTL 直接设为横屏 320x240，这里不再做任何
+ *    软件转置，LVGL 坐标与面板坐标 1:1，移动物体不再留残影。
+ *  - 双绘制缓冲 + 异步 DMA：flush_cb 启动 DMA 后立即返回，LVGL 可
+ *    在另一块缓冲上继续渲染；DMA 完成的中断回调里调用
+ *    lv_disp_flush_ready()，刷新与传输天然并行、时序自同步。
+ *  - 两块绘制缓冲用 LCD_RAM_ATTR 放入 .lcd_ram 段(AXI SRAM)，
+ *    保证 DMA 可访问；配合 lv_conf.h 的 LV_COLOR_16_SWAP=1，
+ *    LVGL 产出的字节序即面板发送序，DMA 直接搬运，无需拷贝。
  */
 
-/*Copy this file as "lv_port_disp.c" and set this value to "1" to enable content*/
 #if 1
 
 /*********************
@@ -17,95 +26,52 @@
  *      DEFINES
  *********************/
 #ifndef MY_DISP_HOR_RES
-    #define MY_DISP_HOR_RES    320   /* LVGL 逻辑横屏宽度 */
+    #define MY_DISP_HOR_RES    320   /* 横屏宽度，与 MADCTL 一致 */
 #endif
 
 #ifndef MY_DISP_VER_RES
-    #define MY_DISP_VER_RES    240   /* LVGL 逻辑横屏高度 */
+    #define MY_DISP_VER_RES    240   /* 横屏高度 */
 #endif
 
-/* 面板原生（未旋转）物理分辨率，用于软件转置计算 */
-#define PANEL_NATIVE_W     240
-#define PANEL_NATIVE_H     320
-
 /*
- * LVGL 局部刷新缓冲区行数。
- * MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES * 2 字节 = 单次 flush 的数据量，
- * 越小单次 SPI/DMA 传输耗时越短，越不容易和面板固定的内部扫描
- * 周期（约 14~16ms 一帧）撞在一起造成撕裂。8 行是当前验证下来
- * 比较均衡的取值（320*8*2 = 5120 字节，约 4ms 传输时间）。
+ * 绘制缓冲行数。单块 = MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES 像素。
+ * 20 行：320*20*2 = 12800 字节/块，两块共 25600 字节，均位于 AXI SRAM。
+ * DMA 单次字节数(12800) < DMA NDTR 上限(65535)，安全。
  */
-#define DISP_BUF_LINES     8
-
-/*
- * 为什么用单缓冲（Example 1）而不是模板里的双缓冲（Example 2）：
- * 双缓冲的价值在于 flush_cb 立刻返回、LVGL 边渲染下一块边等待
- * DMA 传输完成。但当前 ILI9341_WriteArea_DMA() 内部是"发起 DMA
- * 后用信号量阻塞等待传完再返回"（详见 ILI9341.c 里的实现和之前
- * 的讨论），flush_cb 本身就是同步返回的，双缓冲不会带来任何并行
- * 收益，只会多占一份 RAM。如果以后把 ILI9341_WriteArea_DMA 改成
- * 真正的"发起后立即返回、由中断回调里调用 lv_disp_flush_ready"，
- * 再切回模板的双缓冲写法（Example 2）才有意义。
- */
-
-/**********************
- *      TYPEDEFS
- **********************/
+#define DISP_BUF_LINES     20
 
 /**********************
  *  STATIC PROTOTYPES
  **********************/
 static void disp_init(void);
-
 static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p);
-
 static void disp_flush_done_cb(void * user_data);
 
 /**********************
  *  STATIC VARIABLES
  **********************/
-
-/* 90 度旋转后的临时缓冲：把 landscape 数据转置成面板原生 portrait 排列。
- * 大小和绘制缓冲一致，装得下一整条 flush 的像素。 */
-static uint16_t rot_buf[MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES];
-
-/**********************
- *      MACROS
- **********************/
+/* 双绘制缓冲，必须放在 DMA 可访问内存(.lcd_ram → AXI SRAM) */
+static LCD_RAM_ATTR lv_color_t buf_1[MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES];
+static LCD_RAM_ATTR lv_color_t buf_2[MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES];
 
 /**********************
  *   GLOBAL FUNCTIONS
  **********************/
-
 void lv_port_disp_init(void)
 {
-    /*-------------------------
-     * Initialize your display
-     * -----------------------*/
     disp_init();
 
-    /*-----------------------------
-     * Create a buffer for drawing
-     *----------------------------*/
-
-    /* Example for 1) 单缓冲：原因见上面 DISP_BUF_LINES 注释 */
-    static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc_1;
-    static lv_color_t buf_1[MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES];
-    lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc_1, buf_1, NULL, MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES);
-
-    /*-----------------------------------
-     * Register the display in LVGL
-     *----------------------------------*/
+    static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc;
+    lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc, buf_1, buf_2,
+                          MY_DISP_HOR_RES * DISP_BUF_LINES);
 
     static lv_disp_drv_t disp_drv;
     lv_disp_drv_init(&disp_drv);
 
-    disp_drv.hor_res = MY_DISP_HOR_RES;
-    disp_drv.ver_res = MY_DISP_VER_RES;
-
+    disp_drv.hor_res  = MY_DISP_HOR_RES;
+    disp_drv.ver_res  = MY_DISP_VER_RES;
     disp_drv.flush_cb = disp_flush;
-
-    disp_drv.draw_buf = &draw_buf_dsc_1;
+    disp_drv.draw_buf = &draw_buf_dsc;
 
     lv_disp_drv_register(&disp_drv);
 }
@@ -113,50 +79,19 @@ void lv_port_disp_init(void)
 /**********************
  *   STATIC FUNCTIONS
  **********************/
-
-/*Initialize your display and the required peripherals.*/
 static void disp_init(void)
 {
-    /*
-     * 把 ILI9341 的硬件初始化收拢到这里（原来分散在 freertos.c 里）。
-     * 注意：这里只调用 ILI9341_Init()，它内部末尾会自动执行
-     * SetRotation(0)（面板原生方向）。不要再调用
-     * ILI9341_SetRotation(1)，横屏旋转已经改成在 disp_flush()
-     * 里用软件转置实现，如果再叠加 MADCTL 的 MV 位会导致画面
-     * 完全错乱。
-     *
-     * 对应地，freertos.c 里原来的：
-     *     ILI9341_Init();
-     *     ILI9341_SetRotation(1);
-     *     ILI9341_FillScreen(ILI9341_BLACK);
-     * 这三行请删掉，改成只调用：
-     *     lv_init();
-     *     lv_port_disp_init();
-     * （init/rotation/清屏都移到这里统一做）
-     */
+    /* 硬件初始化 + 清屏都收拢在这里；ILI9341_Init() 末尾已设为横屏，
+     * 不要在别处再调用 ILI9341_SetRotation()。 */
     ILI9341_Init();
     ILI9341_FillScreen(ILI9341_BLACK);
 }
 
 volatile bool disp_flush_enabled = true;
 
-/* Enable updating the screen (the flushing process) when disp_flush() is called by LVGL
- */
-void disp_enable_update(void)
-{
-    disp_flush_enabled = true;
-}
+void disp_enable_update(void)  { disp_flush_enabled = true;  }
+void disp_disable_update(void) { disp_flush_enabled = false; }
 
-/* Disable updating the screen (the flushing process) when disp_flush() is called by LVGL
- */
-void disp_disable_update(void)
-{
-    disp_flush_enabled = false;
-}
-
-/*Flush the content of the internal buffer the specific area on the display
- *You can use DMA or any hardware acceleration to do this operation in the background but
- *'lv_disp_flush_ready()' has to be called when finished.*/
 static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)
 {
     if (!disp_flush_enabled)
@@ -165,11 +100,10 @@ static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_colo
         return;
     }
 
-    int32_t x1 = area->x1;
-    int32_t y1 = area->y1;
-    int32_t x2 = area->x2;
-    int32_t y2 = area->y2;
+    int32_t x1 = area->x1, y1 = area->y1;
+    int32_t x2 = area->x2, y2 = area->y2;
 
+    /* 面板外的区域直接跳过 */
     if (x2 < 0 || y2 < 0 || x1 >= MY_DISP_HOR_RES || y1 >= MY_DISP_VER_RES)
     {
         lv_disp_flush_ready(disp_drv);
@@ -181,56 +115,21 @@ static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_colo
     if (x2 >= MY_DISP_HOR_RES) x2 = MY_DISP_HOR_RES - 1;
     if (y2 >= MY_DISP_VER_RES) y2 = MY_DISP_VER_RES - 1;
 
-    uint16_t lx0 = (uint16_t)x1;
-    uint16_t ly0 = (uint16_t)y1;
-    uint16_t lw  = (uint16_t)(x2 - x1 + 1);
-    uint16_t lh  = (uint16_t)(y2 - y1 + 1);
-
-    /*
-     * 90 度顺时针旋转映射：
-     *   物理列 xp = (PANEL_NATIVE_W - 1) - 逻辑行 ly
-     *   物理行 yp = 逻辑列 lx
-     *
-     * !!! 如果烧录后发现镜像/上下颠倒/转向错误，只需要调整这
-     * 几行的正负号，不用改架构。备选公式：
-     *   a) xp = ly;                        yp = (MY_DISP_HOR_RES-1) - lx;
-     *   b) xp = (PANEL_NATIVE_W-1) - ly;    yp = (MY_DISP_HOR_RES-1) - lx;
-     *   c) xp = ly;                        yp = lx;
-     */
-    uint16_t px0 = (uint16_t)(PANEL_NATIVE_W - ly0 - lh);
-    uint16_t py0 = lx0;
-    uint16_t pw  = lh;
-    uint16_t ph  = lw;
-
-    for (uint16_t ly = 0; ly < lh; ly++)
-    {
-        for (uint16_t lx = 0; lx < lw; lx++)
-        {
-            uint16_t rel_xp = (uint16_t)(lh - 1U - ly);
-            uint16_t rel_yp = lx;
-
-            rot_buf[(uint32_t)rel_yp * pw + rel_xp] =
-                (uint16_t)color_p[(uint32_t)ly * lw + lx].full;
-        }
-    }
-
-    ILI9341_WriteArea_DMA(px0, py0, pw, ph,
-                          rot_buf,
-                          disp_flush_done_cb,
-                          disp_drv);
+    /* 硬件旋转：LVGL 坐标即面板坐标，直接把这块像素 DMA 出去。
+     * LV_COLOR_16_SWAP=1 保证 color_p 的字节序即面板发送序。 */
+    ILI9341_FlushArea_DMA((uint16_t)x1, (uint16_t)y1,
+                          (uint16_t)(x2 - x1 + 1), (uint16_t)(y2 - y1 + 1),
+                          (const uint16_t *)color_p,
+                          disp_flush_done_cb, disp_drv);
 }
 
-/*
- * ILI9341_WriteArea_DMA 完成后的回调：通知 LVGL 这一块已经刷新完。
- */
+/* DMA 传输完成回调（SPI 中断上下文）：通知 LVGL 这一块刷新完成。
+ * lv_disp_flush_ready() 只是清标志，可安全从中断调用。 */
 static void disp_flush_done_cb(void * user_data)
 {
-    lv_disp_drv_t * disp_drv = (lv_disp_drv_t *)user_data;
-    lv_disp_flush_ready(disp_drv);
+    lv_disp_flush_ready((lv_disp_drv_t *)user_data);
 }
 
-#else /*Enable this file at the top*/
-
-/*This dummy typedef exists purely to silence -Wpedantic.*/
+#else
 typedef int keep_pedantic_happy;
-#endif
+#endif