在本文中，小编用“小身板”和“俊模样”来指代一个带有图形用户界面的系统的两个方面。“小身板”是指相对有限的MCU资源，例如：相对较低的主频、相对较少的存储资源、没有专门的LCD显示控制器、较低的显示接口速度等等；而“俊模样”是指对用户友好，漂亮且富于吸引力的图形界面，就如同男生的帅、女生的美。

男生的帅和女生的美，除了与天生的基因有关，外在的修饰也同样必不可少。俗话说，人靠衣裳马靠鞍，衣裳和鞍都是外部的修饰，都是实现美好事物所需要的资源。

由此及彼，一个“俊模样”的GUI设计，同样对资源有比较高的要求。这些资源包括主频、Flash和RAM以及美工设计等等。那么，是不是“小身板”就不能有“俊模样”呢？

不是的！如同一个优秀的化妆师可以用卓越的手段实现美，嵌入式工程师也可以通过各种手段进行资源优化，力争让“小身板”的MCU也能实现“俊模样”的界面设计。

对GUI设计进行资源优化的路很漫长，涉及的方面很多，需要我们不断发现，不断思考。小编在这里通过一些示例和大家分享如何使用Slider对某一类动画进行存储资源优化。

我们在生活中经常会见到这样一类应用，如下图所示：

通过观察我们发现，尽管上面的图形元素，外观各异、形状各异，但是都可以被抽象为两个部分：静态部分和动态部分。比如，咖啡液位，由静态的杯子和动态的咖啡组成；温度计由静态的玻璃容器和动态的水银组成。

我们再看看GUI设计中经常使用到的控件——Slider，其典型结构如下图所示。这是一个典型的Slider控件，由静态的背景 (main) 和动态的指示器 (Indicator) 以及调节点 (Knob) 组成。

在LVGL中，设置样式的函数名都是以lv_obj开始，例如：

• lv_obj_set_style_bg_color

• lv_obj_set_style_bg_opa

• lv_obj_set_style_bg_img_src

可见，样式是针对所有控件的父对象而言的。换句话说，我们既可以通过lv_obj_set_style_bg_img_src为Slider控件的背景、指示器和调节点设置图片样式，也可以通过lv_obj_set_style_bg_opa将Slider控件的背景、指示器和调节点的透明度设置为0从而达到隐藏Slider控件相应组成部分的目的。

接下来，我们看看如何使用Slider实现咖啡液位变化的动画效果。

首先，通过美工设计，将咖啡液位的图分解为两部分，杯子和咖啡，并将它们分别作为Slider的背景部分和指示器部分，同时隐藏Slider的调节点部分，如下面的简图所示。

▲咖啡液位的分解及与Slider的对应关系

完成上面的工作之后，后面的工作就是为Slider创建动画，并在动画的回调函数中周期性地调用lv_slider_set_value函数以改变Slider指示器的值，从而实现咖啡液位变化的效果。

看到这里，大家会问了，你讲这么多，和存储资源优化有什么关系吗？大家请想想看，通常我们如何实现这样的动画效果？大致如下图所示，将咖啡液位变化的动画分解为若干不同液位的静态图片，然后，每隔一个时间间隔播放一张图片。时间间隔越短，图片数量越多，动画的效果越流畅。但是，图片数量越多，需要的存储资源越多。

但是，使用上面的方法，实现相同的动画效果，只需要两张图片即可，节约存储资源。

那么，最后总结一下，有两点与大家分享：

01、前面的三个显示应用，可以抽象出共同的特性。那就是，它们都可以清晰地剥离出静态部分和动态部分。动态部分都具有有限的变化范围，也就是具有一个起始值和结束值。比如，咖啡液位总是在最低液位和最高液位之间变化；又比如，温度计显示的温度值也总是在最低温度和最高温度之间变化。那么，对于这类应用，就可以用Slider实现。

每一种显示动画的方法，都有适用范围，没有好坏之分。我们只有为自己的显示应用选择合适的方案，才能最大限度地优化存储资源。

02、一点GUI动画显示的心得体会，与大家分享，欢迎各位大神指导。

在现代电子产品设计中，芯片的集成度和复杂度越来越高，如何充分利用芯片的资源，满足不同场景的需求，是每位工程师和设计师需要面对的挑战。芯片IO重映射功能恰好解决了这一问题，为用户提供更加灵活、便捷、可定制的芯片使用方式，助推产品创新和突破。

IO口是MCU内部模块和外部硬件唯一的进出口。每个内置外设都有若干个输入输出引脚，一般这些引脚的输出端口都是固定不变的，芯片IO重映射就是将芯片原有的通用IO端口重新定义为特定功能用途。例如，在硬件设计之初，开发人员通过移位寄存器和端口直接映射的方式实现了控制PWM波输出的功能。如果需要用同一颗芯片控制两个不同的电机，此时就需要映射另一个用于控制第二个电机的PWM波输出端口，这样才能满足应用需求。IO重映射功能即可通过编写特定的程序来实现。

为了让设计工程师更好地安排引脚的走向和功能，爱普特在系列全国产32位MCU产品中均加入了外设引脚重映射的功能，即一个外设的引脚除了具有默认的端口外，还可以通过设置重映射寄存器的方式，把这个外设的引脚映射到其它的端口。为了使不同器件封装的外设IO功能数量达到最优，还可以把一些复用功能重新映射到其他一些引脚上。这种灵活性为产品硬件布局和型号适配提供了更多的可能性，方便PCB设计，减少了信号的交叉干扰；分时复用某些外设,还可以虚拟增加端口数目，从而整体提高工程师的研发效率。

接下来我们以爱普特APT32F110X系列为例进行介绍：APT32F110X系列芯片为提供更灵活的 IO 功能配置，提供了自定义 GPIO 复用的功能。

芯片提供两个预设的 GPIOGROUP，分别为 GROUP0 和 GROUP1，两个 GROUP 分别对应 8 个预设的可选择的复用功能。在每个 GROUP 内，每个 GPIO可以被指定为这 8 个预设功能中的任意一个作为该 GPIO 的 AF8 功能。

IO GROUP0和 GPIO 对应关系

IO GROUP1和 GPIO 对应关系

 IOGROUP 配置信息表

如图中1对应的红色框所示，标识的是APT32F110X GROUP0/GROUP1对应的复用功能列表，左边是GROUP0，右边是GROUP1。从图中2对应的红色框可直观看到复用列表中具体功能对应的配置数值，数值是配置在IOMAP的CFGVAL(CFGVAL0~CFGVAL7)域中；如GROUP0中选择I2C_SDA功能，需要在对应的CFGVAL域中写入0x01。

APT32F110X系列是爱普特基于国产RISC-V核架构和自研的IP库研发设计的全国产MCU。该系列具有多达44个GPIO口，均支持外部中断，支持IO重映射，内置多路通用及增强型定时器，可实现灵活的 PWM 输出，同时具有DMA和高速SPI通讯接口，内嵌多模式段码液晶驱动控制器，可以直接驱动LCD显示屏幕，支持20通道的12位ADC，还支持LCD/LED/Touch/温度传感器等功能。目前APT32F110X系列产品已被广泛应用于智能家电、工业控制、物联网、消费电子、消防、医疗电子等领域。

EXTI 简介

EXTI(External interrupt/event controller)—外部中断/事件控制器，管理了控制器的 23个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。EXTI可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。

EXTI 功能框图

EXTI的功能框图包含了 EXTI最核心内容，EXTI可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件。EXTI功能框图如下：

中断/事件线

EXTI有23个中断/事件线，每个GPIO都可以被设置为输入线，占用EXTI0至EXTI15，还有另外七根用于特定的外设事件。

EXTI0至EXTI15用于GPIO，通过编程控制可以实现任意一个GPIO作为 EXTI的输入源。由上图可知，EXTI0可以通过AFIO的外部中断配置寄存器 1(AFIO_EXTICR1)的EXTI0[3:0]位选择配置为PA0、PB0、PC0、PD0、PE0、PF0、PG0、PH0 或者PI0，其他EXTI线(EXTI中断/事件线)使用配置都是类似的。

外设事件连接模式：

EXTI line 16 连接PVD输出

EXTI line 17 连接RTC闹钟事件

EXTI line 18 连接USB OTG FS唤醒事件

EXTI line 19 连接以太网唤醒事件

EXTI line 20 连接USB OTG HS唤醒事件

EXTI line 21 连接RTC 篡改和时标事件

EXTI line 22 RTC唤醒事件

EXTI 初始化结构体

标准库函数对每个外设都建立了一个初始化结构体，比如 EXTI_InitTypeDef，结构体成员用于设置外设工作参数，并由外设初始化配置函数，比如 EXTI_Init()调用，这些设定参数将会设置外设相应的寄存器，达到配置外设工作环境的目的。

初始化结构体和初始化库函数配合使用是标准库精髓所在，理解了初始化结构体每个成员意义基本上就可以对该外设运用自如了。初始化结构体定义在 cks32f4xx_exti.h 文件中，初始化库函数定义在 cks32f4xx_exti.c 文件中，编程时我们可以结合这两个文件内注释使用。

EXTI操作流程

a）首先配置GPIO引脚模式：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); 
/* 配置GPIOA.0 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
/* 配置为输入模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
/* 配置速率为高速模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
/* 使能下拉模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
/* 调用初始化函数 */
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);typedefstruct

b）配置EXTI line0中断线连接GPIOA.0：

typedefstrucSYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

c）配置中断线为中断模式，上升沿触发模式并使能：

EXTI_InitTypeDef  EXTI_Structure;
EXTI_StructInit(&EXTI_Structure); 
/*  配置中断线0 */
EXTI_Structure.EXTI_Line = EXTI_Line0;      
/* 使用中断模式 */
EXTI_Structure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
/* 电压低于阀值时产生中断 */     
EXTI_Structure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Raising;  
/* 使能中断线  */
EXTI_Structure.EXTI_LineCmd = ENABLE;   
/* 初始化中断  */
EXTI_Init(&EXTI_Structure);

d）配置中断管理器NVIC，设置EXTI0_IRQn中断源优先级并初始化：

Svoid NVIC_Configuration(void)
{  
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  
    /* 嵌套向量中断控制器组选择 */  
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  
    /* 配置EXTI0_IRQn中断源 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;  
    /* 抢断优先级为1 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  
    /* 子优先级为1 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  
    /* 使能中断 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
    /* 初始化配置NVIC */ 
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
 }  
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

e）当产生 EXTI0中断，在中断程序中进行相应的处理：

typvoid EXTI0_IRQHandler(void)
{  
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)  
    {            
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
        /* 添加用户处理代码 */  
     }
}  edefstruct

为确保嵌入式硬件和软件的安全运行，防止由于随机故障和系统故障所带来的使用风险，越来越多的行业规定产品必须取得相应的功能安全认证才能上市。GD32F303/305/307系列MCU符合IEC 60730 B类功能安全标准，并可提供由业界领先的第三方测试、检验、认证机构——SGS出具的检测报告及证书。经过认证的软件自检库和完备的安全文档也已经准备就绪，可以支持家用电器等设备的设计符合安全规范，协助客户快速推出稳定可靠的终端产品。

IEC 60730 B类功能安全证书及测试报告

IEC 60730简介 

IEC 60730安全标准规范由国际电工委员会(IEC)制定，该安全标准定义了家用电器嵌入式控制软件与硬件安全操作的测试与检测方法，以确保家电产品安全可靠地工作。

IEC 60730将基于微控制器的家用电器安全标准分为3类：

∎A类：与设备安全无关的控制功能

应用场景：温湿度控制、照明控制等

∎B类：旨在防止受控设备的不安全运行

应用场景：洗衣机、电冰箱等

∎C类：旨在防止特殊危害，例如防止设备爆炸

应用场景 ：自动燃烧器、燃气型烘干机等

典型的家用电器，比如白电需要符合B类级别的保护。IEC 60730 B类定义并涵盖了以下需要监控或者检测的控制器关键部件：CPU寄存器和程序计数器、中断处理及执行、系统时钟频率、存储器检测等。每个部件均提供了可选的检测方法，设备厂商可灵活采用。

GD32 对 IEC 60730 的支持 

IEC 60730规范要求家用电器相关的厂商，对其提供的每个产品装置的部件，通过程序运行中的动态自我检测及时发现问题并采取措施。目前的智能型家电类产品通常是一键启动，当中所导入的功能安全IEC 60730 B类功能安全标准，最重要的组件就是MCU。因为只有MCU能防止受控设备的不安全运行、避免电子器件在功能失效时造成人员的受伤、协助系统诊查失效原因及对应相关的行为。

兆易创新GD32F303/305/307系列主流型MCU已经提供了完整的功能安全库，协助客户实现功能安全设计。家电厂商可以将认证过的GD32安全程序库，嵌入到整套系统软件中实现自我检测功能，进而申请最终产品的IEC 60730功能安全标准相关认证。

启动诊断测试项：

●CPU寄存器检测

● 看门狗定时器检测

● Flash全域检测

●RAM检测

●系统时钟检测

周期诊断测试项：

●CPU寄存器检测

●堆栈溢出检测

●系统时钟检测

●Flash CRC片区检测

●定时中断处理

●RAM片区检测

安全是家电产业实现高质量发展的底层保障。兆易创新一直将客户需求及合规认证视为公司发展的基石，持续完善功能安全相关认证，旨在为开发者提供更完整的安规支持。未来，兆易创新GD32 MCU还将满足面向多元化市场的专业安全认证需求，与行业伙伴携手并进，共同合规、稳健、高质量地发展。