lvgl移植
lvgl移植
2024-10-08
1. LVGL 裸机移植
所用硬件：正点原子潘多拉开发板，SPI 通信、ST7789、1.3英寸、屏幕分辨率为 240*240、不带触摸功能。
软件准备：CubeMX、Keil5。
LVGL 版本：8.2
LVGL 可以在不同的显示屏上移植，移植区别不大，这里无需准备任何例程从头理解移植过程。
如果用的是其他的显示屏，只要有能在裸机下显示的例程，即有显示的驱动即可。
1.1 源码准备
首先下载 lvgl 的源码，注意这里选择 8.2版本。
官网在 Github，访问太慢了，就在 Gitee 上随便搜了一下，都一样。
Gitee 地址：https://gitee.com/my_lvgl/lvgl/tree/release%2Fv8.2/
下载完成之后文件比较多
这里对其进行简化，解压之后，删掉无用的文件，留下以下文件。
然后进一步简化，把 examples 文件夹中无用的代码删掉。仅留下其中的 porting 文件夹。
最后简化后的代码是这样的：
- demos 文件夹（没动过里面内容）
- examples 文件夹
- porting 文件夹（没动过里面内容）
- src 文件夹（没动过里面内容）
- lv_conf.h 文件（lv_conf_template.h 改名来的）
- lvgl.h 文件
1.2 新建工程
使用 cubemx 新建一个空白的工程，需要的配置内容如下：
- 调试接口、时钟。
- 配置 spi 接口，用于驱动屏幕（如果是其他接口的屏，按照自己的配置即可）。
- 配置按键，用于作为输入。
- 一个定时器，用于给 lvgl 提供时基。
spi 配置如下（根据自己的开发板修改引脚）：
屏幕控制引脚配置如下（根据自己的开发板修改引脚）：
按键配置如下，根据自己的原理图配置上拉还是下拉。
定时器配置如下，记得勾选上中断。（用其他的定时器也行，有中断即可）
中断勾选
配置完成后生成工程即可。
此时工程直接编译不应该有错误，如果有排查之后再进行下一步。
生成工程后，如果自己有裸机显示的程序，可以添加进去试试，即证明软件配置和硬件设备都是好用的。
1.3 添加源码
在生成的工程目录下添加如下文件夹
- 工程目录
- Device 文件夹（我添加的）
- LCD_SPI_ST7789 文件夹（我添加的）
- lcd_lvgl.c 文件（内容需要自己写，后面提供）
- lcd_lvgl.h 文件（内容需要自己写，后面提供）
- LCD_SPI_ST7789 文件夹（我添加的）
- Middleware 文件夹（我添加的）
- LVGL 文件夹（我添加的）
- GUI 文件夹（我添加的）
- lvgl 文件夹（我添加的）
- GUI_APP 文件夹（我添加的）
- GUI 文件夹（我添加的）
- LVGL 文件夹（我添加的）
- Device 文件夹（我添加的）
如下图
然后把我们刚刚裁剪过的 LVGL 源码放进来。其中
工程名\Middlewares\LVGL\GUI\lvgl目录下放- examples 文件夹
- src 文件夹
- lv_conf.h 文件
- lvgl.h 文件
工程名\Middlewares\LVGL\GUI_APP目录下放- demos 文件夹
给 LCD_SPI_ST7789 提供的驱动文件如下：
lcd_lvgl.c 文件（这是从正点原子这个屏幕的驱动文件里摘抄修改出来的，把 lvgl 用不到的部分删掉了）
u#include "lcd_lvgl.h"
//lcd控制io初始化
static void LCD_GPIO_Init(void)
{
/* 初始化引脚 */
//MX_GPIO_Init(); // cube生成的已经初始化过了
/* 复位LCD */
LCD_PWR(0);
LCD_RST(0);
LCD_CS(1);
HAL_Delay(100);
LCD_RST(1);
/* 初始化SPI3接口 */
//MX_SPI3_Init(); // cube生成的已经初始化过了
}
//lcd开
void LCD_DisplayOn(void)
{
LCD_PWR(1);
}
//lcd关
void LCD_DisplayOff(void)
{
LCD_PWR(0);
}
//spi写字节
static void LCD_SPI_WriteByte(uint8_t *TxData, uint16_t size)
{
LCD_CS(0); // 片选选中
HAL_SPI_Transmit(&LCD_SPI_Handler, TxData, size, 1000);
LCD_CS(1); // 取消片选
}
//spi写多长数据
static void LCD_SPI_Send(uint8_t *data, uint32_t size)
{
uint32_t i;
uint32_t delta;
delta = size/0xFFFF;
for(i = 0; i <= delta; i++)
{
if(i == delta) /* 发送最后一帧数据 */
LCD_SPI_WriteByte(&data[i*0xFFFF], size%0xFFFF);
else /* 超长数据一次发送0xFFFF字节数据 */
LCD_SPI_WriteByte(&data[i*0xFFFF], 0xFFFF);
}
}
//lcd写命令
static void LCD_Write_Cmd(uint8_t cmd)
{
LCD_WR(0);
LCD_SPI_Send(&cmd, 1);
}
//lcd写数据
static void LCD_Write_Data(uint8_t dat)
{
LCD_WR(1);
LCD_SPI_Send(&dat, 1);
}
//lcd设置显示地址
static void LCD_Address_Set(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2)
{
/* 指定X方向操作区域 */
LCD_Write_Cmd(0x2a);
LCD_Write_Data(x1 >> 8);
LCD_Write_Data(x1);
LCD_Write_Data(x2 >> 8);
LCD_Write_Data(x2);
/* 指定Y方向操作区域 */
LCD_Write_Cmd(0x2b);
LCD_Write_Data(y1 >> 8);
LCD_Write_Data(y1);
LCD_Write_Data(y2 >> 8);
LCD_Write_Data(y2);
/* 发送该命令，LCD开始等待接收显存数据 */
LCD_Write_Cmd(0x2C);
}
//lcd初始化
void LCD_Init(void)
{
/* 初始化和LCD通信的引脚 */
LCD_GPIO_Init();
HAL_Delay(120);
/* 关闭睡眠模式 */
LCD_Write_Cmd(0x11);
HAL_Delay(120);
/* 开始设置显存扫描模式，数据格式等 */
LCD_Write_Cmd(0x36);
LCD_Write_Data(0x00);
/* RGB 5-6-5-bit格式 */
LCD_Write_Cmd(0x3A);
LCD_Write_Data(0x65);
/* porch 设置 */
LCD_Write_Cmd(0xB2);
LCD_Write_Data(0x0C);
LCD_Write_Data(0x0C);
LCD_Write_Data(0x00);
LCD_Write_Data(0x33);
LCD_Write_Data(0x33);
/* VGH设置 */
LCD_Write_Cmd(0xB7);
LCD_Write_Data(0x72);
/* VCOM 设置 */
LCD_Write_Cmd(0xBB);
LCD_Write_Data(0x3D);
/* LCM 设置 */
LCD_Write_Cmd(0xC0);
LCD_Write_Data(0x2C);
/* VDV and VRH 设置 */
LCD_Write_Cmd(0xC2);
LCD_Write_Data(0x01);
/* VRH 设置 */
LCD_Write_Cmd(0xC3);
LCD_Write_Data(0x19);
/* VDV 设置 */
LCD_Write_Cmd(0xC4);
LCD_Write_Data(0x20);
/* 普通模式下显存速率设置 60Mhz */
LCD_Write_Cmd(0xC6);
LCD_Write_Data(0x0F);
/* 电源控制 */
LCD_Write_Cmd(0xD0);
LCD_Write_Data(0xA4);
LCD_Write_Data(0xA1);
/* 电压设置 */
LCD_Write_Cmd(0xE0);
LCD_Write_Data(0xD0);
LCD_Write_Data(0x04);
LCD_Write_Data(0x0D);
LCD_Write_Data(0x11);
LCD_Write_Data(0x13);
LCD_Write_Data(0x2B);
LCD_Write_Data(0x3F);
LCD_Write_Data(0x54);
LCD_Write_Data(0x4C);
LCD_Write_Data(0x18);
LCD_Write_Data(0x0D);
LCD_Write_Data(0x0B);
LCD_Write_Data(0x1F);
LCD_Write_Data(0x23);
/* 电压设置 */
LCD_Write_Cmd(0xE1);
LCD_Write_Data(0xD0);
LCD_Write_Data(0x04);
LCD_Write_Data(0x0C);
LCD_Write_Data(0x11);
LCD_Write_Data(0x13);
LCD_Write_Data(0x2C);
LCD_Write_Data(0x3F);
LCD_Write_Data(0x44);
LCD_Write_Data(0x51);
LCD_Write_Data(0x2F);
LCD_Write_Data(0x1F);
LCD_Write_Data(0x1F);
LCD_Write_Data(0x20);
LCD_Write_Data(0x23);
/* 显示开 */
LCD_Write_Cmd(0x21);
LCD_Write_Cmd(0x29);
/*打开显示*/
LCD_PWR(1);
}
//填充函数，提供给lvgl
void lcd_fill_array(uint16_t x_start, uint16_t y_start, uint16_t x_end, uint16_t y_end, void *pcolor)
{
uint32_t size = 0;
size = (x_end - x_start + 1) * (y_end - y_start + 1) * 2;
LCD_Address_Set(x_start, y_start, x_end, y_end);
LCD_WR(1);
LCD_SPI_Send(pcolor, size);
}lcd_lvgl.h 文件
#ifndef __LCD_LVGL_H
#define __LCD_LVGL_H
#include "stdint.h"
#include "spi.h"
#include "gpio.h"
// SPI驱动LCD屏幕（ST7789）
// LCD屏幕分辨率定义
#define LCD_Width 240
#define LCD_Height 240
#define LCD_SPI_Handler hspi3
// 引脚定义
#define LCD_PWR_PIN GPIO_PIN_7
#define LCD_PWR_GPIO_PORT GPIOB
#define LCD_RST_PIN GPIO_PIN_6
#define LCD_RST_GPIO_PORT GPIOB
#define LCD_WR_PIN GPIO_PIN_4
#define LCD_WR_GPIO_PORT GPIOB
#define LCD_CS_PIN GPIO_PIN_7
#define LCD_CS_GPIO_PORT GPIOD
// LCD_SPI_SDA 对应 PB5
// LCD_SPI_SCK 对应 PB3
// 控制引脚定义
#define LCD_PWR(n) (n?\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_PWR_GPIO_PORT, LCD_PWR_PIN, GPIO_PIN_SET):\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_PWR_GPIO_PORT, LCD_PWR_PIN, GPIO_PIN_RESET))
#define LCD_WR(n) (n?\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_WR_GPIO_PORT, LCD_WR_PIN, GPIO_PIN_SET):\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_WR_GPIO_PORT, LCD_WR_PIN, GPIO_PIN_RESET))
#define LCD_RST(n) (n?\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_PORT, LCD_RST_PIN, GPIO_PIN_SET):\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_PORT, LCD_RST_PIN, GPIO_PIN_RESET))
#define LCD_CS(n) (n?\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_CS_GPIO_PORT, LCD_CS_PIN, GPIO_PIN_SET):\
HAL_GPIO_WritePin(LCD_CS_GPIO_PORT, LCD_CS_PIN, GPIO_PIN_RESET))
void LCD_Init(void);
void LCD_DisplayOn(void);
void LCD_DisplayOff(void);
void lcd_fill_array(uint16_t x_start, uint16_t y_start, uint16_t x_end, uint16_t y_end, void *pcolor);
#endif /* __LCD_LVGL_H */1.4 软件配置
在 KEIL 中把代码添加进去。
在 keil 中添加如下几个文件夹。
其中，
- Device：添加 LCD 设备驱动代码，即
lcd_lvgl.c文件。 - Middlewares/lvgl/example/porting：添加 example/porting 文件夹下的
lv_port_disp_template.c和lv_port_indev_template.c文件（这两个分别是显示接口、触摸等控制接口，还有一个文件系统的接口暂时没用先不添加）。 - Middlewares/lvgl/src/core：添加 src/core 文件夹下的全部 c 文件。
- Middlewares/lvgl/src/draw：添加 src/draw 文件夹下除了
nxp_pxp、nxp_vglite、sdl和stm32_dma2d文件夹之外的全部 c 文件。 - Middlewares/lvgl/src/extra：添加 src/extra 文件夹下的全部 c 文件。
- Middlewares/lvgl/src/font：添加 src/font 文件夹下的全部 c 文件。
- Middlewares/lvgl/src/gpu：添加
src/draw/sdl和src/draw/stm32_dma2d文件夹下的全部 c 文件。 - Middlewares/lvgl/src/hal：添加 src/hal 文件夹下的全部 c 文件。
- Middlewares/lvgl/src/misc：添加 src/misc 文件夹下的全部 c 文件。
- Middlewares/lvgl/src/widgets：添加 src/widgets 文件夹下的全部 c 文件。
然后添加头文件路径。
所有的都添加完成之后，直接编译，会有几十个警告，但是不会有错误出现。如果有错误，先排查前面哪一步有问题然后再继续下一步。
1.5 软件适配
1.5.1 添加时基
在中断函数的文件中可以看到定时器的中断处理函数，在这里添加中断回调函数，处理 lvgl 的时基即可。
记得要在main中开启定时器中断，HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim7);
#include "lvgl.h" //添加在最上方
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance == TIM7)
{
lv_tick_inc(1);
}
}1.5.2 显示部分
- 打开显示适配文件的宏定义，把 0 改为 1。
- 添加 lcd 显示驱动的头文件，因为下面需要调用里面的函数。
- 添加屏幕尺寸大小的宏定义。
下图中展示了上面三个步骤。
#include "lcd_lvgl.h"
// 下面用到的 在 lcd.h中有
#define MY_DISP_HOR_RES LCD_Width //水平分辨率
#define MY_DISP_VER_RES LCD_Height //纵向分辨率
lv_port_disp_init函数修改，选择一种缓冲区方式，注释掉另外两种；修改自己的屏幕尺寸。这里使用这种，省内存。
如果想使用第二种，记得把下面缓冲区的名字换一下。
第三种同理，但是多了下面还要打开一个full_flash的定义，并添加一个LV_VER_RES_MAX的宏定义，就是数当然也是越大越好，能直接为LV_DISP_HOR_RES应该是最好了。
- 显示初始化函数：添加 LCD 初始化函数。显示刷新函数：添加自己的显示接口。
刷新函数中注释掉的部分：
LCD_Draw_ColorPoint函数，内容如下。但是我的驱动文件里没有添加。因为速度特别特别慢。如果想用的话，把下面两个函数放到
lcd_lvgl.c中，并在头文件中声明下面的画点函数即可。static void LCD_Write_HalfWord(const uint16_t da) { uint8_t data[2] = {0}; data[0] = da >> 8; data[1] = da; LCD_WR(1); LCD_SPI_Send(data, 2); } void LCD_Draw_ColorPoint(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color) { LCD_Address_Set(x, y, x, y); LCD_Write_HalfWord(color); }
1.5.3 输入部分
跳过这部分不影响输出测试，只是没有交互。
输入支持多种，触摸、鼠标、键盘、编码器、按键。
因为我这里开发板上只有按键，因此这里可以使用键盘、按键，这两种方式稍微有点区别。这里以键盘为例。
- 打开输入适配文件的宏定义，把 0 改为 1。
- 添加获取输入的头文件，因为下面需要调用里面的函数。
- 打开键盘输入需要的函数定义声明。
- 适配后面的输入函数。留下以下的内容，其他部分注释掉即可。如果使用其他输入，道理是一样的，打开相应部分的注释即可。
void lv_port_indev_init(void)
{
static lv_indev_drv_t indev_drv;
/*------------------
* Keypad
* -----------------*/
/*Initialize your keypad or keyboard if you have*/
keypad_init();
/*Register a keypad input device*/
lv_indev_drv_init(&indev_drv);
indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_KEYPAD;
indev_drv.read_cb = keypad_read;
indev_keypad = lv_indev_drv_register(&indev_drv);
}
/*------------------
* Keypad
* -----------------*/
/*Initialize your keypad*/
static void keypad_init(void)
{
/*Your code comes here*/
}
/*Will be called by the library to read the mouse*/
static void keypad_read(lv_indev_drv_t * indev_drv, lv_indev_data_t * data)
{
static uint32_t last_key = 0;
/*Get the current x and y coordinates*/
// mouse_get_xy(&data->point.x, &data->point.y);
/*Get whether the a key is pressed and save the pressed key*/
uint32_t act_key = keypad_get_key();
if(act_key != 0) {
data->state = LV_INDEV_STATE_PR;
/*Translate the keys to LVGL control characters according to your key definitions*/
switch(act_key)
{
case 2: //下
act_key = LV_KEY_ENTER;
break;
case 3: //左
act_key = LV_KEY_PREV;
break;
case 4: //右
act_key = LV_KEY_NEXT;
break;
}
last_key = act_key;
} else {
data->state = LV_INDEV_STATE_REL;
}
data->key = last_key;
}
/*Get the currently being pressed key. 0 if no key is pressed*/
static uint32_t keypad_get_key(void)
{
/*Your code comes here*/
//按键up
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_SET)
return 1;
//按键down
else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD, GPIO_PIN_9) == GPIO_PIN_RESET)
return 2;
//按键left
else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD, GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_RESET)
return 3;
//按键right
else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD, GPIO_PIN_10) == GPIO_PIN_RESET)
return 4;
else
return 0;
}注意，这个配置在下面的demo中，大多都不能用，因为还要绑定组。测试这个按钮的话，直接看第3章，实体按钮控制。
1.6 测试代码
在 main.c 里添加
#include "lvgl.h"
#include "lv_port_disp_template.h"
//#include "lv_port_indev_template.h"
int main(void)
{
//原有的
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_SPI3_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_I2C3_Init();
MX_TIM7_Init();
//自己添加的
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim7); // 使能定时器中断
lv_init();
lv_port_disp_init();
// lv_port_indev_init();
lv_obj_t* switch_obj = lv_switch_create(lv_scr_act());
lv_obj_set_size(switch_obj, 120, 60);
lv_obj_align(switch_obj, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
while (1)
{
HAL_Delay(5);
lv_timer_handler();
}
}编译后应该是不能有错误，会有警告可以先不管。运行效果如下：
有此图像产生即表示移植正常。
1.7 案例测试
最刚开始的Demo文件夹中有很多已经写好的测试案例。可以试试。
压力测试步骤
- 将 demos 文件夹复制到 Middlewares/LVGL/GUI_APP 路径下；（前面已完成）
- 添加头文件路径
- ..\Middlewares\LVGL\GUI_APP\demos
- ..\Middlewares\LVGL\GUI_APP\demos\stress
- 打开 lv_conf.h 文件，找到宏定义 LV_USE_DEMO_STRESS 将其设置为1。
- 在 keil 中新建 Middlewares/LVGL/GUI_APP 工程组，添加 demos\stress 文件夹下的 lv_demo_stress.c 文件
- main.c 文件里包含头文件：#include “lv_demo_stress.h”
- 初始化官方 demo：lv_demo_stress();
音乐播放器测试步骤（我这里内存不够，会报上千个错误）
- 将 demos 文件夹复制到 Middlewares/LVGL/GUI_APP 路径下；（前面已完成）
- 添加头文件路径
- ..\Middlewares\LVGL\GUI_APP\demos
- ..\Middlewares\LVGL\GUI_APP\demos\music
- 打开 lv_conf.h 文件，找到宏定义 LV_USE_DEMO_MUSIC 将其设置为1。
- 在 keil 中新建 Middlewares/LVGL/GUI_APP 工程组，添加 demos\music 文件夹下的全部 c 文件。
- main.c 文件里包含头文件：#include “lv_demo_music.h”
- 初始化官方 demo：lv_demo_music();