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网上教程那么多,为什么你要写这个教程?
问的好,csnd上很多类似的教程,他们写的都很好,但是有些过于简洁,对刚上手的小伙伴不太友好,移植到一半遇到bug就想放弃。一些第三方的教程很详细,但是由于lvgl的版本迭代很快,移植的过程有了一些变化,所谓失之毫厘差之千里,要么编译报错,要么移植好了文件,编译过了,屏幕却一片漆黑(移植了个寂寞),不知道问题出在哪里。
本教程结合keil5编译的报错,在和大家分享移植过程(分享踩坑)的同时,也作为自己的学习笔记,再次遇到问题的时候可以回来看看,说的不好的地方请各位大佬批评指正。
老样子,介绍东西
LVGL全称Light and Versatile Graphics Library,轻量级通用图形库。
LVGL是一个开源的ui图形库,能跑在各种单片机上(树莓派、荔枝派也行)。支持按钮,触摸,编码器旋钮,鼠标等输入设备。支持高级图形效果,动画、反锯齿、透明度等。LVGL的界面非常精美,可以在官网的先感受一下他的强大,这是它demo的链接。
lvgl对处理器的要求很低,下图是具体的需求,源自[官方文档]。(https://docs.lvgl.io/master/intro/index.html#requirements)
使用分辨率320*480的屏幕,驱动芯片LIL9486,16位色TN屏,触摸是电阻屏,处理器stm32f103zet6,板子是自己画的,可以使用正点原子的精英板,屏幕接口完全一样,用的都是FSMC总线。
下图为 Widgets 的demo:
下图是 keypad_encoder 的DEMO:
横屏模式下:
本教程基于正点原子的触摸屏实验移植,源码可以在正点原子资料下载中心下载。
不一定要用这个工程,只需要一个屏幕,能显示能触控就行,lvgl用到的屏幕接口只有一个:
/**
* @brief 在指定区域内填充指定颜色块
* @param sx sy ex ey (sx,sy),(ex,ey):填充矩形对角坐标,区域大小为:(ex-sx+1)*(ey-sy+1)
* @param color 要填充的颜色
*/
void LCD_Color_Fill(u16 sx,u16 sy,u16 ex,u16 ey,u16 *color)
对于触摸识别,只需要有一个当前触摸的x、y坐标,有一个触摸按下的标志。
if(tp_dev.sta&0x80)//tp_dev.sta为触摸按下的标记,有触摸的时候最高位标记为1,满足if的条件
{
last_x = tp_dev.x[0];//tp_dev.x[0]为触摸芯片读取的x坐标
last_y = tp_dev.y[0];//tp_dev.y[0]为触摸芯片读取的y坐标
data->point.x = last_x;//data->point.x为lvgl内部使用
data->point.y = last_y;
data->state = LV_INDEV_STATE_PR;//给lvgl标记按下的状态
}
else
{
data->point.x = last_x;
data->point.y = last_y;
data->state = LV_INDEV_STATE_REL
}
除此之外,还需要一个周期为1ms的定时器中断,给lvgl提供心跳。
以上三点是lvgl最基本的需求。
我们先把触摸屏实验的名子改成touch(养成好习惯,改成英文名,防止各种坑),由于触摸屏实验没有定时器中断,我们先加一个,先把定时器中断实验中HARDWARE/TIMER文件夹复制到touch/HARDWARE
打开keil,先把添加进去的TIMER文件包含了,具体见下图,都是些搬运代码的基本操作。
编译成功,0错误0警告。到此,我们的工程准备完毕,这是准备好的工程,点击直接下载,本工程就是在正点原子触摸屏实验的基础上加了个定时器中断。
"..\OBJ\TOUCH.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
跑起来就是这样,屏幕能显示,且支持触摸:
完美。
打开github,国内网络环境访问github有时候不太行,如果打不开请直接下载,这是lvgl v8.0.2版本的下载链接,
点击lvgl在github的仓库,依次点击master、tags、v8.0.2
切换到V8.0.2分支后,再点code、下载zip
把下载好的lvgl-8.0.2.zip文件解压,至此,源码下载完毕
LVGL V8.2.0都有了,为什么你还下载V8.02?
问的好,为了减少徒手撸代码的时间,我们后续使用另一款软件,恩智浦的GUI Guider进行界面可视化设计,这个软件的V1.3.x版本只支持到lvgl V8.0.2。
用这个软件生成代码,直接搬运到工程编译,界面设计嘎嘎快,下图是演示效果,因为主题不一样,颜色有点区别。
在touch目录下新建一个lvgl文件夹
把lvgl-8.0.2\src文件夹直接复制到新建的lvgl文件夹里,这个src里面就是源码
把lvgl-8.0.2\examples\porting文件夹复制到新建的lvgl文件夹里,这是移植用的接口
把lvgl-8.0.2目录下的lvgl.h、lv_conf_template.h、LICENCE.txt、README.md一共4个文件复制到新建的lvgl文件夹里,后面两个可以不用,不影响移植
现在,touch\lvgl目录下一共这几个文件:
搬运好了代码,我们得给文件改个名字,不然文件内部包含的头文件名字不一致
把touch\lvgl目录下的lv_conf_template.h文件名字改成lv_conf.h
把touch\lvgl\porting目录下所有文件名字的_template删了,改完之后长这样
至此,我们的代码搬运工作结束。
打开keil,点击文件扩展按钮,新建三个组,名字分别为LVGL_SRC、LVGL_PORTING、LVGL_DEMO
接下来就是愉快(无聊)的添加.C文件过程。
先对LVGL_SRC组添加文件,把touch\lvgl\src路径下的所有.c文件都添加进去,你没有听错,是所有.c文件,包括所有子目录,可以结合Ctrl+A快捷键全选之后再点击添加,提高效率。
注意,touch\lvgl\src\extra\widgets这个目录下文件非常分散,要一个一个添加,不要漏了,LVGL_SRC组一共133个.c文件(一个一个数的),不想自己移植可以直接使用我移植好的工程文件,这是移植完的工程文件,适配正点原子精英板。
添加好之后长这样:(一张图显示不下)
把touch\lvgl\porting路径下所有的.c文件添加到LVGL_PORTING组,这个文件少,就三个
LVGL_DEMO组先不管,需要跑DEMO的时候再添加。
接下来包含头文件。
把touch\lvgl、touch\lvgl\src、touch\lvgl\porting三个路径包含。
好了,现在需要的库都添加完了。
先点一下编译,发现 121 Error(s), 0 Warning(s)。
..\lvgl\src\widgets\../lv_conf_internal.h(41): error: #5: cannot open source input file "../../lv_conf.h": No such file or directory
# include "../../lv_conf.h" /*Else assume lv_conf.h is next to the lvgl folder*/
..\lvgl\src\widgets\lv_textarea.c: 0 warnings, 1 error
compiling lv_port_fs.c...
compiling lv_port_indev.c...
"..\OBJ\TOUCH.axf" - 121 Error(s), 0 Warning(s).
编译器找不到"…/…/lv_conf.h"这个文件,lv_conf.h就在touch\lvgl路径下,我们刚才把lv_conf.h的路径包含了,所有不用…/…/,直接在lv_conf_internal.h(41行)删了就行
把lv_conf.h文件#if 0 改成#if 1
同样的,把lv_port_disp.c、lv_port_disp.h、lv_port_indev.c、lv_port_indev.c四个文件的#if 0 都改成#if 1 ,这四个文件包含的头文件名字还需修改,具体看下图。这四个文件中的两个.h文件中,路径为#include "lvgl/lvgl.h"改成#include “lvgl.h”。
把keil改成C99模式,在usart.c的第48行,_sys_exit函数前面加一个void,不然在C99模式下编译会报错
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
点击全部保存,我们先把keil关闭,在touch目录下,对lvgl文件夹点右键-属性,把只读的选项取消勾选,应用于子文件夹和文件,避免keil重复编译,不然每次点击编译,所有文件都编译一遍,等一万年。
打开keil,为了不让keil每次都把所有代码编译一遍,在设置-Output选项中,不要勾选Create Batch File 创建批处理文件,在设置-Target选项中,不要勾选 使用交叉模块优化,也不要勾选 use Micro LIB,因为LVGL有个二维码的控件使用Micro LIB编译会报错。
好了,我们现在再次点击编译,发现又有6个错误。
"..\OBJ\TOUCH.axf" - 6 Error(s), 34 Warning(s).
原来是lv_port_disp.c文件里面有几个宏定义没有定义好。
我们在lv_conf.h中定义好屏幕的水平像素和垂直像素大小,顺手把LV_COLOR_DEPTH 改成16位(根据实际情况改,如果屏幕是32位色就不用改)
/*====================
COLOR SETTINGS
*====================*/
/*Color depth: 1 (1 byte per pixel), 8 (RGB332), 16 (RGB565), 32 (ARGB8888)*/
#define LV_COLOR_DEPTH 16
#define MY_DISP_HOR_RES 480
#define MY_DISP_VER_RES 320
把lv_port_disp.c的里面的example 2 和3都注释了,只留example1,点击编译,编译通过,警告不用管,大多是因为定义了函数但是没有使用而报警告,不影响。
接着在timer.c中的定时器中断中添加lvgl的心跳接口。
先在timer.c文件顶部包含lvgl.h
然后在定时器中断中调用lv_tick_inc(1);
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM3更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx更新中断标志
lv_tick_inc(1);//lvgl的1ms中断
}
}
好了,现在文件改动完毕,接下来添加屏幕显示和触控支持
在lv_port_disp.c文件的顶部包含自己的lcd.h,用于调用lcd相关的接口
根据实际情况,在lv_port_disp.c文件中给disp_drv.hor_res和disp_drv.ver_res两个参数赋值,可以是lcd初始化之后获取的,也可以是固定的
在disp_flush函数中,注释原来的for循环,把自己的LCD填充颜色的函数放进去。
至此,我们屏幕显示的接口移植完毕,简单吧
终于要到跑代码的环节了,万事万物先从点灯开始。
LVGL有一个LED控件,在屏幕上显示一个LED,可以开关、调亮度等,我们可以先跑起来看看。
在mian.c文件的顶上添加lvgl的头文件。
#include "lvgl.h"
#include "lv_port_disp.h"
#include "lv_port_indev.h"
注释原有触摸实验的函数,增加lvgl初始化函数,死循环中放任务处理函数。
lv_init(); // lvgl系统初始化
lv_port_disp_init(); // lvgl显示接口初始化,放在lv_init()的后面
lv_port_indev_init(); // lvgl输入接口初始化,放在lv_init()的后面
while (1)
{
lv_task_handler(); // lvgl的事务处理
}
具体如下图:
可以看到,keil报错(红色波浪下划线),因为 lv_port_disp_init和lv_port_indev_init两个函数找不到,需要我们在lv_port_disp.h和lv_port_indev.h文件中声明这两个函数。
lv_port_disp.h添加声明:
void lv_port_disp_init(void);
lv_port_indev.h添加声明:
void lv_port_indev_init(void);
添加完声明后报错消失。
接下来我们打开最初从github下载下来,解压好的lvgl-8.0.2文件夹,在lvgl-8.0.2\examples\widgets\led路径中打开lv_example_led_1.c文件,复制lv_example_led_1函数放在main.c文件中。
/** * Create LED's with different brightness and color */ void lv_example_led_1(void) { /*Create a LED and switch it OFF*/ lv_obj_t * led1 = lv_led_create(lv_scr_act()); lv_obj_align(led1, LV_ALIGN_CENTER, -80, 0); lv_led_off(led1); /*Copy the previous LED and set a brightness*/ lv_obj_t * led2 = lv_led_create(lv_scr_act()); lv_obj_align(led2, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0); lv_led_set_brightness(led2, 150); lv_led_set_color(led2, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED)); /*Copy the previous LED and switch it ON*/ lv_obj_t * led3 = lv_led_create(lv_scr_act()); lv_obj_align(led3, LV_ALIGN_CENTER, 80, 0); lv_led_on(led3); }
在mian.c文件的主函数初始化中调用lv_example_led_1,在死循环中调用lvgl的事务处理函数lv_task_handler。
lv_task_handler(); // lvgl的事务处理
编译,下载,点灯成功。
和添加显示驱动一样,我们先在lv_port_indev.c文件的顶部包含自己的touch.h,用于调用touch相关的接口和引用相关变量。
由于我们只用到触摸输入,为了防止各种误识别各种坑,先把其它的输入设备注释掉。
注释好之后,lv_port_indev.c文件的touchpad_read函数改成如下,对触摸芯片返回参数的具体的要求参见2.1小节触摸代码中的注释。
/*Will be called by the library to read the touchpad*/ static void touchpad_read(lv_indev_drv_t * indev_drv, lv_indev_data_t * data) { static lv_coord_t last_x = 0; static lv_coord_t last_y = 0; /*Save the pressed coordinates and the state*/ if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN) { last_x = tp_dev.x[0]; last_y = tp_dev.y[0]; data->point.x = last_x; data->point.y = last_y; data->state = LV_INDEV_STATE_PR; } else { data->point.x = last_x; data->point.y = last_y; data->state = LV_INDEV_STATE_REL; } // printf("x %d ,y %d \r\n",data->point.x,data->point.y); /*Set the last pressed coordinates*/ // data->point.x = last_x; // data->point.y = last_y; }
在mian.c文件的主函数的死循环中添加自己的触摸扫描函数,以不断更新tp_dev.x[0]和tp_dev.y[0]数值。
while (1)
{
tp_dev.scan(0); //触摸扫描
lv_task_handler(); // lvgl的事务处理
}
至此,触摸输入移植完成,是不是依旧很简单。
在touch\lvgl目录下新建demos文件夹,在此文件夹下新建lv_demo_keypad_encoder.c和lv_demo_keypad_encoder.h文件,复制以下代码到这两个新建的文件。
.c文件:
/** * @file lv_demo_keypad_encoder.c * */ /********************* * INCLUDES *********************/ #include "lv_demo_keypad_encoder.h" #include "lvgl.h" #if 1 static void selectors_create(lv_obj_t * parent); static void text_input_create(lv_obj_t * parent); static void msgbox_create(void); static void msgbox_event_cb(lv_event_t * e); static void ta_event_cb(lv_event_t * e); static lv_group_t* g; static lv_obj_t * tv; static lv_obj_t * t1; static lv_obj_t * t2; void lv_demo_keypad_encoder(void) { g = lv_group_create(); lv_group_set_default(g); lv_indev_t* cur_drv = NULL; for (;;) { cur_drv = lv_indev_get_next(cur_drv); if (!cur_drv) { break; } if (cur_drv->driver->type == LV_INDEV_TYPE_KEYPAD) { lv_indev_set_group(cur_drv, g); } if (cur_drv->driver->type == LV_INDEV_TYPE_ENCODER) { lv_indev_set_group(cur_drv, g); } } tv = lv_tabview_create(lv_scr_act(), LV_DIR_TOP, LV_DPI_DEF / 3); t1 = lv_tabview_add_tab(tv, "Selectors"); t2 = lv_tabview_add_tab(tv, "Text input"); selectors_create(t1); text_input_create(t2); msgbox_create(); } /********************** * STATIC FUNCTIONS **********************/ static void selectors_create(lv_obj_t * parent) { lv_obj_set_flex_flow(parent, LV_FLEX_FLOW_COLUMN); lv_obj_set_flex_align(parent, LV_FLEX_ALIGN_START, LV_FLEX_ALIGN_CENTER, LV_FLEX_ALIGN_CENTER); lv_obj_t * obj; obj = lv_table_create(parent); lv_table_set_cell_value(obj, 0, 0, "00"); lv_table_set_cell_value(obj, 0, 1, "01"); lv_table_set_cell_value(obj, 1, 0, "10"); lv_table_set_cell_value(obj, 1, 1, "11"); lv_table_set_cell_value(obj, 2, 0, "20"); lv_table_set_cell_value(obj, 2, 1, "21"); lv_table_set_cell_value(obj, 3, 0, "30"); lv_table_set_cell_value(obj, 3, 1, "31"); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_calendar_create(parent); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_btnmatrix_create(parent); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_checkbox_create(parent); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_slider_create(parent); lv_slider_set_range(obj, 0, 10); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_switch_create(parent); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_spinbox_create(parent); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_dropdown_create(parent); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); obj = lv_roller_create(parent); lv_obj_add_flag(obj, LV_OBJ_FLAG_SCROLL_ON_FOCUS); lv_obj_t * list = lv_list_create(parent); lv_obj_update_layout(list); if(lv_obj_get_height(list) > lv_obj_get_content_height(parent)) { lv_obj_set_height(list, lv_obj_get_content_height(parent)); } lv_list_add_btn(list, LV_SYMBOL_OK, "Apply"); lv_list_add_btn(list, LV_SYMBOL_CLOSE, "Close"); lv_list_add_btn(list, LV_SYMBOL_EYE_OPEN, "Show"); lv_list_add_btn(list, LV_SYMBOL_EYE_CLOSE, "Hide"); lv_list_add_btn(list, LV_SYMBOL_TRASH, "Delete"); lv_list_add_btn(list, LV_SYMBOL_COPY, "Copy"); lv_list_add_btn(list, LV_SYMBOL_PASTE, "Paste"); } static void text_input_create(lv_obj_t * parent) { lv_obj_set_flex_flow(parent, LV_FLEX_FLOW_COLUMN); lv_obj_t * ta1 = lv_textarea_create(parent); lv_obj_set_width(ta1, LV_PCT(100)); lv_textarea_set_one_line(ta1, true); lv_textarea_set_placeholder_text(ta1, "Click with an encoder to show a keyboard"); lv_obj_t * ta2 = lv_textarea_create(parent); lv_obj_set_width(ta2, LV_PCT(100)); lv_textarea_set_one_line(ta2, true); lv_textarea_set_placeholder_text(ta2, "Type something"); lv_obj_t *kb = lv_keyboard_create(lv_scr_act()); lv_obj_add_flag(kb, LV_OBJ_FLAG_HIDDEN); lv_obj_add_event_cb(ta1, ta_event_cb, LV_EVENT_ALL, kb); lv_obj_add_event_cb(ta2, ta_event_cb, LV_EVENT_ALL, kb); } static void msgbox_create(void) { static const char * btns[] = {"Ok", "Cancel", ""}; lv_obj_t * mbox = lv_msgbox_create(NULL, "Hi", "Welcome to the keyboard and encoder demo", btns, false); lv_obj_add_event_cb(mbox, msgbox_event_cb, LV_EVENT_ALL, NULL); lv_group_focus_obj(lv_msgbox_get_btns(mbox)); lv_obj_add_state(lv_msgbox_get_btns(mbox), LV_STATE_FOCUS_KEY); #if LV_EX_MOUSEWHEEL lv_group_set_editing(g, true); #endif lv_group_focus_freeze(g, true); lv_obj_align(mbox, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0); lv_obj_t * bg = lv_obj_get_parent(mbox); lv_obj_set_style_bg_opa(bg, LV_OPA_70, 0); lv_obj_set_style_bg_color(bg, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY), 0); } static void msgbox_event_cb(lv_event_t * e) { lv_event_code_t code = lv_event_get_code(e); lv_obj_t * msgbox = lv_event_get_current_target(e); if(code == LV_EVENT_VALUE_CHANGED) { const char * txt = lv_msgbox_get_active_btn_text(msgbox); if(txt) { lv_msgbox_close(msgbox); lv_group_focus_freeze(g, false); lv_group_focus_obj(lv_obj_get_child(t1, 0)); lv_obj_scroll_to(t1, 0, 0, LV_ANIM_OFF); } } } static void ta_event_cb(lv_event_t * e) { lv_indev_t * indev = lv_indev_get_act(); if(indev == NULL) return; lv_indev_type_t indev_type = lv_indev_get_type(indev); lv_event_code_t code = lv_event_get_code(e); lv_obj_t * ta = lv_event_get_target(e); lv_obj_t * kb = lv_event_get_user_data(e); if(code == LV_EVENT_CLICKED && indev_type == LV_INDEV_TYPE_ENCODER) { lv_keyboard_set_textarea(kb, ta); lv_obj_clear_flag(kb, LV_OBJ_FLAG_HIDDEN); lv_group_focus_obj(kb); lv_group_set_editing(lv_obj_get_group(kb), kb); lv_obj_set_height(tv, LV_VER_RES / 2); lv_obj_align(kb, LV_ALIGN_BOTTOM_MID, 0, 0); } if(code == LV_EVENT_READY || code == LV_EVENT_CANCEL) { lv_obj_add_flag(kb, LV_OBJ_FLAG_HIDDEN); lv_obj_set_height(tv, LV_VER_RES); } } #endif
.h文件:
/** * @file lv_demo_keypad_encoder.h * */ #ifndef LV_DEMO_KEYPAD_ENCODER_H #define LV_DEMO_KEYPAD_ENCODER_H #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /********************* * INCLUDES *********************/ /********************* * DEFINES *********************/ /********************** * TYPEDEFS **********************/ /********************** * GLOBAL PROTOTYPES **********************/ void lv_demo_keypad_encoder(void); /********************** * MACROS **********************/ #ifdef __cplusplus } /* extern "C" */ #endif #endif /*LV_DEMO_KEYPAD_ENCODER_H*/
在LVGL_DEMO组中添加lv_demo_keypad_encoder.c,并包含头文件路径。
在main中包含头文件。
#include "lv_demo_keypad_encoder.h"
在初始化中调用demo接口,记得把之前的点灯注释了。
// lv_example_led_1();//LED控件
lv_demo_keypad_encoder();
编译下载,完美运行,触摸也好使。
再放一遍之前的图,这是移植完的工程文件,适配正点原子精英板。
注意:
LVGL在github仓库有的V8.2的版本,里面有相关的demo,别的demo如果编译报错,可以在startup_stm32f10x_hd.s文件中修改这两个参数来增加栈空间,注意要选择合适的参数,本工程用的参数如下
Stack_Size EQU 0x00000400
Heap_Size EQU 0x00000200
至此,完成移植,收工。
本文介绍了基于stm32f103zet6正点原子精英板移植LVGL的详细过程,期间小编也遇到各种坑,比如移植完显示之后屏幕一片漆黑,移植完触控之后点了没反应,这些小坑小编就先踩为敬。
当你学会了移植,领悟了精髓,各种处理器,各种屏幕,各种输入设备都不是问题。
例如如在esp32上跑,下图是240X240分辨率的屏幕,输入设备是一个mpu6050(三轴加速度传感器)。
(下图的电路参考 稚晖君大佬的HoloCubic)
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STM32CubeMX学习笔记(40)——LVGL嵌入式图形库使用
【LVGL学习之旅 01】移植LVGL到STM32
lvgl8.x 移植到 stm32f4
移植前代码:在触摸实验的基础上加了定时器中断
移植后代码:适配正点原子精英板
LVGL V8.0.2:本套教程使用的LVGL版本
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