《ESP32 学习笔记》之 Arduino环境下玩转 LVGL-搭建环境

1. LVGL简介

LittlevGL是一个免费的开源图形库，提供了创建嵌入式GUI所需的一切，具有易于使用的图形元素、漂亮的视觉效果和低内存占用。
使用效果可以去：LittlevGL开源GUI看看，使用效果真的很是惊艳，这里使用群友的一张图来看看近年来各种GUI图形库的发展趋势：

2. 演示效果

对于ESP32上使用LVGL，我在三种设备上进行了测试，屏幕驱动型号分别为：1.14寸ST7789V、3.5寸ILI9488、3.5寸ST7796S，为了方便对比，我在他们上边创建了同样的仪表控件，下面请看演示效果：

1. 我自己的小手表
   我在前几个月基于ESP32制作的小手表，集成多种功能，硬件资源有：1.14寸屏幕、自动下载电路、温湿度、RTC时钟、大气压计、光亮度传感、加速度计、拨轮按键、TFT卡、蜂鸣器、振动马达、WS2812RGB灯、锂电池管理，可以说是可以满足目前的开发要求了；
   项目地址 ： ESP32-Watch
   

2. 启明云端GUI开发板
   该开发板是启明云端公司推出的一款基于ESP32的GUI开发板，搭载了3.5寸ST7796S屏幕和FT6336U电容触摸，开发平台为自研的8ms创新视界拖拽式平台，有点类似Mixly吧，具体使用效果请查看：ESP32GUI开发板
   屏幕和触摸的驱动，我也进行了移植和修改，下面放出修改后的库：
   ①3.5寸ST7796S屏幕驱动
   ②FT6336U电容触摸驱动
   移植了LVGL仪表盘的演示效果：
   

3. 3.5寸ILI9488屏幕
   这种屏幕相信某宝能随处买到了，屏幕硬件为：3.5寸ILI9488屏幕和XPT2046电阻触摸，屏幕分辨率为480x320，在初始化触摸屏时，也要注意触摸分辨率也要初始化为480x320，并设置好触摸方向，下面看演示效果：
   

看完这些演示，你应该明白我为什么使用LVGL了吧，同样的GUI源码可以很方便的在各种移植了LVGL的硬件上使用，达到同样的演示效果，这是我最喜欢的part了

3. 开始移植

3.1 源码准备

3.1.1 目前lvgl在GitHub上已经有了Arduino上的库支持，库名字为 lv_arduino进去后你可以发现该库已经有很多版本了，可以根据自己的喜好下载，并放入到你的Arduino的Library文件夹下：

1. lv_arduino V2.1.5 版本对应的 LVGL 版本为V6，适合已经习惯 LittlevGL V6 的老师傅们了。

2. lv_arduino V3.0.1 版本对应的 LVGL 版本为V7，适合正在学习的新人们，但是无法兼容老版本的GUI程序。

3.1.2 完成以上操作，你可以根据你选择的 lv_arduino 版本下载 LVGL 的例程进行学习，版本对应关系请看上述“1和2”，例程链接为：lv_examples

3.1.3 lv_arduino 给出的 examples 使用的是 TFT_eSPI 库，这个库刷屏速度比其他库要快，配合 lv_arduino 的例程可以直接使用。

3.2 学习文档

1. LVGL V7.3.1开发文档
2. LVGL V7.1.0开发文档
3. LVGL V6.1.2开发文档

当然，嫌麻烦的，可以把文档下载下来，进去之后页面顶部有PDF下载按钮。
但是，这种英文文档对我们来说着实不友好，尤其是我这种英语四级还没通过的zhazha，还记得我之前提过GUI代码是通用的嘛，因此你可以学习其他厂商的LVGL教程，毕竟GUI代码通用，只是接口移植部分不一样而已。

4. 正点原子手把手教你学littleVGL【轻量级开源GUI】
5. 微雪电子 STM32之littlevGL系列教程

3.3 移植

由于屏幕众多，就不一一演示移植过程了，下面就以最简单的 3.5寸 ILI9488屏幕为例,lv_arduino 库版本为 lv_arduino V3.0.1 ，购买链接就不放出来了，大家通过图片在某宝搜索即可，尺寸随意，但是我感觉3.5寸显示更漂亮：

屏幕的引脚说明为：

【屏幕驱动】： TFT_eSPI
【触摸驱动】： TFT_Touch
【LVGL库】： lv_arduino

3.3.1 第1步（下载库）

将 TFT_eSPI 、TFT_Touch、lv_arduino 三个库放入到你的Arduino的Library文件夹下。

3.3.2 第2步（修改屏幕驱动库TFT_eSPI）

打开Arduino的Library文件夹下的TFT_eSPI目录，打开 User_Setup_Select.h 文件：

将第22行的
#include // Default setup is root library folder
注释掉为
//#include // Default setup is root library folder
将第47行的
//#include // Setup file for ESP32 and ILI9488 SPI bus TFT
取消注释为
#include // Setup file for ESP32 and ILI9488 SPI bus TFT

完成以上操作后打开 User_Setups 目录下的 Setup21_ILI9488.h 文件:

将其内容删掉并修改为：

// See SetupX_Template.h for all options available

#define ILI9488_DRIVER

//#define TFT_INVERSION_OFF

#define TFT_MISO 19 // (leave TFT SDO disconnected if other SPI devices share MISO)
#define TFT_MOSI 23
#define TFT_SCLK 18
#define TFT_CS    15  // Chip select control pin
#define TFT_DC    2  // Data Command control pin
#define TFT_RST   4  // Reset pin (could connect to RST pin)
#define TFT_BL    21 //背光引脚

#define LOAD_GLCD   // Font 1. Original Adafruit 8 pixel font needs ~1820 bytes in FLASH
#define LOAD_FONT2  // Font 2. Small 16 pixel high font, needs ~3534 bytes in FLASH, 96 characters
#define LOAD_FONT4  // Font 4. Medium 26 pixel high font, needs ~5848 bytes in FLASH, 96 characters
#define LOAD_FONT6  // Font 6. Large 48 pixel font, needs ~2666 bytes in FLASH, only characters 1234567890:-.apm
#define LOAD_FONT7  // Font 7. 7 segment 48 pixel font, needs ~2438 bytes in FLASH, only characters 1234567890:.
#define LOAD_FONT8  // Font 8. Large 75 pixel font needs ~3256 bytes in FLASH, only characters 1234567890:-.
#define LOAD_GFXFF  // FreeFonts. Include access to the 48 Adafruit_GFX free fonts FF1 to FF48 and custom fonts

#define SMOOTH_FONT


// #define SPI_FREQUENCY  20000000
// #define SPI_FREQUENCY  27000000
// #define SPI_FREQUENCY  40000000
// #define SPI_FREQUENCY  80000000

#define SPI_FREQUENCY  60000000

// Optional reduced SPI frequency for reading TFT
#define SPI_READ_FREQUENCY  16000000

#define SPI_TOUCH_FREQUENCY  2500000

3.3.3 第3步（ESP32与屏幕接线）

屏幕引脚	ESP32引脚
VCC	5V
GND	GND
CS	IO15
RESET	IO4
DC/RS	IO2
SDI(MOSI)	IO23
SCK	IO18
LED	IO21
SDO(MISO)	IO19
——	——
T_CLK	IO25
T_CS	IO26
T_DIN	IO27
T_DO	IO14
T_IRQ	不接

3.3.4 第4步 （测试例程）

/**
* @name:liuzewen
* @title:lvgl_test
* @time:2020/8/14
*/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define LVGL_TICK_PERIOD 60

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI(); /* TFT instance */
static lv_disp_buf_t disp_buf;
static lv_color_t buf[LV_HOR_RES_MAX * 10];

lv_obj_t * slider_label;
int screenWidth = 480;
int screenHeight = 320;

//触摸
#define DOUT 14  /* Data out pin (T_DO) of touch screen */
#define DIN  27  /* Data in pin (T_DIN) of touch screen */
#define DCS  26  /* Chip select pin (T_CS) of touch screen */
#define DCLK 25  /* Clock pin (T_CLK) of touch screen */
TFT_Touch touch = TFT_Touch(DCS, DCLK, DIN, DOUT);
int X_Raw = 0, Y_Raw = 0;

#if USE_LV_LOG != 0
/* Serial debugging */
void my_print(lv_log_level_t level, const char * file, uint32_t line, const char * dsc)
{

  Serial.printf("%s@%d->%s\r\n", file, line, dsc);
  delay(100);
}
#endif

/* Display flushing */
void my_disp_flush(lv_disp_drv_t *disp, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p)
{
  uint16_t c;

  tft.startWrite(); /* Start new TFT transaction */
  tft.setAddrWindow(area->x1, area->y1, (area->x2 - area->x1 + 1), (area->y2 - area->y1 + 1)); /* set the working window */
  for (int y = area->y1; y <= area->y2; y++) {
    for (int x = area->x1; x <= area->x2; x++) {
      c = color_p->full;
      tft.writeColor(c, 1);
      color_p++;
    }
  }
  tft.endWrite(); /* terminate TFT transaction */
  lv_disp_flush_ready(disp); /* tell lvgl that flushing is done */
}

bool my_touchpad_read(lv_indev_drv_t * indev_driver, lv_indev_data_t * data)
{
    uint16_t touchX, touchY;

    bool touched = touch.Pressed();//检测触摸是否按下
    //获取屏幕坐标
    touchX = touch.X();
    touchY = touch.Y();

    if(!touched)
    {
      return false;
    }

    if(touchX>screenWidth || touchY > screenHeight)
    {
      Serial.println("Y or y outside of expected parameters..");
      Serial.print("y:");
      Serial.print(touchX);
      Serial.print(" x:");
      Serial.print(touchY);
    }
    else
    {

      data->state = touched ? LV_INDEV_STATE_PR : LV_INDEV_STATE_REL; 
  
      /*Save the state and save the pressed coordinate*/
      //if(data->state == LV_INDEV_STATE_PR) touchpad_get_xy(&last_x, &last_y);
     
      /*Set the coordinates (if released use the last pressed coordinates)*/
      data->point.x = touchX;
      data->point.y = touchY;
  
      Serial.print("Data x");
      Serial.println(touchX);
      
      Serial.print("Data y");
      Serial.println(touchY);

    }

    return false; /*Return `false` because we are not buffering and no more data to read*/
}

lv_obj_t * gauge1;
long date = 0;
uint8_t date_cotter = 0;

void setup() {

  //屏幕背光采用PWM调光
  ledcSetup(10, 5000/*freq*/, 10 /*resolution*/);
  ledcAttachPin(TFT_BL, 10);
  analogReadResolution(10);
  ledcWrite(10,1023);

  Serial.begin(115200); /* prepare for possible serial debug */

  lv_init();

  #if USE_LV_LOG != 0
    lv_log_register_print_cb(my_print); /* register print function for debugging */
  #endif
  
  //屏幕初始化
  tft.begin(); /* TFT init */
  tft.setRotation(1);

  //触摸初始化
  touch.setCal(481, 3395, 755, 3487, 480, 320, 1);
  //旋转
  touch.setRotation(3);

  lv_disp_buf_init(&disp_buf, buf, NULL, LV_HOR_RES_MAX * 10);

  //显示刷新接口
  lv_disp_drv_t disp_drv;
  lv_disp_drv_init(&disp_drv);
  disp_drv.hor_res = screenWidth;
  disp_drv.ver_res = screenHeight;
  disp_drv.flush_cb = my_disp_flush;
  disp_drv.buffer = &disp_buf;
  lv_disp_drv_register(&disp_drv);

  //触摸板输入接口
  lv_indev_drv_t indev_drv;
  lv_indev_drv_init(&indev_drv);             /*Descriptor of a input device driver*/
  indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;    /*Touch pad is a pointer-like device*/
  indev_drv.read_cb = my_touchpad_read;      /*Set your driver function*/
  lv_indev_drv_register(&indev_drv);         /*Finally register the driver*/

   //放置仪表盘控件
    static lv_color_t needle_colors[1];
    needle_colors[0] = LV_COLOR_PURPLE;
    //gauge控件
    gauge1 = lv_gauge_create(lv_scr_act(), NULL);
    lv_gauge_set_needle_count(gauge1, 1, needle_colors);
    lv_obj_set_size(gauge1, 300, 300);
    lv_obj_align(gauge1, NULL, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
    //设置仪表指针指向的值
    lv_gauge_set_value(gauge1, 0, 0);

    date = millis();
}

void loop() {
  lv_task_handler(); /* let the GUI do its work */
  delay(5);
  if(millis()-date>20)
  {
    date = millis();
    date_cotter++;
    date_cotter = date_cotter>100?0:date_cotter;
    //刷新仪表指针指向的值
    lv_gauge_set_value(gauge1, 0, date_cotter);
    Serial.printf("date_cotter: %d\n",date_cotter);
  }
}

上传程序到你的ESP32开发板，即可看到屏幕上出现仪表控件，并且指针也在转圈圈，哈哈！

3.3.5 第5步 （跑一下官方demo）

最后在启明云端的板子和3.5寸的ILI9488屏幕上跑一下LVGL官方的demo程序lv_demo_widgets()，下面放出演示效果：

3.3.6 第6步 （注意事项）

如果你按照过程操作，却未看到预想的效果，请注意重新认真看一遍本文档，并留意其中每一句话。

待续~~~~~~~~