实战贴:开源GUI LittlevGL在MCU上的移植
前几天看见正点原子发布了LittlevGL的教程，这个GUI貌似又火了，于是应读者要求，我也来移植一下，将正点原子的这个GUI移植到小熊派上，不到一会功夫就搞定了，总的来说挺简单，没遇到什么特别的障碍，因为正点原子把坑都帮我们绕过了，直接改下一些基本配置就可以成功显示，但是从头开始移植一个可不简单噢，要详细看官方文档和说明。
先上直接移植正点原子例程成功后的效果，下载例程文末。
这节我们不借助正点原子的例程，直接编写一个最简单的demo：显示一个标签。
1、简单介绍GUI框架LittlevGL
LittlevGL是一款免费开源的图形库，具有易于使用的图形元素，简洁美观的视觉效果；同时内存占用低，可在小型嵌入式设备上使用。
LittlevGL中文网站：
https://littlevgl.cn/LittlevGL源码:
https://github.com/littlevgl/lvglLittlevGL演示例程：
https://github.com/lvgl/lv_examples
2、移植LittlevGL到小熊派
首先，得有一个最基本的OLED驱动例程，实现初始化、打点等基础功能，之前有写过小熊派上的LCD相关介绍的文章。
基于小熊派光强传感器BH1750状态机驱动项目升级(带LCD屏显示)
当然如果你手上有小熊派的话，也可以直接拷贝小熊派的OLED例程，如果没有的话，你也可以用你手上开发板的LCD例程，这里我直接用小熊派的例程。
接下来正式进入移植流程。
2.1 在Github或者码云上下载LittlevGL源代码
Github上下载可能比较慢，如果遇到比较慢的情况下，可以去码云上建一个同步Github仓库，然后在码云上下载就会快很多。
2.2 将LittlevGL添加到小熊派基础工程中
新建文件夹用于放置源码包
新建lvgl_driver目录用于放置显示驱动配置模板以及其它模板:
将lvgl源码包下的lv_conf_template.h拷贝到littleVGL目录下，然后改名为lvgl_conf.h
将lvgl源码包下porting文件夹中与LCD相关的配置模板拷贝出来放到lvgl_driver下，并分别更名为lv_port_disp.c和lv_port_disp.h:
在Keil MDK中将文件包含进来：
接下来对工程进行编译:
然后会发现竟然有2903个Error，如果是小白这一看就是摸不着头脑，估计连继续用下去的心情都没有了吧？？还没用就跑了！不急，待我分析：
错误的原因是找不到lv_conf.h这个文件，我们来看看官网文档是怎么说的：
然后按照文档描述，到lv_conf.h中将宏改为1。
继续编译发现没有错误了，以下警告可以忽略。
2.3 LittlevGL配置
在lv_conf.h中做如下修改：
2.3.1 分辨率大小设置
小熊派LCD分辨率是240*240
#define LV_HOR_RES_MAX (240)
#define LV_VER_RES_MAX (240)
2.3.2 颜色深度设置
小熊派上对应的16位的，也就是RGB565
/* Color depth:
* - 1: 1 byte per pixel
* - 8: RGB233
* - 16: RGB565
* - 32: ARGB8888
*/
#define LV_COLOR_DEPTH 16
2.2.3 界面伸缩比例调节
参考正点原子文档：用来调节界面缩放比例的,此值越大,控件分布的就越散,控件自身的间隔也会变大，这里设置为60。
/* Dot Per Inch: used to initialize default sizes.
* E.g. a button with width = LV_DPI / 2 -> half inch wide
* (Not so important, you can adjust it to modify default sizes and spaces)*/
#define LV_DPI 60 /*[px]*/
2.2.4 动态数据堆大小设置
这个参数是用于控制 littleVGL 中所谓的动态数据堆的大小,是用来给控件的创建动态分配空间的，这里我们设置为16KB。
/* Size of the memory used by `lv_mem_alloc` in bytes (>= 2kB)*/
# define LV_MEM_SIZE (16U * 1024U)
2.2.5 GPU接口设置
如果MCU支持GPU，那么配置该项为1，否则为0，小熊派上没有，所以该项设置为0，即不支持GPU。
/* 1: Enable GPU interface*/
#define LV_USE_GPU 0 /*Only enables `gpu_fill_cb` and `gpu_blend_cb` in the disp. drv- */
#define LV_USE_GPU_STM32_DMA2D 0
2.2.6 文件系统功能设置
这里我们不需要使用lvgl的文件系统功能，将该项配置为0。
/* 1: Enable file system (might be required for images */
#define LV_USE_FILESYSTEM 0
2.2.7 根据需求打开与LittlevGL主题相关的配置
官方会有一些自带的演示demo，所以这里我默认将所有配置全部配置，但是实际使用过程中，根据需求配置，以节省FLASH和RAM。
/*================
* THEME USAGE
*================*/
/*Always enable at least on theme*/
/* No theme, you can apply your styles as you need
* No flags. Set LV_THEME_DEFAULT_FLAG 0 */
#define LV_USE_THEME_EMPTY 1
/*Simple to the create your theme based on it
* No flags. Set LV_THEME_DEFAULT_FLAG 0 */
#define LV_USE_THEME_TEMPLATE 1
/* A fast and impressive theme.
* Flags:
* LV_THEME_MATERIAL_FLAG_LIGHT: light theme
* LV_THEME_MATERIAL_FLAG_DARK: dark theme*/
#define LV_USE_THEME_MATERIAL 1
/* Mono-color theme for monochrome displays.
* If LV_THEME_DEFAULT_COLOR_PRIMARY is LV_COLOR_BLACK the
* texts and borders will be black and the background will be
* white. Else the colors are inverted.
* No flags. Set LV_THEME_DEFAULT_FLAG 0 */
#define LV_USE_THEME_MONO 1
2.2.8 为LittlevGL提供心跳节拍
这个心跳节拍可以采用Systick提供，也可以自己配置一个定时器来提供，这里我是直接用Systick来提供：
/**
* @brief This function handles System tick timer.
*/
void SysTick_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */
//为lvgl提供1ms 心跳
lv_tick_inc(1);
/* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
HAL_IncTick();
HAL_SYSTICK_IRQHandler();
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}
2.2.9 移植显示驱动
主要在lv_port_disp.h和lv_port_disp.c这两个文件里做修改：
先看看lv_port_disp.h：
再看看lv_port_disp.c：
(1)选择一种方式写缓存
//选择其中一种方式写缓存，这里选择的是1
/*-----------------------------
* Create a buffer for drawing
*----------------------------*/
/* LVGL requires a buffer where it draws the objects. The buffer's has to be greater than 1 display row
*
* There are three buffering configurations:
* 1. Create ONE buffer with some rows:
* LVGL will draw the display's content here and writes it to your display
*
* 2. Create TWO buffer with some rows:
* LVGL will draw the display's content to a buffer and writes it your display.
* You should use DMA to write the buffer's content to the display.
* It will enable LVGL to draw the next part of the screen to the other buffer while
* the data is being sent form the first buffer. It makes rendering and flushing parallel.
*
* 3. Create TWO screen-sized buffer:
* Similar to 2) but the buffer have to be screen sized. When LVGL is ready it will give the
* whole frame to display. This way you only need to change the frame buffer's address instead of
* copying the pixels.
* */
/* Example for 1) */
static lv_disp_buf_t disp_buf_1;
static lv_color_t buf1_1[LV_HOR_RES_MAX * 10]; /*A buffer for 10 rows*/
lv_disp_buf_init(&disp_buf_1, buf1_1, NULL, LV_HOR_RES_MAX * 10); /*Initialize the display buffer*/
/* Example for 2) */
//static lv_disp_buf_t disp_buf_2;
//static lv_color_t buf2_1[LV_HOR_RES_MAX * 10]; /*A buffer for 10 rows*/
//static lv_color_t buf2_2[LV_HOR_RES_MAX * 10]; /*An other buffer for 10 rows*/
//lv_disp_buf_init(&disp_buf_2, buf2_1, buf2_2, LV_HOR_RES_MAX * 10); /*Initialize the display buffer*/
/* Example for 3) */
//static lv_disp_buf_t disp_buf_3;
//static lv_color_t buf3_1[LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX]; /*A screen sized buffer*/
//static lv_color_t buf3_2[LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX]; /*An other screen sized buffer*/
//lv_disp_buf_init(&disp_buf_3, buf3_1, buf3_2, LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX); /*Initialize the display buffer*/(2)修改LCD显示大小
在lv_port_disp_init函数中:
LCD_Width和LCD_Height为240*240，需要包含lcd.h头文件
//修改LCD显示大小，这里配置为240*240
/*Set the resolution of the display*/
//disp_drv.hor_res = 480;
//disp_drv.ver_res = 320;
disp_drv.hor_res = LCD_Width;
disp_drv.ver_res = LCD_Height;
(3)添加LCD初始化函数
在lv_port_disp_init函数中:
/* Initialize your display and the required peripherals. */
static void disp_init(void)
{
/*You code here*/
//初始化LCD
LCD_Init();
}
(4)添加带颜色的打点函数
/* 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)
{
/*The most simple case (but also the slowest) to put all pixels to the screen one-by-one*/
int32_t x;
int32_t y;
for(y = area->y1; y <= area->y2; y++) {
for(x = area->x1; x <= area->x2; x++) {
/* Put a pixel to the display. For example: */
/* put_px(x, y, *color_p)*/
//添加一个带颜色的打点函数
LCD_Draw_ColorPoint(x,y,color_p->full);
color_p++;
}
}
/* IMPORTANT!!!
* Inform the graphics library that you are ready with the flushing*/
lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}
2.2.10 修改栈大小
2.4 测试LittlevGL是否移植成功
main.c 包含头文件：
#include "lvgl.h"
#include "lv_port_disp.h"
在main函数中编写显示逻辑：
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_SPI2_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
lv_init();
lv_port_disp_init();
printf("Welcome to LVGL\r\n");
//建立一个label
lv_obj_t * label;
lv_obj_t * btn1 = lv_btn_create(lv_scr_act(), NULL);
lv_obj_align(btn1, NULL, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
label = lv_label_create(btn1, NULL);
lv_label_set_text(label, "Button");
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//循环调用lv_task处理句柄
lv_task_handler();
}
/* USER CODE END 3 */
}
运行效果：
littlevGL要学习的知识还有很多很多，把它移植起来了，后面就没什么阻碍了！如果想要深入学习这个GUI，推荐直接学习正点原子的教程就可以了。
3、案例下载
公众号后台回复：lvgl 即可获取本节所有案例的下载链接。
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