ESP32 ESP-IDF LVGL移植和Wokwi仿真
陈拓 2023/10/21-2023/10/25
1. ESP-IDF开发环境
ESP-IDF的LVGL移植包括2个组件：
- lvgl
- lvgl_esp32_drivers
目前lvgl_esp32_drivers在ESP-IDF 5.0以上版本编译通不过，所以我们安装ESP-IDF 4.4.5。
从https://dl.espressif.cn/dl/esp-idf/下载
安装说明见《Windows系统安装ESP32 ESP-IDF开发环境》
https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/133922505?spm=1001.2014.3001.5501
2. ESP-IDF lvgl和lvgl_esp32_drivers组件下载
- LVGL相关文档
https://docs.lvgl.io/8.3/
- lvgl和lvgl_esp32_drivers下载网址
在下面这个网址可以找到很多ESP-IDF组件，因为是国内网络下载比较容易。
https://components.espressif.com/
LVGL各个版本的组件也可以在这里找到，目前最新版本是8.3.10。
LVGL也可以从github下载。
下载LVGL之后还要从github下载lvgl_esp32_drivers。
下面我们从github下载lvgl和lvgl_esp32_drivers。
- 下载lvgl
lvgl和lvgl_esp32_drivers组件可以下载到ESP-IDF的components目录下面，也可以下载到项目的components下面。
下面我们将两个组件下载到ESP-IDF的components目录下面。
进入components：
cd components
下载LVGL最新版本
https://github.com/lvgl/lvgl/tags
下载v8.3.10：
git clone -b v8.3.10 https://github.com/lvgl/lvgl.git
如果下载失败多选择几遍。
提示：
如果访问github超时或者下载速度慢，可以试试用Watt Toolkit加速，网址：
https://steampp.net/
Watt Tookit可以从Microsoft Store直接安装：
- 下载lvgl_esp32_drivers
git clone https://github.com/lvgl/lvgl_esp32_drivers.git
3. 创建新项目
- 在F:盘上建一个工作目录esp
- 进入esp
- 在esp下再建一个项目目录esp32_lvgl
mkdir esp32_lvgl
- 复制测试项目到工作目录
xcopy D:\Espressif\frameworks\esp-idf-v4.4.5\examples\get-started\sample_project\ F:\esp\esp32_lvgl\ /E
- cd esp32_lvgl
4. 编译项目
4.1 编译LVGL
- 设定目标芯片
idf.py set-target esp32
- 配置项目
idf.py menuconfig
1) 将闪存设置为4MB
2) 选择显示屏控制芯片ILI9341
3) 定义引脚
接线表（对照硬件电路）：
ILI9341 ESP32
GND GND
VCC VIN
SCK D18
MOSI D23
RES D4
D/C D2
CS D15
LED 空
MISO 空
4) 无背光控制
5) 屏幕方向 - 横屏
6) 交换16位颜色的2个字节
ILI9341的颜色深度是16位，选择Color depth. (16：RGB565)，颜色值用2字节表示，ESP32是小端Little Endian模式，先发送低位字节，如果颜色失真，可以选交换颜色值的高低字节。
保存，退出。
- 在lvgl_esp32_drivers\lvgl_helpers.h中添加宏定义
/*********************
* DEFINES
*********************/
#define LV_HOR_RES_MAX 320
#define LV_VER_RES_MAX 240
#define SPI_HOST_MAX 3- 编译LVGL
idf.py build
看到这些提示LVGL编译就成功了。
4.2 编译项目
- 修改main.c
现在的main.c是空的：
/*********************
* DEFINES
*********************/
#define LV_HOR_RES_MAX 320
#define LV_VER_RES_MAX 240
#define SPI_HOST_MAX 3用下面的代码替换：
#include
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/event_groups.h"
#include "lvgl.h"
#include "freertos/semphr.h"
#include "esp_system.h"
#include "lvgl_helpers.h"
/*********************
* DEFINES
*********************/
#define LV_TICK_PERIOD_MS 1
/**********************
* STATIC PROTOTYPES
**********************/
static void lv_tick_task(void *arg);
static void guiTask(void *pvParameter);
static void create_demo_application(void);
/**********************
* APPLICATION MAIN
**********************/
void app_main(void)
{
// xTaskCreate(guiTask, "gui", 4096*2, NULL, 1, NULL);
// xTaskCreatePinnedToCore(guiTask, "gui", 4096*2, NULL, 1, NULL, 1);
/* NOTE: When not using Wi-Fi nor Bluetooth you can pin the guiTask to core 0 */
xTaskCreatePinnedToCore(guiTask, "gui", 4096*2, NULL, 0, NULL, 1);
}
/* Creates a semaphore to handle concurrent call to lvgl stuff
* If you wish to call *any* lvgl function from other threads/tasks
* you should lock on the very same semaphore! */
SemaphoreHandle_t xGuiSemaphore;
static void guiTask(void *pvParameter)
{
(void) pvParameter;
xGuiSemaphore = xSemaphoreCreateMutex();
lv_init();
/* Initialize SPI or I2C bus used by the drivers */
lvgl_driver_init();
lv_color_t *buf1 = heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
assert(buf1 != NULL);
/* Use double buffered when not working with monochrome displays */
lv_color_t* buf2 = heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
assert(buf2 != NULL);
static lv_disp_draw_buf_t disp_buf;
uint32_t size_in_px = DISP_BUF_SIZE;
/* Initialize the working buffer depending on the selected display. */
lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, buf1, buf2, size_in_px);
lv_disp_drv_t disp_drv;
lv_disp_drv_init(&disp_drv);
disp_drv.hor_res = LV_HOR_RES_MAX;
disp_drv.ver_res = LV_VER_RES_MAX;
disp_drv.flush_cb = disp_driver_flush;
disp_drv.draw_buf = &disp_buf;
lv_disp_drv_register(&disp_drv);
/* Create and start a periodic timer interrupt to call lv_tick_inc */
const esp_timer_create_args_t periodic_timer_args = {
.callback = &lv_tick_task,
.name = "periodic_gui"
};
esp_timer_handle_t periodic_timer;
ESP_ERROR_CHECK(esp_timer_create(&periodic_timer_args, &periodic_timer));
ESP_ERROR_CHECK(esp_timer_start_periodic(periodic_timer, LV_TICK_PERIOD_MS * 1000));
/* Create the demo application */
create_demo_application();
while (1)
{
/* Delay 1 tick (assumes FreeRTOS tick is 10ms */
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
lv_task_handler();
/* Try to take the semaphore, call lvgl related function on success */
if (pdTRUE == xSemaphoreTake(xGuiSemaphore, portMAX_DELAY)) {
lv_task_handler();
xSemaphoreGive(xGuiSemaphore);
}
}
}
static void create_demo_application(void)
{
/* Get the current screen */
lv_obj_t * scr = lv_disp_get_scr_act(NULL);
/*Create a Label on the currently active screen*/
lv_obj_t * label1 = lv_label_create(scr);
/*Modify the Label's text*/
lv_label_set_text(label1, "Hello\nworld");
/* Align the Label to the center
* NULL means align on parent (which is the screen now)
* 0, 0 at the end means an x, y offset after alignment*/
lv_obj_align(label1, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
}
static void lv_tick_task(void *arg) {
(void) arg;
lv_tick_inc(LV_TICK_PERIOD_MS);
} - 编译项目
idf.py build
在build目录下生成引导加载程序bootloader.bin、应用程序main.bin和分区表partition-table.bin三个ESP32运行所需的bin文件。
5. Wokwi仿真
详细说明见《用Wokwi仿真ESP-IDF项目》
https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/133963728?spm=1001.2014.3001.5501
5.1 硬件模拟电路
- 打开Wokwi网页
https://wokwi.com/
选择ESP32。
- 选择项目
打开ILI9341 TFT LCD显示屏项目。
- Wokwi编程、仿真界面
左边是arduino的程序代码编写区。右边是电路连接和仿真区。
5.2 仿真
- 在代码编辑器中按F1
选择Upload Firmware and Start Simulation…
- 选择main.bin文件
- Wokwi模拟器显示
6. demos仿真
- 选择Show some widget和Enable slide show
- 修改main.c
添加头文件：
#include "demos/lv_demos.h"- 修改create_demo_application函数
static void create_demo_application(void)
{
#if defined CONFIG_LV_USE_DEMO_WIDGETS
lv_demo_widgets();
#elif defined CONFIG_LV_USE_DEMO_KEYPAD_AND_ENCODER
lv_demo_keypad_encoder();
#elif defined CONFIG_LV_USE_DEMO_BENCHMARK
lv_demo_benchmark();
#elif defined CONFIG_LV_USE_DEMO_STRESS
lv_demo_stress();
#else
#error "No demo application selected."
#endif
}- 编译项目
idf.py build
内存不足，无法运行lv_demo_widget。请将LV_MEM_SIZE设置为至少38KB（38ul*1024ul）。建议使用48KB。
再编译成功。
- 仿真
参考文档
- ESP32 ESP-IDF LVGL8.3.3移植
https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/128269394?spm=1002014.3001.5501