STM32 + RT-Thread + LVGL

一、基本信息

• MCU：STM32F103ZET6
• RT-Thread：5.0.2
• LVGL：8.3.11
• LCD：ST7735s
• 编译环境：RTThread studio

二、LVGL 移植要求

• 16、32或64位微控制器或处理器
• 建议速度大于16 MHz
• 闪存/ROM: > 64 kB(建议180 kB)
• 内存:8 kB(建议24 kB)
• 1个帧缓冲器:在MCU、外部RAM或显示控制器中
• LVGL的图形缓冲:>“水平分辨率”像素(推荐1/10“屏幕尺寸”)
• C99或更新的编译器
• 基本的C(或C++)知识:指针、结构、回调

三、添加 LVGL 软件包

1. 添加软件包
   
   
   
   

2. LVGL 文件目录
   
   

3. lv_rt_thread_port.c 文件
   
   
   
   由上图可知：文件已经帮我们完成了三个函数的调用，只需要在对函数进行实例即可，由于我没用到触摸屏，所以将 lv_port_indev_init() 的调用屏蔽了

四、lv_user_gui_init() 函数

此函数的主要作用是 LVGL 启动的初始化界面，相当于开机界面，主要是消除初始化启动功能时导致屏幕出现长时间的白屏的现象，程序如下

点击查看代码

#include <lvgl.h>

void lv_user_gui_init(void)
{
    /* 获取默认显示器的活动屏幕 */
    lv_obj_t *scr = lv_scr_act();
    lv_obj_clean(scr); /* 清屏 */

    /* 创建界面启动界面 */
    lv_obj_t *page = lv_obj_create(scr);
    lv_obj_set_size(page, LV_HOR_RES, LV_VER_RES);
    lv_obj_set_style_bg_color(page, lv_color_black(), LV_PART_MAIN);            /* 设置背景颜色 */
    lv_obj_set_style_radius(page, 0, LV_PART_MAIN | LV_STATE_DEFAULT);          /* 设置导角为0 */
    lv_obj_set_style_border_width(page, 0, LV_PART_MAIN | LV_STATE_DEFAULT);    /* 设置边框为0 */

    /* 添加标签 */
    lv_obj_t *label = lv_label_create(page);
    lv_label_set_text(label, "Loading");
    lv_obj_align(label, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
}

五、lv_port_disp_init() 函数

此函数主要的作用是，初始化显示屏，并将显示屏的图像刷新函数与 flush_cb 函数进行绑定，程序如下

点击查看代码

#include <lvgl.h>
#include <rtthread.h>
#include <board.h>

//#define DRV_DEBUG
#define LOG_TAG             "LVGL.port.disp"
#include <drv_log.h>

static rt_device_t lcd_device = RT_NULL;
static struct rt_device_graphic_info lcd_info;

static lv_disp_drv_t disp_drv;  /* 显示驱动程序的描述符 */
/* 用于存储缓冲区的静态或全局变量 */
static lv_disp_draw_buf_t disp_buf;

void lv_port_disp_init(void)
{
    rt_err_t result;

   void *lv_disp_buf1 = RT_NULL;
   void *lv_disp_buf2 = RT_NULL;

   /* 查找 LCD 设备 */
   lcd_device = rt_device_find("lcd");
   if (lcd_device == 0)
   {
       LOG_E("lcd_device error!");
       return;
   }

   result = rt_device_open(lcd_device, RT_DEVICE_FLAG_RDWR);
   if(result != RT_EOK)
   {
       LOG_E("open lcd device failed");
       return;
   }

   /* get framebuffer address */
   result = rt_device_control(lcd_device, RTGRAPHIC_CTRL_GET_INFO, &lcd_info);
   if (result != RT_EOK)
   {
       LOG_E("error!");
       /* get device information failed */
       return;
   }

   RT_ASSERT (lcd_info.bits_per_pixel == 8 || lcd_info.bits_per_pixel == 16 ||
           lcd_info.bits_per_pixel == 24 || lcd_info.bits_per_pixel == 32);

   lv_disp_buf1 = rt_malloc(lcd_info.smem_len * sizeof(lv_color_t));
   rt_memset(lv_disp_buf1, 0, lcd_info.smem_len * sizeof(lv_color_t));
   RT_ASSERT(lv_disp_buf1 != RT_NULL);

   lv_disp_buf2 = rt_malloc(lcd_info.smem_len * sizeof(lv_color_t));
   rt_memset(lv_disp_buf2, 0, lcd_info.smem_len * sizeof(lv_color_t));
   RT_ASSERT(lv_disp_buf2 != RT_NULL);

   /* 使用缓冲区初始化 disp_buf */
   lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, lv_disp_buf1, lv_disp_buf2, lcd_info.smem_len);

   lv_disp_drv_init(&disp_drv);

   /* 设置显示器的分辨率 */
   disp_drv.hor_res = lcd_info.width;
   disp_drv.ver_res = lcd_info.height;

   /* 设置显示缓冲区 */
   disp_drv.draw_buf = &disp_buf;

   /* 用于将缓冲区的内容复制到显示器 */
   disp_drv.flush_cb = lcd_device->user_data;

   /* 注册驱动程序 */
   lv_disp_drv_register(&disp_drv);

}

六、ST7735s 驱动程序

这里不要局限于 ST7735s 这个显示屏，主要是介绍 LCD 与 LVGL 对接的 bsp 的编写过程。程序中的其他函数主要都是初始化 lcd 的工作，主要关注 lcd_fb_flush 函数，此函数会在 LVGL 中界面更新的时候调用，从而刷新屏幕的显示。

点击查看代码

/**
 * @brief  LCD 驱动的操作函数
 * @param  device LCD 设备结构体
 * @param  cmd 操作命令
 * @param  args 传入的参数
 * @retval None
 */
static rt_err_t drv_lcd_control(struct rt_device *device, int cmd, void *args)
{
    LOG_D("drv_lcd_control cmd is: %d\n", cmd);
    switch (cmd)
    {
        case RTGRAPHIC_CTRL_RECT_UPDATE:
        break;

        case RTGRAPHIC_CTRL_POWERON:
        {
            /* LCD 退出睡眠模式 */
            lcd_display_on();
            lcd_exit_sleep();
        }
        break;

        case RTGRAPHIC_CTRL_POWEROFF:
        {
            /* LCD 进入睡眠模式 */
            lcd_display_off();
            lcd_enter_sleep();
        }
        break;

        case RTGRAPHIC_CTRL_GET_INFO:
        {
            /* 获取 LCD 参数 */
            memcpy(args, &lcd_info, sizeof(lcd_info));
        }
        break;

        default:
            return -RT_EINVAL;
    }

    return RT_EOK;
}

static void lcd_fb_flush(lv_disp_drv_t *disp_drv, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p)
{
    rt_uint32_t px_size = (area->x2 - area->x1 + 1) * (area->y2 - area->y1 + 1);

    /* 设置屏幕刷新区域 */
    lcd_draw_area_set(area->x1, area->y1, area->x2, area->y2);

    /* 这里直接通过 SPI 发送数据，所以需要单独将数据引脚拉高 */
    rt_pin_write(LCD_DC_PIN, PIN_HIGH);

    /* SPI 发送时是 uint_8, 而像素是  uint_16 */
    rt_spi_send(spi_dev_lcd, color_p, px_size * 2);

    lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}

/* 驱动函数实现的结构体 */
#ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
const static struct rt_device_ops lcd_ops =
{
    drv_lcd_init,
    RT_NULL,
    RT_NULL,
    RT_NULL,
    RT_NULL,
    drv_lcd_control
};
#endif

/**
 * @brief  LCD 设备注册
 *
 * @param  None
 * @retval int 注册结果
 */
int drv_lcd_hw_init(void)
{
    rt_err_t result = RT_EOK;
    rt_uint32_t lcd_buff_size = LCD_HEIGHT * LCD_WIDTH * 2;

    device.user_data = lcd_fb_flush;

    /* 设置 LCD 设备信息 */
    lcd_info.height = LCD_HEIGHT;
    lcd_info.width = LCD_WIDTH;
    lcd_info.bits_per_pixel = LCD_BITS_PER_PIXEL;
    lcd_info.pixel_format = RTGRAPHIC_PIXEL_FORMAT_RGB565;     // 图像的格式（RGB：565）

    /* LCD 显示缓冲区，大小为显示一帧图像所需空间 */
    lcd_info.smem_len = lcd_buff_size;

#ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
    device.ops     = &lcd_ops;
#else
    device.init    = drv_lcd_init;
    device.control = drv_lcd_control;
#endif

    /* 注册 LCD 设备 */
    result = rt_device_register(&device, "lcd", RT_DEVICE_FLAG_RDWR);

    return result;
}

INIT_DEVICE_EXPORT(drv_lcd_hw_init);

七、总结

从上面的过程可以看出，移植 LVGL 的过程很简单，最主要的是 lcd_fb_flush 函数的实现。需要注意的便是 lv_disp_flush_ready(disp_drv) 这个函数一定要添加，后面的界面可能不刷新，或者刷新不正常等现象。最后还需要添加一个头文件，如下所示

点击查看代码

#ifndef LV_CONF_H
#define LV_CONF_H

#define LV_COLOR_DEPTH          16

#endif /*LV_CONF_H*/