【快速入门 LVGL】-- 1、STM32 工程移植 LVGL

news2024/12/12 22:02:32


目录

一、LVGL 简述

二、复制一个STM32工程

三、下载 LVGL

四、裁剪 源文件

五、工程添加 LVGL 文件 

六、注册 显示

七、注册 触摸屏

八、LVGL 心跳、任务刷新

九、开跑 LVGL 

十、控件的事件添加、响应处理

十 一、几个好玩小事情

十 二、显示中文


~~ 约定 ~~

在文中的各个操作阶段,会适当提示你:编译。

请在各阶段提示位,谨遵执行。这样操作,能清晰地定位移植过程中的问题所在。

只要操作没错漏,都能成功开跑LVGL。


一、LVGL 简述

  • 丰富且强大的模块化图形组件:按钮 、图表 、列表、滑动条、图片等
  • 高级的图形引擎:动画、抗锯齿、透明度、平滑滚动、图层混合等效果
  • 支持多种输入设备:触摸屏、 键盘、编码器、按键等
  • 不依赖特定的硬件平台
  • 配置可裁剪,最低资源占用:64 kB Flash,16 kB RAM
  • 基于UTF-8的多语种支持,例如中文、日文、韩文、阿拉伯文等
  • 可以通过类CSS的方式来设计、布局图形界面(例如:Flexbox、Grid)
  • 支持操作系统、外置内存、以及硬件加速(已内建支持STM32 DMA2D)
  • 即便仅有单缓冲区(frame buffer)的情况下,也可保证渲染如丝般顺滑
  • 支持模拟器仿真,可以无硬件依托进行开发


二、复制一个STM32工程

准备好一个STM32的工程,这个工程要求如下:

1、硬件的要求

  • 芯片资源:Flash>128K, RAM>64K; (LVGL至少占用: Flash>64K, RAM>16K); 
  • 与芯片型号无关,F1、F4、H7等系列的芯片,满足上述资源的都行;
  • 不建议使用常用的STM32F103C8,资源太小,裁剪难度大,强行移植了也会很卡。
  • 显示屏:建议使用16位色深的彩屏, 1.44寸、2.8寸、4.3寸等等;
  • 不建议使用常用的0.96寸OLED屏,指甲大小的单色屏,耗100K资源去撑它,没搞头。

2、软件的环境

  • 库支持方式:标准库、寄存器、手撸HAL库、CubeMX生成的HAL库、LL库,都可以;
  • 开发环境:Keil、CubeIDE,都可以; 

3、STM32工程的要求

下面这三项,文字虽少,但很重要,千万别忽视!

  • 堆栈大小:Heap、Stack,设置为:0x1000 !否则,移植后会白屏、花屏;   ( 链接:如何设置堆栈大小 )  
  • 准备:画点函数,用于后面注册LVGL的显示功能; 
  • 准备:触摸检测函数 (返回:0-未按下、1-按下)、和 获取坐标的函数 (也可以用变量);

这三项,是LVGL最基础的资源需要。

如果有一项你没看懂,就先把它盘透,回头再盘LVGL。

本篇,复制了开发板的一个示例作移植的基础工程:"显示屏_2.8寸_触摸检测_XPT2046"。

4、复制源工程后,测试是否可用

  • 编译:确保 0 Error; 
  • 烧录:确保能正常运行,触摸和显示都正常(忽视下图中的文字显示,非必要)。

对于这个工程,最低限度,你必须已懂得调用函数,实现如下的画线效果。


三、下载 LVGL

尽管LVGL已发布了v9.0、v9.1等,但v8.3版,是目前最广泛使用的版本。

v8.3版本,网上教程资源众多、移植简单;

更重要的:多款主流可视化设计工具,都支持LVGL的v8.3版本!

因此,强烈推荐使用v8.3版本。

 官方下载链接:https://github.com/lvgl/lvgl

1、选择版本

2、下载

3、下载后,解压缩得到文件夹:lvgl-release-v8.3


四、源文件 裁剪

上一步得到的源文件夹: lvgl-release-v8.3。

里头文件众多:源代码、帮助文档、官方示例等等。

不用发晕,需要用到的,仅仅是:3个文件夹 + 2个h文件。

1、新建一个文件夹

因为LVGL源代码中的头文件,使用了相对路径,如在 "lvgl.h" 中:

为了令移植后的文件能直接使用这些相对路径,我们复制文件时,按下方目录结构来操作:

  • 在你喜欢的硬盘位置,新建文件夹:LVGL 
  • 在源文件夹中,把下图选中的 3个文件夹、2个h文件,  复制到新建的 LVGL文件夹中;

完成后,"LVGL" 文件夹,是这个样子的:

提醒:

  • 网上好些教程,在keil工程目录下新建 Middlewares 文件夹,在里面再新建LVGL文件夹。
  • 如果你使用的是标准库的工程,或者是自己手撸建立的HAL库工程,都可以那样操作。
  • 但是,如果使用CubeMX、CubeIDE生成的工程,就不要使用 “Middlewares” 作文件夹名称。
  • 因为 "Middlewares",刚好是CubeMX可能生成的文件夹,用来存放中间件,如:FreeRTOS、FatFS等支持文件。如果你没有使能这些中间件,那么 ,CubeMX重新生成工程时,"Middlewares"文件夹就会被认为不需要了,被删除掉。

 2、修改 lv_conf.h 文件名

在 "LVGL" 文件夹中,有 h文件:"lv_conf_template.h",是LVGL配置参数的重要文件。

  • 原文件名:“lv_conf_template.h”,修改为: "lv_conf.h";

完成后, "LVGL" 文件夹,是这个样子的:

3、删除不需要的文件夹

打开文件夹:"LVGL / examples":

  • 只保留 porting 文件夹,其它的文件夹和文件,都删除掉。

完成后,文件夹"LVGL / examples",是这个样子的:

4、修改 porting 里面的文件名称

打开刚才的  "porting"  文件夹:

  • 6个文件的名称,都删除 "_template" 字样

完成后,"porting"  文件夹,是这个样子的:

好了,现在 "LVGL" 文件夹,已经是我们需要的效果。

这个 "LVGL" 文件夹,以后可以复制给各类的工程使用,不限于STM32的工程,通用。


五、STM32工程添加 LVGL 文件 

现在,我们开始给STM32工程添加LVGL源文件。

1、复制 LVGL 文件夹,粘贴到STM32工程目录下。

每个人的工程文件夹,几乎都不一样,没关系的。

  • 把上一步做好的 LVGL 文件夹,复制到工程目录下

完成后,是这个样子的:

2、打开Keil,在工程里,添加4个文件夹(Groups);

文件夹名称 (Groups)用于存放什么文件
LVGL_myGui用户自己的界面代码文件、官方demo等
LVGL_confLVGL 的两个h文件
LVGL_portingLVGL 的接口文件, 如显示、触摸屏、键盘等
LVGL_srcLVGL 的所有底层c文件

操作过程、完成后,是这个样子的:

提示:

  • 操作完成后,先点击OK,保存操作。
  • 网上好些教程会新建近10个Group, 分开存放各个子功能文件。4个文件夹够了,简单直观。
  • 这里用下划线作名称分界线。尝试过使用“ / ”, 感觉没下划线直观。你可以用自己喜欢风格。

添加完后,再编译一次,确认:0 Error, 不要觉得事多。 

3、为每一个文件夹组(Groups),添加需要的文件

特别地:这一步,是整个移植里,最容易出错的步骤!务必在开始操作前,反复看两次本步图解。

很多人在后面的编译中,出现error,提示缺少文件,基本是在这一步把某个文件添加漏了。

提醒:一点也不难,但务必细心地操作。

操作过程,步骤如下:

重要:每个文件夹(Group),需要添加的文件,如下表:

文件夹 (Group)添加文件
LVGL_myGUI不用添加。
LVGL_conf共2个文件:"LVGL"下的: lv_conf.h、lvgl.h(要选择文件类型才能看到h文件)
LVGL_porting共4个文件:"LVGL/ examples / porting" 下的:lv_port_disp.c 、lv_port_disp.h、 lv_port_indev.c、lv_port_indev.h;(要选择文件类型才能看到 h 文件)
LVGL_src近200+的c文件:"LVGL / src" 下的所有 c 文件; 重点:包括src里所有子、子子文件夹的 c 文件. 不用添加h和mk文件.

在操作 LVGL_conf  和 LVGL_porting 添加h文件时,需要在选择窗口中,把文件类型设置 *.*:

细细解释一下 LVGL_src 的添加,:

  • src文件夹下,会有多重的子文件夹,必须慢慢地、把每一个子文件夹的C文件全部添加进来;
  • 只须添加 c 文件,不用添加其它类型的文件,如:h、mk等 (技巧:文件类型配置为 *.c );
  • 添加完毕后,必须点击"OK"保存,  不然,你会后悔。

完成后,Keil的工程文件管理器,是这个样子的:

4、添加头文件路径

打勾C99,并,添加3个头文件路径:

  • 添加:LVGL 文件夹的路径
  • 添加:LVGL\src 文件夹的路径
  • 添加:LVGL\examples\porting 文件夹的路径 

操作过程、完成后,是这个样子的:

5、编译验证

来到这一步,需要用到的文件,已经添加完毕。

我们在这里必须先编译一次,以验证文件是否都添加完整。

正常情况下,编译后: 0 Error。会有一大堆 Warning,不用管,不影响的。

如果,编译后有 Error 报错:

  • 检查是否打勾: C99
  • 先检查头文件路径 ,是否添加完成;
  • 排除上述两个原因后,编译还有报错,那就是添加文件那一步有遗漏:删除4个Group里的文件,再次重新添加。


友情提示:

如果有Error未解决,必须要解决了,再继续操作下文 。

别心急!何况,下文没有你上面Error的解决方法。多点耐心就好。


六、注册 显示

1、启用 lv_conf.h

双击打开 lv_conf.h,对以下内容进行修改,以启用此文件。

  • 第15行,原:#if 0,修改为:#if 1 

完成后,是这个样子的:

2、启用 lv_port_disp.h

双击打开 lv_port_disp.h,修改以下内容,以启用此文件:

  • 第7行,原:#if 0, 修改为:#if 1 
  • 第22行,原:“lvgl/lvgl.h", 修改为:”lvgl.h"

完成后,是这个样子的:

3、启用  lv_port_disp.c 

双击打开 lv_port_disp.c,修改以下内容,以启用此文件:

  • 第7行,原:#if 0, 修改为:#if 1 
  • 第12行,原"lv_port_disp_template.h", 修改为:"lv_port_disp.h"

完成后,是这个样子的:

4、添加 LCD 驱动的头文件

在 lv_port_disp.c中:

  • 第14行,插入你的LCD驱动文件,如:#include "bsp_LCD_ILI341.h",写上你的h文件。
  • 第20行、第25行,是显示屏的宽、高度。查看你的显示屏参数,填写实际像素即可。

插入LCD的头文件,目的是为了让这个c文件,能调用LCD的: 画点函数;

注意一个:LVGL默认使用横屏的方式,这一点要注意,别写反了。

完成后,是这个样子的

5、选择创建缓存的方式,3选1

还是在 lv_port_disp.c 中,向下滚动,

(会出现很多错误提示,不用管。也可以先编译一次,让刚才启用的h文件生效,错误就会消失)

第86行到101行,LVGL 提供了创建显示缓冲区的3种方式,这里,必须3选1。

绝大多数情况下,使用第1种方法,即:只创建1个缓冲区;

  • 注释掉第90~101行,即:不使用第2和第3种方法;

完成后,是这个样子的:

6、关联 画点函数

还是在 lv_port_disp.c 中,向下滚动,找到disp_flush( )函数:

  • 第173行,替换你的 LCD 的画点函数;  参数:x坐标、y坐标、16位颜色值。
  • 小编用的画点函数:LCD_DrawPoint( x, y, color_p->full) ;

你的画点函数,可能和小篇所用的不一样,照样画瓢即可。

完成后,是这个样子的:

这里给LVGL一个画点函数后, LVGL就能完成需要的显示操作了。

进阶技巧:提高刷屏效率

一般地,画点函数的底层操作:发送X坐标指令、X值、Y坐标指令、Y值、颜色值。

假如要刷320x240的整屏,至少传输14万次指令、14万次坐标值,7万次颜色值。

相当地耗时。

要是你的LCD驱动文件中,有区域填充颜色的函数,就能大量地减少指令、坐标值的发送次数。

下面是使用 魔女开发板 LCD驱动文件中所提供的 区域填充 函数,可以效仿参考。

  • LCD_DispFlush(area->x1, area->y1, area->x2, area->y2, (uint16_t*)color_p);

如果没有区域填充函数,不用强求,直接使用画点函数吧,先完成,再完善。

至此,显示部分的修改、注册,已完成。

点击编译:0 Erros。

切记:如果有Error未解决,必须要解决了,再继续操作下文 。

提示:

细心的朋友,如果参考过其它LVGL教程,可能会有疑问。

为什么操作这么少?是不是漏了 disp_init()的那部分?

是的,我们没有为 disp_init()函数填入LCD的初始化函数。

没必要这样做。

在第九部分,将会在main.c的 main( ) 里直接调用LCD初始化函数。

这样更符合开发习惯,也使思路更清晰。


七、注册 触摸屏

1、启用 "lv_port_indev.h"

打开"lv_port_indev.h", 修改以下内容,以启动此文件:

  • 第8行,原:#if 0,  修改成:#if 1
  • 第20行,原:"lvgl / lvgl.h", 修改成:"lvgl.h"

完成后,是这个样子的:

2、启动 "lv_port_indev.c"

打开"lv_port_indev.c", 修改以下内容,以启动此文件:

  • 第 7行,原:#if 0, 修改为:#if 1
  • 第12行,原:“lv_port_indev_template.h", 修改为:"lv_port_indev.h"
  • 第13行,原:"../../lvgl.h",修改为:"lvgl.h"

完成后,是这个样子的:

3、添加  触屏 的驱动头文件

还是在 "lv_port_indev.c" 中:

  • 第14行,插入:#include "触摸屏的头文件",小编这边是:#include "bsp_XPT2046.h"

目的是为了让这个c文件,能调用触屏的:触摸状态检测函数、坐标获取函数;

完成后,是这样子的:

4、注释掉不需要的输入任务注册

还是在 "lv_port_indev.c" 中,

向下滚动至大约70行,找到输入注册函数:lv_port_indev_init( ),

函数内有5种输入方式的任务注册:触屏、鼠标、键盘、编码器、物理按键;

  • 保留触摸屏输入的任务注册;
  • 其它4种输入任务的注册,注释掉,;

完成后,是这个样子的:

5、添加 触摸检测函数

还是在 "lv_port_indev.c" 中,

向下滚动到大约209行,找到触摸检测函数:touchpad_is_pressed(),

这个是:触屏状态检测函数,函数返回:0-未按下、1-按下;

  • 第213行,原 return false, 注释掉;
  • 第212行,原来是空行,插入:return  XPT2046_IsPressed();

这个是魔女开发板所提供的触屏检测函数,返回值已符合:0-未按下、1-按下;

你可以替换成你的方式,如原子哥的变量值方式。各施各法,只要符合函数要求,都行;

完成后,是这个样子的:

6、添加 坐标获取函数

还是在 "lv_port_indev.c" 中,

在刚才触摸检测函数的下方,大约217行,找到坐标获取函数:touchpad_get_xy();

本函数的作为:使LVGL能够获取到触摸按下时的x、y坐标;

  • 第221行, 修改为:(*x) = XPT2046_GetX();
  • 第222行, 修改为:(*y) = XPT2046_GetY();

同上,可以各施各法,用各种方法赋值。

完成后,是这个样子的:

7、额外的测试预埋

(这一步,是非必须的,可以选择跳过。)

在后续的按钮测试中,有可能发生触摸坐标与显示坐标不对应的情况。

我们在这里先预埋一个操作,当后面发生问题,不用傻傻的盲猜原因:

触摸发生时,画点!!

这样,当发生错误时,, 能更好地排查问题:

1:触摸时,画的点,与触摸位置不对应,那就是触摸校验参数不对,要重新校准;

2:触摸时,屏上任何位置,都没看到有点出现,那就应该是触摸没发生了;

具体的预埋操作:

首先,在 lv_port_indev.c 内的顶部:#include 屏显的头文件 如:

#include "bsp_LCD_ILI9341.h”    // 注意:这里要替换成你的LCD头文件 

然后,就在刚才的那个 touchpad_get_xy( ) 函数中,增加加一行画点操作:

  • 第222行下方,插入新行,画点操作:LCD_DrawPoint( *x, *y, BLACK);

完成后,是这个样子的:

至此,触摸屏的注册,已经完成。

点击编译:0 Error。

提示:

参考过其它教程的细心的朋友,这里又会发现,相比其它教程,这里又少了步骤!

在其它教程中,会把其它几种输入方式的相关获取函数,都注释掉。

即:大约第230行~408行,鼠标输入、键盘输入、编码器输入....,统统注释掉。

不需要这样操作!

你没有为那些输入方式进行任务注册,也不调用它们,它们就不起任何作用。

而且,编译器聪明着,编译时将自动忽略死代码(即使是Level 0,死代码也不会产生影响)。


八、添加 LVGL 的文件引用

之前的几个部分,已修改完成了LVGL显示、触摸支持。

现在,正式在工程中“应用” LVGL。

1、给工程,添加 LVGL 的头文件

打开 main.c,在顶部, #include 三个头文件(复制下面三行):

#include "lvgl.h"                // 它为整个LVGL提供了更完整的头文件引用
#include "lv_port_disp.h"        // LVGL的显示支持
#include "lv_port_indev.h"       // LVGL的触屏支持

完成后,是这个样子的:

2、初始化LCD、触摸屏

在main函数内、 while 循环之前,调用LCD初始化函数、触摸屏初始化函数。

删除原示例中多余的显示测试代码、触摸测试代码。

下图,是小篇所用开发板的LCD驱动函数:

LCD_Init();                                         // 初始化 LCD
LCD_SetDir(1);                                      // 设置LCD的显示方向:横屏
XPT2046_Init(xLCD.width, xLCD.height,  xLCD.dir);   // 初始化触摸屏

记得前几步时,我们没有像其它教程那样,给disp_init() 填入LCD的初始化函数。

现在,随着其它的设备,把初始化放在一起,更符合习惯、更直观。

完成后,是这个样子的:

提示:

在上图的第187行:W25Q128_Init();

它是外部Flash设备W25Q128的的初始化函数。

开发板的触摸屏校准数据,存储在它里面。每次上电,要从它里面读取之前的校准数据。

如果你用的不是魔女开发板,或者,有其它的储存渠道,不用对它初始化。

3、初始化LVGL、显示、触屏

在硬件的初始化代码之后,进行LVGL的初始化(复制下面3行):

lv_init();                             // LVGL 初始化
lv_port_disp_init();                   // 注册LVGL的显示任务
lv_port_indev_init();                  // 注册LVGL的触屏检测任务

完成后,是这个样子的:

4、显示按钮控件、文本控件

在LVGL的初始化之后,添加LVGL控件 ,以测试LVGL的显示:

  • 添加一个按钮
  • 为按钮添加文本
  • 添加一个独立的标签文本

具体代码如下:

    // 按钮
    lv_obj_t *myBtn = lv_btn_create(lv_scr_act());                               // 创建按钮; 父对象:当前活动屏幕
    lv_obj_set_pos(myBtn, 10, 10);                                               // 设置坐标
    lv_obj_set_size(myBtn, 120, 50);                                             // 设置大小
   
    // 按钮上的文本
    lv_obj_t *label_btn = lv_label_create(myBtn);                                // 创建文本标签,父对象:上面的btn按钮
    lv_obj_align(label_btn, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);                              // 对齐于:父对象
    lv_label_set_text(label_btn, "Test");                                        // 设置标签的文本

    // 独立的标签
    lv_obj_t *myLabel = lv_label_create(lv_scr_act());                           // 创建文本标签; 父对象:当前活动屏幕
    lv_label_set_text(myLabel, "Hello world!");                                  // 设置标签的文本
    lv_obj_align(myLabel, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);                                // 对齐于:父对象
    lv_obj_align_to(myBtn, myLabel, LV_ALIGN_OUT_TOP_MID, 0, -20);               // 对齐于:某对象

完成后,是这个样子的:

有没有一种感觉:LVGl的代码,与我们平时写的STM32的代码,风格区别相当大?

特别是刚玩嵌入式的兄弟,很不习惯:函数名称长、参数多......。

没事,不用太在意。

多读,多写写,慢慢就会喜欢上它这种“编码思维”:一致性、模块化、可配置性、可维护性!

好了,至此,已经编写好让LVGL显示控件的代码,离开跑只差两步操作!

不急,先编译一下!

0 Error, 35 Warning !!

只要是 0 Error,就可以了!那些35个警告的,不用管它。

如果出现错误:

1:少量的错误,应该是某个操作错了,向上翻动编译信息,找到第1个 error, 按它的描述排查、对比刚才的操作。

2:数量众多的错误,如几十个!向上翻动编译信息,应该会看到一片相同的错误描述,如下图:

错误描述:Error:L640E:No space in execution regions with .ANY....

这种情况就是内存不足了,程序需要的内存大于芯片RAM。

具体解决:下面的裁剪方法,可以参考。

额外的裁剪探讨:程序Flash和RAM的资源占用

编译后,在信息栏会有详细的资源需要统计。

我们这个程序:Flash占用190K, RAM占用80K (可翻看上面的截图)

  • FLASH 占用 = Code + RO-data + RW-data  = 163172 + 31808 + 592 = 190K
  • RAM 占用    =  RW-data + ZI-data = 592 + 80504 = 80K

市面常用的几款STM32芯片的Flash和RAM资源大小:

芯片型号FlashRam
STM32F103RC256 K48 K
STM32F103VE512 K 64 K
STM32F407VE512 K192 K
STM32H750VB128 K1056 K

如果你使用的是STM32F407VE,Flash和RAM都是妥妥的足够。

但是:

F103RC、F103VE,芯片硬件的RAM,远远达不到程序运行的需要。

H750VB, Flash也是远远的不够。

怎么办?

就两个路:要么对程序进行裁剪,要么直接更换资源更大的芯片!

1:做项目时,在不缺钱的情况下,优先考虑更换芯片。这样方便于后续扩充功能。

2:如果不更换芯片,就要对程序进行裁剪了,主要是减少内存的占用。

下面,是针对RAM和FLASH不足的情况,常用的操作。

第一:程序RAM > 硬件RAM,修改LVGL的内存池大小

  • lv_conf.h中,第52行,LV_MEM_SIZE,LVGL管理的内存池大小,48U, 改为12U

修改后,重新编译,一般,程序RAM占用会降至40K内.

如果修改后,还是 >硬件RAM,再来:

  • lv_port_disp.c中,第87、88行,显存大小(刷屏用),原10行,修改为2行到5行左右;

修改后,重新编译,一般,程序的RAM占用,会再减小几K;

如果,还是 >硬件RAM,细心检查一下程序中,是不是定义了全局有效的大数组。

第二:程序Flash占用 > 硬件Flash

常用芯片中,F103C8、H750VB这两款,硬件Flash是比较小的。

不过呢,它俩通常都有“隐藏”的Flash。

即在芯片生产中,Flash不止这么小,但各种原因,参数上定为128K了。

注意,这种情况,只是“通常”,而非“肯定”,具体情况,可以上百度八卦一下网友的验证。

我们无视编译统计的大小,只要无Error, 直接烧录! 只要能正常运行程序,基本是有额外的Flash了。


九、LVGL 心跳、任务刷新

按目前的移植进度,我们只差两个时间任务要处理:

  • 第1个时间任务:为LVGL提供准确的心跳。必须间隔精准地,调用时基函数:lv_tick_inc(),俗称心跳,让LVGL精准地知道时间的流逝; 

  • 第2个时间任务:间隔5ms左右,调用周期性任务函数: lv_timer_handler() ,它的作用是检查所有注册任务的时间戳,执行那些已经到期的任务,如:屏显更新、动画更新、触控、定时器事件等;

1、给LVGL一个心跳时基

(概念上,有点类似FreeRTOS的1ms时基。)

LVGL心跳函数(时基函数):lv_tick_inc(),每隔1ms调用一次;

这个函数对于图形界面的流畅运行比较重要,它令 LVGL 知道执行任务时流逝的时间。

如果 lv_tick_inc() 调用间隔不准确,可能会导致显示卡顿、任务处理不及时。

特别地,不建议使用滴答时钟SysTick产生这个时基,因为它常常需要被用于RTOS等。

建议使用TIM产生1ms中断,设置它的中断为高优先级,通过中断函数调用LVGL心跳时基。

可以使用各个TIM、各种方法,产生1ms中断,如寄存器操作、标准库、手撸HAL等等。

本篇,通过CubeMX配置TIM6,产生1ms中断。

( TIM6 1ms中断,操作 5-1:设置TIM6时基 )

  • 使能TIM6,打勾 Activated即可。
  • 设置分频值(PSC):F103是72-1,  F407是84-1。为什么要减1,因为执行时:寄存器值+1。
  • 设置周期值(ARR):1000-1。

通过设置这两个参数,可以把周期设置为1ms,具体的计算方法:

周期时长 = PSC/运行时钟*ARR = 84/84000000*1000 = 0.001秒

( TIM6 1ms中断,操作 5-2:设置TIM6的中断 )

设定好了周期,还要使能中断,令每一周期结束时产生一次中断。

  • 打勾TIM6的中断,并设置中断抢占级为:0,(默认也是0);

TIM6已设置好了。

(TIM6 1ms中断,操作 5-3:CubeMX 生成)

keil,先点击保存,不要嫌麻烦。如果之前最后的操作是编译,那么,它就已自动保存了。

现在点击CubeMX里的生成按钮,令刚才的配置更新到工程里面。

切换为keil,如果刚才没有关闭,这时它就弹窗提示代码有更新,点击“是”, 当前工程即可更新代码。

( TIM6 1ms中断,操作 5-4:开启TIM6 )

回到main.c中,调用HAL函数:启动TIM6,并使能它的周期更新中断。

  • HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);

注意,这一行,建议插入在LVGL的初始化之后,如下图中位置 。

 完成后,是这个样子的:

( TIM6 1ms中断,操作 5-5:中断回调函数 )

编写周期更新中断的回调函数中,在里面调用lv_tick_inc( ),给LVGL提供心跳;

本篇,在main.c的尾部,在/* USER CODE BEGIN 4 */  的配对注释内,编写这个函数;

完成后,是这个样子的:

回调函数解释:

这是一个TIM的周期更新中断回调函数,它是定义在***_hal_tim.c中的一个弱定义函数。

CubeMX、CubeID生成的工程,TIM发生周期更新中断时,都会统一调用它。

我们需要在期待的位置,重写这个函数。本篇写在了main.c的尾部。

在回调函数中,我们调用:lv_tick_inc(1),参数为1,即让LVGL知道,1ms已经过去了。

如果你设置TIM产生的是2ms的中断,也可以:lv_tick_inc(2),效果是一样的。

另外 :

在这个中断回调函数中,我们额外地添加了LED每0.5ms闪烁的代码。

目的是为了调试时,可以肉眼判断定时器TIM是否按预期正常工作。

只有TIM6按预期正常工作了,才能给 LVGL 一个准确的心跳时基。

编写回调函数后,编译!

0 Error, 35 Warning。

2、每隔5ms左右,调用任务刷新函数: lv_timer_handler()

简单地理解,每5ms让LVGL刷新(干活)一次。

让LVGL定期检查所有已注册任务的时间戳,执行那些已经到期的任务,如刷屏、检测触摸等;

官方的描述:大约5ms左右、在while循环中调用;

  • 在msin.c的while中,每隔5ms调用:lv_timer_handler()

特别地:切勿通过TIM中断调用它,因为它的执行时间有点长,避免霸占中断资源。

完成后,是这样子的:

HAL_Delay 的坑 

上面代码中,你或许会对 HAL_Delay(1-1)产生疑惑。

HAL_Delay 函数执行时,它会对传入的参数+1进行计时。

具体原因,请细刨 HAL 源代码的注释。

如果间隔周期小,如 5ms内的,建议对传入的参数-1,能更精准;

如果间隔周期大,如 几十ms、几百ms,不用-1,因为延时的执行误差也远大于1ms。

至此,两个时间任务的,也处理完毕!

LVGL的移植,已全部完成 !

点击编译:0 Erros !

开始烧录吧!

一百多K的程序,烧录时间有点长,大约耗时十来秒。

运行效果如下:

显示正常,显示部分已移植成功!

触摸正常,按下时按钮的状态生产了变化,触摸部分也移植成功!

(已移植成功的老乡,先别走!!建议耐心读完下半部分,干货!!)

5、触摸没反应的排查

一次就移植成功的机率太低太低了。

更大可能出现的情况是:显示正常,触摸没反应!

正常情况下:如上图gif 所显示的,点击按钮时,按下、释放,按钮的状态是不一样的。

如果按钮在按下时没有反应、不会产生状态变化 ,主要排查3项:

  1. 触摸检测:lv_port_indev.c 第209行:touchpad_is_pressed(),返回值是否相符;
  2. 坐标获取:lv_port_indev.c 第217行:touchpad_get_xy();
  3. 坐标不符:触摸屏坐标与显示屏坐标不符,需要重新校准;

如果已按上面(七-7)的步骤,在touchpad_get_xy()函数预埋了画点函数,如下图:

配合这个预埋,现在可以这样测试:在显示屏空白的地方,用指甲,慢慢地,划几道线。

  • 如果划不出黑线(断断续续的黑线),排查硬件初始化,和上面的1、2两项;
  • 如果划出了黑线,但是坐标不对,那就是触摸屏需要重新校准了,即上面的3;

注意:有时候,黑点黑线,是被画在了屏的边上,堆在一起了,要注意细看。

关于第一种错误,检查:触摸检测函数返回值,是否正确。

  • 用printf大法!把触摸返回值、坐标获取值,printf出来,在串口助手上观察;
  • 必须确认:触摸按下时,有返回值,而且返回值正确(0-未按下、1-按下),
  • 如果返回值对了,再确认坐标获取是否正常,查对printf出来的数据。
  • 最后,就是从本篇开头,一步步对归照,是哪一步出现漏做了。

关于第二种,重新校准

  • 不同的开发板,问一问屏的商家,如何重新校准触摸屏;
  • 本篇使用的“魔女开发板”在这个工程中,使用串口助手发送:XPT2046,  即可进入重新校准。进入了校准界面后,用笔尖,点击依次出现的四个十字线,即可完成重新校准。

十、控件的事件添加、响应处理

当上述问题都解决了,按钮能正常触控后,再操作这一步部分。

LVGL的学习,可以大概地为分两部分:界面绘制、事件处理。

1、界面的绘制

我们这里不啰嗦,上面的示范代码,你能看个明白即可,无需深挖。

因为LVGL的界面绘制,更常规的操作:使用可视化工具进行设计,再把界面工程移植回STM32。

2、事件处理

可视化工具,能帮我们处理好:控件生成、布局、屏幕切换等;

但是,不能处理STM32上的事,如按下按钮,发送某CAN通信等;

这些,都是需要回到Keil或者CubeIDE里,自行增加编写的。

所以,特意增加一章,示范:事件的添加、编写响应处理函数。

明白了响应和处理的操作,后面使用可视化工具时,能有更好的理解。

下面,以按钮的点击为例,示范:事件添加、响应处理。

回到main函数,在添加按钮的那三行代码下方,增加一行,为控件添加事件:

  • lv_obj_add_event_cb(myBtn, myBtn_event, LV_EVENT_CLICKED, NULL);     

这行有点复杂,对参数稍作解释:

myBtn:控件的名称(不限于按钮);

myBtn_event:事件响应时,LVGL调用的处理函数 (等一会儿要手动编写这个函数);

LV_EVENT_CLICKED:点击事件; 不同的控件,有不同的事件类型;

NULL:传递给回调函数的可选用户数据,这里暂时不用;

完成后,是这个样子的:      

然后,开始编写刚才说的那个事件回调函数。

在main函数的上方,注释BEGIN 0 与 END 0之间,编写回调函数:myBtn_event();

// 按钮的事件回调函数
static void myBtn_event(lv_event_t *event)
{
    lv_obj_t *btn = lv_event_get_target(event);                    // 获得调用这个回调函数的对象
    if (event->code == LV_EVENT_CLICKED)
    {
        static uint8_t cnt = 0;
        cnt++;
        lv_obj_t *label = lv_obj_get_child(btn, NULL);             // 获取第1个子对象(我们在设计时,已安排了它的第1个子对象是一个label对象)
        lv_label_set_text_fmt(label, "Button: %d", cnt);           // 设置标签的文本,写法类似printf
    }
}

对函数内的代码行,上面已有注释,比较简单,这里也就不啰嗦了。

完成后,是这个样子的:

编译,烧录,运行效果如下:



 

十 一、几个相关的小事情

上面,LVGL的移植,已经完成的。

备份好这个工程吧,它能作为后续可视化设计移植的基础工程。

本部分,探讨一些轻松一点的、可能对你有用的玩法。

1、在右下角,显示CPU使用率、FPS帧数

  • lv_conf.h中第282行,找到:LV_USE_PERF_MONITOR,原值:0, 修改为:1

2、在左下角,显示LVGL的内存使用率

  • lv_conf.h中第289行,找到:LV_USE_MEM_MONITOR,原值:0, 修改为:1

3、黑色主题

  • lv_conf.h中第579行:找到:LV_THEME_DEFAULT_DARK, 原值:0, 修改为:1

4、获取控件的各种玩法

LVGL的控件玩法,最好的网站,没有之一:

LVGL 中文开发手册 -- https://lvgl.100ask.net/master/index.html

有啥控件,控件的实现效果如何,都可以在这里找到答案。

如,想实现一个下拉列表:

打开上面网址, 找到 EXamples / Widgets / Dropdown(下拉列表)。

点击后,右侧会展示各种下拉列表的效果(有点延时,要稍等),还可以通过鼠标点击它。

先找到我们想要的控件效果,

在效果的下方,点击 “Show C code",可以展开这个效果的代码,复制到工程中,即可测试。

 5、查询 LVGL 某个函数、某个变量的解释 

直接问AI,没有更快了,下面是Kimi的网址:

https://kimi.moonshot.cn


十 二、显示中文

如何显示中文呢?如果使用代码的方法,不外乎两个方法:

  • LVGL源文件中,自带了一个中文字库。
  • 网上有各种的字模转换方法、程序。

这两种方法,使用过程都很烦琐,都不建议使用。

小篇的建议是:通过Gui Guider实现。

Gui Guider除了能对界面进行可视化设计,还能轻松实现中文显示,根本无需理会转换的问题。

在我们移植的这个LVGL工程基础上,就能直接使用Gui Guider的移植。

Gui Guider 教程链接:LVGL_可视化设计 (Gui Guider)

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