SWM32SRET6——LVGL移植

 

硬件资源介绍

SWM320是一款基于ARM Cortex-M4的32位微控制器，片上包含精度为1%以内的 20MHz/40MHz时钟，可通过PLL倍频到120MHz 时钟，提供多种内置FLASH/SRAM大小可供选择，支持ISP（在系统编程）操作及IAP（在应用编程）。

外设串行总线包括：1个CAN接口、内部叠封8MB SDRAM、多个UART接口、SPI 通信接口（支持主/从选择）及I2C接口（支持主/从选择）。

此外还包括1个32位看门狗定时器，6组32位通用定时器，1组32位专用脉冲宽度测量定时器，12通道16位的PWM发生器，2个8通道12位、1MSPS的逐次逼近型ADC模块，1个SDIO接口模块，TFT-LCD液晶驱动模块以及RTC实时时钟、SRAMC、NORFLC接口控制模块，同时提供欠压检测及低电压复位功能。

LittlevGL移植

LittlevGL概述

LittlevGL是一个免费的开放源代码图形库，它提供创建嵌入式GUI所需的一切，它具有易于使用的图形元素，精美的视觉效果和低内存占用。强大的构建块按钮，图表，列表，滑块，图像等，带有动画，抗锯齿，不透明度，平滑滚动的高级图形，各种输入设备的触摸板，鼠标，键盘，编码器等，多显示器支持，即同时使用更多的TFT和单色显示器，支持UTF-8编码的多语言，完全可定制的图形元素。

独立于任何微控制器或显示器使用的硬件，可扩展以使用较少的内存（80kB闪存，12 kB RAM），支持操作系统，外部存储器和GPU，但不是必需的，即使使用单帧缓冲区操作，也具有高级图形效果。

用C语言编写，以实现最大的兼容性（与C++兼容），模拟器可在没有嵌入式硬件的PC 上启动嵌入式GUI设计，快速GUI设计的教程，示例，主题，在线和离线文档，在 MIT 许可下免费和开源。

LittlevGL硬件要求

● 16、32或64位微控制器或处理器

● 建议时钟频率大于16MHz

● 闪存/ ROM：对于非常重要的组件，其大小大于64 kB（建议大于180 kB）

● 内存：

● 静态RAM使用量：大约8至16 kB，具体取决于所使用的功能和对象类型

● 堆栈：大于2kB（建议大于4kB）

● 动态数据（堆）：大于4 KB（如果使用多个对象，则建议大于16 kB）。LV_MEM_SIZE 在lv_conf.h中设置

● 显示缓冲区：大于“水平分辨率”像素（建议大于10× “水平分辨率”）

● C99或更高版本的编译器

● 基本的C（或C ++）知识：指针，结构，回调

LittlevGL移植

01、屏幕介绍

开发板板载的是一个RGB接口的屏幕JLT4301A，我们的板子使用的是RGB565接口。屏幕分辩率480*272，显示方向为横向。

触摸采用的是 GT911的电容触摸屏。

使用RGB屏，SDRAM是必须的，因为RGB屏需要使用显存，例如480*272的RGB565 屏幕，一个像素占用2字节的显存，总共需要480*272*2=261120 折合255KB的显存，内部RAM很显然是不够用的。那么RGB屏的驱动只需要使能背光、配置LCDC的外设以及显存的地址就可以了。然后往屏幕填充内容就是往对应的显存发送数据就可以了。不同 RGB 屏的配置参数可能不一样，显示方向也不一样。

开发板使用的是电容触摸屏，使用I2C进行通信，利用I2C初始化触摸IC GT911后，我们就可以通过I2C读出触摸的绝对位置，跟屏幕是一一对应的。

02、移植流程

LittlevGL 的移植过程也非常简单，总结了以下几个步骤：

1. 添加库文件到工程

2. 配置屏幕大小以及颜色深度等跟显示相关的参数

3. 分配一个显示缓冲区并实现屏幕填充的接口

4. 实现输入设备接口，读取触摸屏坐标

5. 实现文件系统接口，实现文件的读取写入

6. 提供一个滴答时钟的接口 lv_tick_inc();

7. 完成库的初始化以及接口的初始化 lv_init();lv_port_disp_init();lv_port_indev_init(); lv_port_fs_init;

8. 定期调用任务处理函数，可设置为 5-10ms lv_task_handler();

03、源码下载

LittlevGL 的源码可以在GitHub 进行下载，https://github.com/littlevgl/lvgl，可以 clone 到本地也可以直接下载压缩包。除了下载源码以外，还可以下载example和drivers。example里面包含了各种应用展示和控件使用示例，drivers 里面包含了一些液晶屏驱动接口示例。

共下载3个文件夹

打开源码文件，里面包含了接口示例文件和配置示例文件，其中src文件夹下面又进行了分类，具体请查看源码。

04、添加库文件到工程

第一步，复制库文件

复制lvgl文件夹到工程文件夹APP下面。

将lvgllv_conf_template.h文件复制一份并改名为lv_conf.h。这个文件是lvgl的配置文件，后面再介绍如何修改。

将lv_examples文件夹复制到工程文件夹下面，这里面包含了各种应用和基础示例，我们后面需要使用。

第二步，添加库文件到工程

打开MDK工程，添加源码，在lvglsrc文件夹下面有如下文件，我们在MDK里面添加全部文件即可。

然后在MDK里面再新建一个lvgl_porting文件夹和一个lvgl_demo文件夹，前者用于添加接口文件，后者用于我们后面添加示例文件，将 lvglportinglv_port_disp_template.c和lvglportinglv_port_indev_template.c，lvglportinglv_port_fs_template.c各复制一份，分别改名为lv_port_disp,c和lv_port_indev.c,lv_port_fs.c添加到MDK的lv_porting文件夹下面，后面再针对开发板的硬件进行对应的修改。

05、移植文件的适配

lvgl的源码中包含头文件有完整路径和简单路径两种方式，在MDK里面我们直接使用简单的头文件包含形式。

 

/*********************

 *      INCLUDES

 *********************/

#ifdef LV_CONF_INCLUDE_SIMPLE

#include "lv_conf.h"

#else

#include "../../../lv_conf.h"

#endif

 

我们使用简单的头文件包含，在MDK的宏定义里面添加LV_CONF_INCLUDE_SIMPLE 定义，如果后面还有lvgl的头文件路径是MDK不能识别的，读者根据实际情况修改为编译器能识别的格式，后面不再对此修改做介绍。

修改lv_conf文件，在我们之前复制过来的配置示例文件默认是被注释掉了。我们需要打开他。只需要将开头的#if 0修改为#if 1即可，如果后续的文件中再出现这种开关，读者自行打开即可。

 

/**

/*

 * COPY THIS FILE AS `lv_conf.h` NEXT TO the `lvgl` FOLDER

 */

#if 1 /*Set it to "1" to enable content*/

#ifndef LV_CONF_H

#define LV_CONF_H

/* clang-format off */

#include

 

配置屏幕的大小，我们的液晶屏是480*272

 

/* Maximal horizontal and vertical resolution to support by the library.*/

#define LV_HOR_RES_MAX          (480)

#define LV_VER_RES_MAX          (272)

 

配置颜色位数，我们使用RGB565模式，16位色

 

/* Color depth:

 * - 1:  1 byte per pixel

 * - 8:  RGB233

 * - 16: RGB565

 * - 32: ARGB8888

 */

#define LV_COLOR_DEPTH     16



/* Swap the 2 bytes of RGB565 color.

 * Useful if the display has a 8 bit interface (e.g. SPI)*/

#define LV_COLOR_16_SWAP   0

 

LVGL内存配置，这里区别与绘图缓冲区，这里配置的是lvgl的控件等使用的内存，需大于2KB，这里可以使用默认的32K配置，也可以将内存定义100K，从而分配更多的内存。

 

/* 1: use custom malloc/free, 0: use the built-in `lv_mem_alloc` and `lv_mem_free` */

#define LV_MEM_CUSTOM      0

#if LV_MEM_CUSTOM == 0

/* Size of the memory used by `lv_mem_alloc` in bytes (>= 2kB)*/

#  define LV_MEM_SIZE    (100 * 1024U)

 

GPU配置，这里关闭，我们使用LCD中断进行buffer的填充

 

/* 1: Enable GPU interface*/

#define LV_USE_GPU              0

 

LOG接口配置，这里暂未使用，读者在使用是可以将其配置为串口等

 

/*1: Enable the log module*/

#define LV_USE_LOG      0

#if LV_USE_LOG

/* How important log should be added:

 * LV_LOG_LEVEL_TRACE       A lot of logs to give detailed information

 * LV_LOG_LEVEL_INFO        Log important events

 * LV_LOG_LEVEL_WARN        Log if something unwanted happened but didn't cause a problem

 * LV_LOG_LEVEL_ERROR       Only critical issue, when the system may fail

 * LV_LOG_LEVEL_NONE        Do not log anything

 */

#  define LV_LOG_LEVEL    LV_LOG_LEVEL_WARN

/* 1: Print the log with 'printf';

 * 0: user need to register a callback with `lv_log_register_print_cb`*/

#  define LV_LOG_PRINTF   1

#endif  /*LV_USE_LOG*/

 

06、配置植接口

LittlevGL绘制的过程需要有一个缓冲区disp_buf,lvgl内部将位图绘制到这个缓冲区，缓冲区满了以后调用flush_cb接口函数进行屏幕的填充，我们将这部分缓冲区的内容通过LCD中断搬运到液晶屏，当填充完成后，调用lv_disp_flush_ready函数通知库绘制已经完成，可以开始其他绘制过程。

LittlevGL已经提供了一个示例文件，我们上面提到的复制文件也是使用他提供的文件，只需要我们修改几个接口函数即可。

定义lvgl绘制的缓冲区，这里需定义在外部SDRAM定义两个全屏的缓冲区。

 

static lv_disp_buf_t disp_buf;

#ifdef SWM_USING_SRAM

static lv_color_t lcdbuf_1[LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX] __attribute__((at(SRAMM_BASE)))           = {0x00000000};

static lv_color_t lcdbuf_2[LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX] __attribute__((at(SRAMM_BASE + 0x3FC00))) = {0x00000000};

#endif

#ifdef SWM_USING_SDRAM

static uint32_t lcdbuf_1[LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX / 2] __attribute__((at(SDRAMM_BASE)))           = {0x00000000};

static uint32_t lcdbuf_2[LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX / 2] __attribute__((at(SDRAMM_BASE + 0x3FC00))) = {0x00000000};

#endif

    lv_disp_buf_init( disp_buf, lcdbuf_1, lcdbuf_2, LV_HOR_RES_MAX * LV_VER_RES_MAX); /*Initialize the display buffer*/

 

定义一个lv_disp_drv_t的变量并初始化。

 

 lv_disp_drv_t disp_drv;      /*Descriptor of a display driver*/

    lv_disp_drv_init( disp_drv); /*Basic initialization*/

 

设置缓冲区。

 

/*Set a display buffer*/

    disp_drv.buffer =  disp_buf;

 

设置屏幕填充接口，这里的 disp_fluash 是一个函数，在示例中已经定义，我们直接对其修改就行了。

 

/*Used to copy the buffer's content to the display*/

    disp_drv.flush_cb = disp_flush;

 

注册驱动程序。

 

 /*Finally register the driver*/

    lv_disp_drv_register( disp_drv);

 

修改disp_flush函数以适应我们自己的硬件和屏幕。

 

static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)

{

    LCD->SRCADDR = (uint32_t)disp_drv->buffer->buf_act;

    LCD_Start(LCD);



    /* IMPORTANT!!!

     * Inform the graphics library that you are ready with the flushing*/

    lv_disp_flush_ready(disp_drv);

}

 

07、配置输入设备接口

lvgl支持键盘、鼠标、按键、触摸屏作为输入设备，我们这里仅仅使用触摸屏进行输入。

在lv_port_indev_template.c中，注册一个触摸屏设备需要以下步骤，我们只需要对触摸屏读取的回调函数进行修改即可。

 

/*Register a touchpad input device*/

    lv_indev_drv_init( indev_drv);

    indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;

    indev_drv.read_cb = touchpad_read;

    indev_touchpad = lv_indev_drv_register( indev_drv);

 

打开触摸屏读取的回调函数touchpad_read函数

 

* Will be called by the library to read the touchpad */

static bool touchpad_read(lv_indev_drv_t * indev_drv, lv_indev_data_t * data)

{

    static lv_coord_t last_x = 0;

    static lv_coord_t last_y = 0;

    /*Save the pressed coordinates and the state*/

    if (touchpad_is_pressed())

    {

        touchpad_get_xy( last_x,  last_y);

        data->state = LV_INDEV_STATE_PR;

    }

    else

    {

        data->state = LV_INDEV_STATE_REL;

    }

    /*Set the last pressed coordinates*/

    data->point.x = last_x;

    data->point.y = last_y;

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

    return false;

}

 

从touchpad_read函数可以看出，用户只需要完成两个接口函数即可。这两个函数的实现如下：

 

/*Return true is the touchpad is pressed*/

static bool touchpad_is_pressed(void)

{

    /*Your code comes here*/

    if(tp_dev.sta   0x80)

    {

        return true;

    }

    return false;

}

/*Get the x and y coordinates if the touchpad is pressed*/

static void touchpad_get_xy(lv_coord_t * x, lv_coord_t * y)

{

    /*Your code comes here*/

    (*x) = tp_dev.x[0];

    (*y) = tp_dev.y[0];

}

 

08、配置文件系统接口

文件系统使用FATFS，对接前需要完成文件系统的挂载。

文件系统注册。

 

void lv_port_fs_init(void)

{

    /*----------------------------------------------------

     * Initialize your storage device and File System

     * -------------------------------------------------*/

    fs_init();



    /*---------------------------------------------------

     * Register the file system interface  in LittlevGL

     *--------------------------------------------------*/

    /* Add a simple drive to open images */

    lv_fs_drv_t fs_drv;

    lv_fs_drv_init( fs_drv);

    /*Set up fields...*/

    fs_drv.file_size     = sizeof(file_t);

    fs_drv.letter        = 'P';

    fs_drv.open_cb       = fs_open;

    fs_drv.close_cb      = fs_close;

    fs_drv.read_cb       = fs_read;

    fs_drv.write_cb      = fs_write;

    fs_drv.seek_cb       = fs_seek;

    fs_drv.tell_cb       = fs_tell;

    fs_drv.free_space_cb = fs_free;

    fs_drv.size_cb       = fs_size;

    fs_drv.remove_cb     = fs_remove;

    fs_drv.rename_cb     = fs_rename;

    fs_drv.trunc_cb      = fs_trunc;

    fs_drv.rddir_size   = sizeof(dir_t);

    fs_drv.dir_close_cb = fs_dir_close;

    fs_drv.dir_open_cb  = fs_dir_open;

    fs_drv.dir_read_cb  = fs_dir_read;

    lv_fs_drv_register( fs_drv);

}

 

09、配置LittlevGL的嘀嗒心跳时钟接口

LittlevGL的使用需要需要周期性的时钟支持，用户需要定期调用 lv_tick_inc(uint32_t tick_period)函数，我们这里利用滴答定时器的1KHz去调用这个函数。在滴答定时器的中断服务函数中添加lvgl时基函数。

 

uint8_t tick_indev = 0;

void SysTick_Handler_cb(void)

{

    lv_tick_inc(1);

    tick_indev++;

    if (tick_indev > 100)

    {

        tick_indev = 0;

        GT911_Scan();

    }

}

 

10、初始化

包含lvgl的初始化以及显示和触摸，文件系统接口的初始化。

 

 lv_init();

lv_port_disp_init();

    lv_port_indev_init();

    lv_port_fs_init();

 

我们需要在主循环中周期性调用LittelvGL的任务处理函数。

 

while (1 == 1)

    {

        lv_task_handler();

    }

 

然后就可以进行应用的开发了。

来源：华芯微特32位MCU

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审核编辑 黄宇