基于 RT-Thread 和 兆易创新GD32VW553H-EVAL 的智能电表：RISC-V + LVGL + ADC

本项目基于 GD32VW553H-EVAL 开发板，使用 RT-Thread 实时操作系统，实现了一款功能完整的智能电表显示终端。通过 ADC 采集电位器电压模拟电流输入，在 SPI LCD 屏幕上使用 LVGL 渲染出专业的电表界面，实时显示电网状态、电压、电流、频率、功率、功率因数、THD 和累计电能等参数。

目录

 

项目基本信息

 

开发环境与资源使用

 

项目体验与性能测试

1 项目基本信息

工程代码链接:https://gitee.com/YIYIGET/GD32VW553_Smart-meter

演示视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV17eVf6wE79/?spm_id_from=333.1387.upload.video_card.click

ADC相关功能文章链接：https://club.rt-thread.org/ask/article/e0635c54055589ca.html

实物照片：

 

2 开发环境与资源使用

 

类别	详情
RT-Thread 版本	RT-Thread v5.0.2
开发板	GD32VW553H-EVAL
开发工具/IDE	VS Code + RT-Thread scons命令行
编译工具链	RISC-V Embedded GCC
烧录工具	GD32 All-in-One Programmer
图形界面	LVGL v8.3.11
显示屏	SPI LCD (ILI9341 240×320)
主要外设	ADC (电位器模拟电流采样）SPI (LCD驱动）

 

3 项目体验与性能测试

3.1 项目简介

本项目基于 GD32VW553H-EVAL 开发板，使用 RT-Thread 实时操作系统，实现了一款功能完整的智能电表显示终端。通过 ADC 采集电位器电压模拟电流输入，在 SPI LCD 屏幕上使用 LVGL 渲染出专业的电表界面，实时显示电网状态、电压、电流、频率、功率、功率因数、THD 和累计电能等参数。

3.2 亮点与优势

界面采用卡片式布局，顶部状态栏显示运行状态，橙色灰色UI, 整体风格简洁清晰，适合工业仪表场景。

ADC采样对数据的实时性要求较高，LVGL刷新数据能够达到很好的显示效果。

关键代码解析：

1.ADC 采样使用adc，PA1,可调电位器模拟电流数据采样（与真实应用同原理），这部分不过多介绍有疑问的可以看上文提到的ADC相关实践文章链接。

•  
•  

#define ADC_DEV_NAME        "adc"      /* ADC 设备名称 */#define ADC_DEV_CHANNEL     1           /* ADC 通道 */#define REFER_VOLTAGE       330         /* 参考电压 3.3V,数据精度乘以100保留2位小数*/#define CONVERT_BITS        (1 << 12)   /* 转换位数为12位 */#define ADC_SAMPLE_DELAY    100         /* 采样间隔 100ms，可修改 */intmain(void){    rt_kprintf("Hello GD32VW553H\n");    rt_adc_device_t adc_dev;    rt_err_t ret = RT_EOK;    /* 创建互斥锁 */    adc_mutex = rt_mutex_create("adc_mtx", RT_IPC_FLAG_FIFO);    /* 查找设备 */    adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);    /* 使能设备 */    ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);    while (1)    {        /* 读取采样值 */        rt_uint32_t value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);        /* 转换为对应电压值 (修正了原本的变量名笔误) */        rt_uint32_t new_vol = value * REFER_VOLTAGE * 3/ CONVERT_BITS;        /* 【核心修改】获取互斥锁，保护全局变量的写入 */        if (rt_mutex_take(adc_mutex, RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK) {            adc_vol = new_vol;             rt_mutex_release(adc_mutex); // 释放互斥锁        }        rt_kprintf("the value is :%d \n", adc_value);        rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \n", adc_vol / 100, adc_vol % 100);        // /* 延时控制采样频率 */        rt_thread_mdelay(ADC_SAMPLE_DELAY);     }    return RT_EOK;}

上下、左右滑动查看

2.lvgl数据实时刷新，这里只使用了输出设备显示屏，未使用输入设备需注释掉，本项目由于数据量较小在lvgl线程中完成的数据刷新，也可以创建定时器完成数据刷新。

•  

staticvoidlvgl_thread_entry(void *parameter){#if LV_USE_LOG    lv_log_register_print_cb(lv_rt_log);#endif/* LV_USE_LOG */    lv_init();    lv_port_disp_init();    // lv_port_indev_init();//输入设备未使用    // lv_user_gui_init();    rt_tick_t last_update_tick = rt_tick_get();    constrt_tick_t update_interval = RT_TICK_PER_SECOND / 5; // 200ms 刷新一次    lv_meter_ui_create();     while(1)    {        rt_tick_t current_tick = rt_tick_get();        if (current_tick - last_update_tick >= update_interval) {            last_update_tick = current_tick;            rt_uint32_t display_vol = 0;            rt_uint32_t display_vol_p = 0;            if (rt_mutex_take(adc_mutex, RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK) {                display_vol = adc_vol;                 rt_mutex_release(adc_mutex); // 释放锁            }            display_vol_p = (display_vol * 220) / 1000;            //刷新 Label 显示            if (lbl_val_a != NULL) {                lv_label_set_text_fmt(lbl_val_a, "%d.%02d", display_vol / 100, display_vol % 100);            }            if (lbl_val_p != NULL) {                lv_label_set_text_fmt(lbl_val_p, "%d.%02d", display_vol_p / 100, display_vol_p % 100 );            }        }        lv_task_handler();        lv_tick_inc(10);        rt_thread_mdelay(10);     }}

上下、左右滑动查看

3.3 遇到的问题和解决方式

1.scons 找不到 RISC-V 编译器

解决办法：RTT_EXEC_PATH 未设置，设置为编译工具链所在路径

•  

set RTT_EXEC_PATH=...（所在位置）...\RISCEmbeddedGCC\bin

2.多线程同时读写同一个全局变量，结果不可预期-数据竞争（Race Condition）

解决办法：使用互斥锁对数据的读写进行限制

3.lvgl页面刷新慢

解决办法：由画点函数draw_point() 改为色块填充函数lcd_fill()提高刷新速度。