标签: LVGL

开发板配备一块480*272分辨率RGB565显示屏，带触摸功能。此篇讲述SDK LVGL功能。 首先，控制台使用scons --menuconfig命令，进入配置界面，选择LVGL showcase demo,保存后退出。 图1:图形界面LVGL配置 开发板硬件UART0配置为系统调试串口，可以作日志使用，也可以进入命令模式辅助开发调试。 图2:串口日志调试 SDK使用的是RT-Thread系统，已经移植了LVGL框架。在kernel/rt-thread/src/components.c里rtthread_startup作为系统main启动函数，对系统板级初始化、系统定时器初始化，初始化任务，启动调度器等。 lvgl_thread_init创建了LVGL任务，在lvgl_thread_entry任务里，实现了LVGL功能，包含lvgl初始化,LCD屏配置，触摸配置以及用户UI界面设计。用户界面在lv_user_gui_init里设计。 图3:LVGL任务 这里做一下旋转屏方面的试验。在lv_port_disp.c里voidlv_port_disp_init()函数增加屏幕旋转配置参数，在lv_fbdev.h配置USE_DRAW_BUF是能及匹配调整屏的像素大小。如下图所示。 图4-1:屏幕旋转显示配置 图4_2:旋转配置使能及像素匹配 scons编译后AiBurn烧录。进入烧录方式：上电后按住UBOOT键不放，按一下RESET键，然后松开UBOOT键，进入烧录模式，加载编译后镜像，点击“开始”进行烧录. 图5:烧录固件 较修改前，屏幕旋转了180°，旋转屏显示效果如下: 图6：LCD屏旋转效果 至此，对SDK LVGL功能有进一步的了解与使用。

By Toradex胡珊逢 简介 LVGL 是一个免费、开源的图形库，能够在嵌入式设备如上使用 C/C++ 语言轻松绘制图形。由于这是一轻量级图形库，最初广泛被 MCU 处理器使用。随着功能完善，在性能和资源更充裕的 MPU 上也逐渐被使用。文章将介绍如何在 Verdin AM62 计算机模块上移植 LVGL。 硬件介绍 Verdin AM62是一款基于TI AM623/625 SoC 的 Arm 计算机模块，提供多达 4 个 Cortex-A53 内核和一个 Cortex-M4 处理器。最高 RAM 和 Flash 分别为 2GB 和 16GB。支持常见的 I2C、SPI、CAN 和 双路以太网等。模块可选配板载 WIFI/BT 模块。 软件说明 Verdin AM62 提供使用Yocto Project生成的 Linux 镜像。该系统使用 wayland 作为底层图形框架。而 LVGL 目前也已经能够支持 wayland。无需移植硬件显示控制器驱动。如果在 MCU 上使用 LVGL，通常选择所使用的控制器，如 ILI9341。相关内容可以参考我们之前发布的文章。 LVGL 移植 LVGL 的编译需要用到 Linux SDK。可以参考该页面，使用Yocto Project 生成 SDK 文件后进行安装。 首先，使用下面命令下载LVGL v8.1。 gitclone--recursivehttps://github.com/lvgl/lv_port_pc_eclipse.git cdlv_port_pc_eclipse/ gitcheckout-bWORKINGorigin/release/v8.1 gitsubmoduleinit gitsubmoduleupdate 在lv_port_pc_eclipse 目录中，打上补丁文件。 gitapply-p1lvgl_v8.1_verdin_am62.patch LVGL 使用 cmake 编译。在 CMakeLists.txt 中添加了 Linux SDK 的安装目录，以及相关的头文件在 SDK 中对应的位置。 +set(SDK_ROOT "$ENV{SDKPATH}") +include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}) +include_directories(${SDK_ROOT}/sysroots/aarch64-tdx-linux/usr/include/libdrm) LVGL 包含三部分代码，lvgl 图形库实现代码，lv_drivers 显示驱动，以及演示用的 lv_demos 代码。在 CMakeLists.txt 中定义编译目标。 + target_compile_definitions(lvgl + target_compile_definitions(lv_drivers + target_compile_definitions(lv_demos 关于lvgl 自身功能和属性的配置在 lv_conf.h 中管理。对于资源有限的 MCU 这非常有用。禁用不需要的的功能，能够有效减少编译后二进制文件的大小，并降低 RAM 开销。在 Arm Linux 则没有这样的限制，还可以充分利用 Linux 资源。例如 lvgl 使用 Linux 平台中 glibc 提供的内存管理 API。 # define LV_MEM_CUSTOM_INCLUDE # define LV_MEM_CUSTOM_ALLOC malloc # define LV_MEM_CUSTOM_FREE free # define LV_MEM_CUSTOM_REALLOC realloc lv_drv_conf.h 主要配置 lvgl 输出所需的显示驱动属性。Verdin AM62 的 Linux 中已经实现了显示硬件驱动的配置，lvgl 只需要在 wayland 完成渲染显示即可，在 lv_drv_conf.h 不需要太多的设置，这里只设定了显示窗口大小。 +/* Demo Resolution */ +# define SDL_HOR_RES 800 +# define SDL_VER_RES 400 文章使用lvgl 自带的 demo 作为演示，lv_demo_conf.h 中 demo 外观。 #define LV_USE_DEMO_MUSIC 1 #if LV_USE_DEMO_MUSIC -# define LV_DEMO_MUSIC_LANDSCAPE 0 +# define LV_DEMO_MUSIC_SQUARE 0 +# define LV_DEMO_MUSIC_LANDSCAPE 1 +# define LV_DEMO_MUSIC_ROUND 0 main.c 中初始化 lvgl 相关的 API，并利用 SDL 线程每隔 5ms 调用 lv_tick_inc() 为 lvgl 提供计时。 staticinttick_thread(void*data) { (void)data; while(1) { SDL_Delay(5); lv_tick_inc(5); } return0; } 通过SDL 把触摸屏作为 lvgl 的输入设备。 indev_drv_1.read_cb = sdl_mouse_read; lv_indev_t*mouse_indev =lv_indev_drv_register(&indev_drv_1); 最后，使用Linux SDK 中的 environment-setup-aarch64-tdx-linux 初始化编译环境后完成编译。 source~/LinuxSDK/v6-am62/environment-setup-aarch64-tdx-linux cmake. make 将生成的main 二进制文件复制到 Verdin AM62 上运行即可。 总结 文章介绍了如何将LVGL 移植到 Verdin AM62 模块上，由于底层显示驱动已经在 Linux 中配置，移植过程并不涉及硬件驱动，该方法同样也适用于除了 AM62 以外的其他模块。 参考 ·How to build LVGL applications using STM32CubeIDE ·LVGL Set up a project

B y Toradex 胡珊逢 LVGL (Light and Versatile Graphics Library) 是一个轻量级的开源图形库，采用 C 或者 MicroPython 语言开发。可以在资源有限的 MCU 上轻松地绘制图形界面。 Verdin iMX8M Plus 模块的处理器除了 Cortex-A53 核心外，还具有一个 Cortex-M7 核心，其可以运行诸如 FreeRTOS 的实时操作系统。本文接下来就将介绍如何移植 LVGL 到 Verdin iMX8M Plus 的 Cortex-M7 核上。 本次演示采用一块 SPI 接口的 LCD ， 屏幕控制器为 ILI9341 。除了 VCC 、 GND 和背光外 ， 和 Verdin iMX8M Plus 连接的引脚主要有下面四个。 ILI9341 Verdin iMX8M Plus CS SPI 片选 ECSPI1_SS0 SODIMM202 RESET 复位 GPIO1_IO001 SODIMM208 DC 命令 / 数据 GPIO1_IO00 SODIMM206 MOSI SPI MOSI ECSPI1_MOSI SODIMM200 SCK SPI 时钟 ECSPI1_SCLK SODIMM196 表一： Verdin iMX8M Plus 连接 ILI9341 注意 Verdin iMX8M Plus 的 SoC 使用 1.8V IO ，在连接 SPI LCD 时需要使用 3.3V – 1.8V 电压转换电路。 LVGL 库分为两部分。 第一部 分是图形实现，包括绘制各类形状、色彩管理、动画事件、定时器等， 第二部 分是硬件驱动实现 lvgl_drivers 。 LVGL 将每一帧绘制好的图片数据保存在 RAM 中 ， lvgl_drivers 负责将数据传输到外部显示设备。 lvgl_drivers 支持多种显示器 ， 如 TFT 、电子墨水屏、 OLED 等。 这里 是 lvgl_drivers 支持的常见显示控制器。 LVGL 移植时通常只需要修改 lvgl_drivers 。例如在本次演示使用了 SPI 接口的 显示屏。 Verdin iMX8M Plus 可以提供连接显示屏所需的 SPI Master 功能。移植任务主要是适配 lvgl_drivers 中 ILI9341 的 SPI 数据传输以及 LVGL 图形库的几个重要定时任务。 首先 安装 iMX8M Plus M7 开发所需的 SDK ， 如 SDK_2_12_1_MIMX8ML8xxxKZ 。将 该工程 下载到 SDK 安装目录的 SDK_2_12_1_MIMX8ML8xxxKZ/boards/evkmimx8mp/rtos_examples/freertos_ecspi/ 位置。这个工程已经包含了下面提到的修改内容。 在工程目录的 armgcc/CmakeLists.txt 添加 lvgl 和 lvgl_drivers 。这里指定 v8.3.7 ， 其他的版本可能发生 API 变更 ， 需要做对应的修改。设置 lvgl 和 lvgl_drivers 的 github 下载源。 --------------------------------------- # Fetch LVGL from GitHub FetchContent_Declare(lvgl GIT_REPOSITORY https://github.com/lvgl/lvgl.git GIT_TAG v8.3.7) FetchContent_MakeAvailable(lvgl) FetchContent_Declare(lv_drivers GIT_REPOSITORY https://github.com/lvgl/lv_drivers GIT_TAG v8.3.0) FetchContent_MakeAvailable(lv_drivers) --------------------------------------- 将 lvgl::lvgl 和 lvgl::drivers 编译到工程中。 --------------------------------------- target_link_libraries(${MCUX_SDK_PROJECT_NAME} PRIVATE lvgl::lvgl lvgl::drivers) --------------------------------------- 在 add_executable(${MCUX_SDK_PROJECT_NAME} 添加下面两个头文件。 --------------------------------------- "${ProjDirPath}/../lv_drv_conf.h" "${ProjDirPath}/../lv_conf.h" --------------------------------------- 设置变量 LV_CONF_PATH ， 这是 lvgl 的配置文件 lv_conf.h ， 里面包含屏幕分辨率和 lvgl 图形库参数。 --------------------------------------- # Specify path to own LVGL config header set(LV_CONF_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../lv_conf.h CACHE STRING "" FORCE) --------------------------------------- FETCHCONTENT_UPDATES_DISCONNECTED 允许每次编译的时候不必重新下载 lvgl 代码。 --------------------------------------- SET(FETCHCONTENT_UPDATES_DISCONNECTED ON) --------------------------------------- 在工程目录下的 lv_conf.h 设置 SPI TFT 屏幕分辨率 240*320 。 --------------------------------------- #define LV_HOR_RES_MAX 240 #define LV_VER_RES_MAX 320 --------------------------------------- 在工程目录下的 lv_drv_conf.h 设置 LVGL 硬件驱动相关参数。 LV_DRV_DELAY_US() 和 LV_DRV_DELAY_MS() 需要在自己的代码中实现（位于 freertos_ecspi_loopback.c ）。 --------------------------------------- /********************* * DELAY INTERFACE *********************/ #define LV_DRV_DELAY_INCLUDE /*Dummy include by default*/ #define LV_DRV_DELAY_US(us) LVGL_DELAY_MS((1)) /*Delay the given number of microseconds*/ #define LV_DRV_DELAY_MS(ms) LVGL_DELAY_MS((ms)) /*Delay the given number of milliseconds*/ --------------------------------------- 延时函数在每个平台上的实现方法都不同 ， 有的可以使用 while() 或 for() 循环 ， 在运行操作系统的平台上可以利用系统提供的 API ， 例如 Verdin iMX8M Plus M7 的 FreeRTOS 中使用 vTaskDelay() 。 --------------------------------------- void LVGL_DELAY_MS(uint8_t ms) { vTaskDelay( ms / portTICK_PERIOD_MS ); } --------------------------------------- SPI TFT LCD 采用了 ILI9341 控制器，因此设置 USE_ILI9341 宏定义，以及分辨率参数。 --------------------------------------- #ifndef USE_ILI9341 # define USE_ILI9341 1 #endif # define LV_HOR_RES 240 # define LV_VER_RES 320 --------------------------------------- 除了上面的延时函数外 ， 用于控制 ILI9341 数据 / 命令引脚 的 LV_DRV_DISP_CMD_DATA() 、复位 ILI9341 的 LV_DRV_DISP_RST() 和 SPI 传输一个字节、多个字节的函数 s pi_transaction_one_byte() ， spi_transaction_array () 也需要自己实现。在 lv_drv_conf.h 里定义 lv_diplay_cmd_data() 和 lv_diplay_reset() 。 --------------------------------------- #define LV_DRV_DISP_INCLUDE /*Dummy include by default*/ #define LV_DRV_DISP_CMD_DATA(val) lv_diplay_cmd_data((val)) /*Set the command/data pin to 'val'*/ #define LV_DRV_DISP_RST(val) lv_diplay_reset((val)) /*Set the reset pin to 'val'*/ --------------------------------------- 由于 iMX8M Plus 的 SPI 在收发时会自动控制 CS 引脚，因此 LV_DRV_DISP_SPI_CS(val) 可以设置为空函数。 --------------------------------------- #define LV_DRV_DISP_SPI_CS(val) /*spi_cs_set(val)*/ /*Set the SPI's Chip select to 'val'*/ #define LV_DRV_DISP_SPI_WR_BYTE(data) spi_transaction_one_byte((data))/*spi_wr(data)*/ /*Write a byte the SPI bus*/ #define LV_DRV_DISP_SPI_WR_ARRAY(adr, n) spi_transaction_array((adr), (n))/*spi_wr_mem(adr, n)*/ /*Write 'n' bytes to SPI bus from 'adr'*/ --------------------------------------- 在 freertos_ecspi_loopback.c 中实现 lv_diplay_cmd_data() ， lv_diplay_reset() ， spi_transaction_one_byte() ， spi_transaction_array() 。 --------------------------------------- void lv_diplay_cmd_data(uint8_t val) { GPIO_PinWrite(GPIO_PAD, LCD_CMD_DATA, val); } void lv_diplay_reset(uint8_t val) { GPIO_PinWrite(GPIO_PAD, LCD_RESET, val); } --------------------------------------- LCD_CMD_DATA 和 LCD_RESET 分别定义如下 ， 用于控制 ILI9341 的 命令 / 数据和复位引脚。 --------------------------------------- #define GPIO_PAD GPIO1 #define LCD_CMD_DATA 0U #define LCD_RESET 1U --------------------------------------- SPI 数据传输采用列队形式发送。 spi_transaction_one_byte() 和 spi_transaction_array() 均采用 xQueueSend() 将需要发送的数据加入到 spi_queue 列队中 ， 该列队长度为 128 字节。然后运行一个高优先级的任务 ecspi_task() 将数据从列队中通过 ECSPI_RTOS_Transfer() 发送到 ILI9341 控制器。由于发送数据的任务优先级高于写入列队的，所以 spi_queue 列队中保存的数据会被很快发送出去。 --------------------------------------- void spi_transaction_one_byte(uint8_t data) { BaseType_t xStatus; uint32_t data_to_queue; data_to_queue = (uint32_t)data; xStatus = xQueueSend(spi_queue, &data_to_queue, portMAX_DELAY); if( xStatus != pdPASS ) { PRINTF( "Could not send to the queue.\r\n" ); } } --------------------------------------- 本演示中，采用不同优先级的任务来实现相应的工作。优先级数字越大便是优先级越高。为了保证 SPI 及时发送到 ILI9341 ，将其设置为最高优先级。 任务函数 优先级 功能描述 draw_lvgl_ui 2 LVGL UI lv_task_hander_task 1 调用 lv_task_handler init_task 3 SPI 、 lv_init, hal_init 初始化 ecspi_task 4 发送 SPI 数据到 ILI9341 vApplicationTickHook executed every tick 调用 lv_tick_inc 表二： FreeRTOS 任务描述 draw_lvgl_ui() 中 绘制 需要显示的 LVGL UI 内容 ， 本 演示中将显示一个动态伸缩变化的彩色柱。 lv_task_hander_task() 将每隔 5ms 调用 lv_task_handler() ，该函数会每 5ms 处理 lvgl 相关任务。 init_task() 中完成 SPI 、 ILI9341 的初始化，以及 LVGL 图形库的相关初始化。为了防止在初始化完成前调用 lv_task_handler 和 UI 绘制 ， 该任务运行时 使用 vTaskSuspend 暂时停止 draw_lvgl_ui 和 lv_task_hander_task 两个任务。但 ecspi_task 继续运行 。 --------------------------------------- void init_task(void *pvParameters) { vTaskSuspend(xUITaskHandle); //suspend ui task untill init task finisded. vTaskSuspend(xLVTaskHandle); spi_init(); ili9341_init(); lv_init(); hal_init(); PRINTF("Init finised. resume xUI and XLV tasks\r\n"); vTaskResume(xUITaskHandle); vTaskResume(xLVTaskHandle); --------------------------------------- vApplicationTickHook 并不是一个单独的 FreeRTOS 任务 ， 而是在每个 tick 都会被执行。因此 ， lv_tick_inc 将在每 2ms 运行。该函数向 LVGL 动画和其他任务提供已经运行的时间 信息 ， 需要保证其运行的准确性和粒度。 --------------------------------------- void vApplicationTickHook(void) { static uint32_t ulCount = 0; ulCount++; = 2UL) { lv_tick_inc(2); //calling every 2 milliseconds. ulCount = 0UL; } } --------------------------------------- 修改 FreeRTOSConfig.h 中的下面参数，实现每个 TICK 为 1ms ，以及启用 上面提到的 TICK_HOOK 。 --------------------------------------- #define configTICK_RATE_HZ ((TickType_t)1000) #define configUSE_TICK_HOOK 1 --------------------------------------- 由于 LVGL 运行需要较大的 RAM 空间 ， 因此该演示 的 M7 固件 会被加载到 DDR RAM 上运行。在编译的时候使用 build_ddr_release.sh 脚本。 --------------------------------------- export ARMGCC_DIR=/opt/gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10 cd armgcc ./build_ddr_release.sh --------------------------------------- 在 U-Boot 里面设置 m7bootddr 参数，将上面编译好的 M7 固件加载到地址为 0x80000000 的 DDR RAM 中。 --------------------------------------- Verdin iMX8MP # print m7bootddr m7bootddr=tftp 0x80000000 m7.bin; dcache flush; bootaux 0x80000000 --------------------------------------- 启动时在 U-Boot 中运行下面命令。 --------------------------------------- run m7bootddr --------------------------------------- 运行效果如下。 ​ 总结 本文介绍为 Verdin iMX8M Plus M7 移植 LVGL 的步骤和创建对应 FreeRTOS 任务。在项目中需要 为 实际使用的外设和业务设置合适的任务优先级，保证图形流畅显示以及数据及时处理。 在 device tree 也需要把 M7 所使用的外设禁用，避免和 L inux 系统的冲突。