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SWM32SRET6——LVGL移植

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发表时间:2022-10-21 08:53作者:全球芯 | glochip.com网址:http://glochip.com/news/

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 官网:https://lvgl.io

GitHub 地址:https://github.com/lvgl/lvgl

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lvgl\lv_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lvgl\src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 lvgl\porting\lv_port_disp_template.c和lvgl\porting\lv_port_indev_template.c,lvgl\porting\lv_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。


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