STM32移植LVGL驅動ST7789

Step 1 — 准備移植所需文件

從lvgl官網下載到的文件中，主要需要以下選中的文件或文件夾：

在自己的工程中新建文件夾，命名為lvgl，將上述選中文件全部提取至該文件夾中，完整的工程文件樹如下：

其中：

• Bsp文件夾中的問價為ST7789的驅動文件，詳情請參考ST7789驅動；
• lvgl/example文件夾中包含了官方給出的各類例子，之所以建議將之拷貝至工程中主要是方便日后隨時查閱，同時，其中的porting文件夾中包含了移植的關鍵性接口文件的模板；
• lvgl/src文件夾中包含了GUI庫的所有核心文件；
• lvgl.h中包含了各類函數的聲明，方便調用，lv_conf_template.h為lvgl配置的模板。

Step 2 — 修改和補充相關的文件

1. porting文件夾中的文件

porting文件夾中個包含以下文件：

其中：

• disp的模板文件為顯示相關的接口函數的注冊文件；
• fs的模板文件為文件系統相關的接口函數的注冊文件；
• indev的模板文件為輸入設備的接口函數的注冊文件。

本隨筆中將重點討論GUI系統的移植，因此此處僅說明disp的模板文件的修改：

• 將disp相關的模板文件創建副本，並重命名，去掉_template后綴；
• 將h文件中的開始處的#if 0改為#if 1使能該文件；
• 在h文件中聲明外部調用初始化端口的函數：

    /**
     * LVGL requires a buffer where it internally draws the widgets.
     * Later this buffer will passed to your display driver's `flush_cb` to copy its content to your display.
     * The buffer has to be greater than 1 display row
     *
     * There are 3 buffering configurations:
     * 1. Create ONE buffer:
     *      LVGL will draw the display's content here and writes it to your display
     *
     * 2. Create TWO buffer:
     *      LVGL will draw the display's content to a buffer and writes it your display.
     *      You should use DMA to write the buffer's content to the display.
     *      It will enable LVGL to draw the next part of the screen to the other buffer while
     *      the data is being sent form the first buffer. It makes rendering and flushing parallel.
     *
     * 3. Double buffering
     *      Set 2 screens sized buffers and set disp_drv.full_refresh = 1.
     *      This way LVGL will always provide the whole rendered screen in `flush_cb`
     *      and you only need to change the frame buffer's address.
     */

    /* Example for 1) */
    #define MY_DISP_HOR_RES   240
    static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc_1;
    static lv_color_t buf_1[MY_DISP_HOR_RES * 10];                          /*A buffer for 10 rows*/
    lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc_1, buf_1, NULL, MY_DISP_HOR_RES * 10);   /*Initialize the display buffer*/

//    /* Example for 2) */
//    static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc_2;
//    static lv_color_t buf_2_1[MY_DISP_HOR_RES * 10];                        /*A buffer for 10 rows*/
//    static lv_color_t buf_2_2[MY_DISP_HOR_RES * 10];                        /*An other buffer for 10 rows*/
//    lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc_2, buf_2_1, buf_2_2, MY_DISP_HOR_RES * 10);   /*Initialize the display buffer*/
//
//    /* Example for 3) also set disp_drv.full_refresh = 1 below*/
//    static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc_3;
//    static lv_color_t buf_3_1[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES];            /*A screen sized buffer*/
//    static lv_color_t buf_3_2[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES];            /*Another screen sized buffer*/
//    lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc_3, buf_3_1, buf_3_2, MY_DISP_VER_RES * LV_VER_RES_MAX);   /*Initialize the display buffer*/

• 修改分辨率，如下：

    disp_drv.hor_res = 240;
    disp_drv.ver_res = 240;

• 補充初始化函數，如下：

/*Initialize your display and the required peripherals.*/
static void disp_init(void)
{
    st7789_init();
}

• 補充flush函數，注意，如果采用寫點函數來做，刷屏會很慢，所以推薦采用st7789_flush函數（見ST7789驅動）：

/*Flush the content of the internal buffer the specific area on the display
 *You can use DMA or any hardware acceleration to do this operation in the background but
 *'lv_disp_flush_ready()' has to be called when finished.*/
static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)
{
    /*The most simple case (but also the slowest) to put all pixels to the screen one-by-one*/

//    int32_t x;
//    int32_t y;
//    for(y = area->y1; y <= area->y2; y++) {
//        for(x = area->x1; x <= area->x2; x++) {
//            /*Put a pixel to the display. For example:*/
//            /*put_px(x, y, *color_p)*/
//            color_p++;
//        }
//    }

    st7789_flush(area->x1, area->y1, area->x2, area->y2, ((uint16_t*)color_p));

    /*IMPORTANT!!!
     *Inform the graphics library that you are ready with the flushing*/
    lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}

2. 修改lv_conf.h文件

• 將lv_conf_template.h創建副本並重命名為lv_conf.h；
• 將#if 0修改為#if 1以使能該文件；
• 將LV_COLOR_16_SWAP宏定義為1，以解決注冊的flush函數顏色錯誤問題。

3. 添加時基

聽聞LVGL自帶非搶占式操作系統，需要時基支持，此處可采用系統自帶的滴答定時器中斷來實現，如下：

/**
  * @brief This function handles System tick timer.
  */
void SysTick_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
  HAL_IncTick();
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
  lv_tick_inc(1);

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

Step 3 — 工程屬性設置修改

在路徑中加入相關的文件路徑，如下：

在源文件位置中添加相關文件夾，如下：

Step 4 — LVGL相關函數的調用

首先需經過初始化，如下：

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  lv_init();
  lv_port_disp_init();

  /* USER CODE END 2 */

其次，非常重要的一步，需要在while (1)循環中調用lv_task_handler()函數，如下：

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    lv_task_handler();
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

考慮到函數的使用相對復雜，因此此時庫中的例子將有非常重要的參考意義，在使用自帶的例子時，只需包含頭文件lv_examples.h即可調用其自帶的例子，例如：

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  lv_init();
  lv_port_disp_init();
  lv_example_keyboard_1();

  /* USER CODE END 2 */

最終顯示效果如下：

Step 5 — LVGL庫的剪裁

在實際使用中，完成上述移植后，系統的Flash占用率非常高，如下：

為此，應考慮進行合理的剪裁。很遺憾，我嘗試過，但並沒有成功。

補充

LVGL的版本更新很快，版本更迭很多配置都有所變化。但是：
添加文件——>編譯——>報錯——>解決報錯——>編譯——>報錯——>解決報錯...
這一迭代式移植方法，在各種庫的移植中，都是屢試不爽的，LVGL也一樣。