• LVGL 入门使用教程


    一、准备资料

    开发板:ESP32-S3
    开发环境:VS Code + PlatformIO
    串口屏驱动 TFT-eSPI:https://github.com/Bodmer/TFT_eSPI
    触摸驱动 Arduino-FT6336U:https://github.com/aselectroworks/Arduino-FT6336U
    GUI LVGL:https://github.com/lvgl/lvgl
    LVGL 版本:8.3.1

    二、项目搭建

    1. 资源库下载
      这里我使用的驱动都是从 GitHub 上下载,有经验的小伙伴也可以自己写驱动程序

    2. 工程文件
      将下载的 TFT-eSPI、Arduino-FT6336U、LVGL,放在项目的lib文件下,如下图所示:

    3. 在 c_cpp_properties.json 文件中的 includePath 和 path 中添加资源路径

      "c:/Users/Administrator/Desktop/weather_clock_test/lib/TFT_eSPI",
      "c:/Users/Administrator/Desktop/weather_clock_test/lib/lvgl",
      "c:/Users/Administrator/Desktop/weather_clock_test/lib/lvgl/src",
      "c:/Users/Administrator/Desktop/weather_clock_test/lib/Arduino-FT6336U/src",

      注意:自己的项目路径,我这里只是举例。

    三、屏驱动 TFT-eSPI

    1. 配置显示器驱动
      在路径TFT_eSPI/User_Setup.h,中找到User_Setup.h文件,配置显示屏的驱动,不知道怎么使用 TFT-eSPI 的小伙伴可以看我之前的笔记TFT-eSPI入门使用教程

    2. 创建对象

      TFT_eSPI tft = TFT_eSPI()
      TFT_eSPI tft = TFT_eSPI(320,240) // 在创建对象的时候设置屏幕尺寸

      注意:记得加载头文件 #include

    3. TFT-eSPI的初始化程序初始化

      /* ------------ 屏幕背光亮度 ------------*/
      /* 配置LED PWM通道属性,PWD通道为 0,频率为1KHz */
      ledcSetup(LCD_BL_PWM_CHANNEL, 1000, TFT_BL);
      /* 配置LED PWM通道属性 */
      ledcAttachPin(LCD_BL_PIN, LCD_BL_PWM_CHANNEL);
      ledcWrite(LCD_BL_PWM_CHANNEL, (int)(1 * 255));
      /* 初始化显示驱动 */
      tft.init();
      /* 旋转角度 0、1、2、3 对应 0 、90度、180度、270 */
      tft.setRotation(0);
      /* 关闭颜色反转 */
      tft.invertDisplay(0);

    四. 触摸驱动 Arduino-FT6336U

    触摸驱动比较简单,不需要复杂的配置,只需要在初始化的时候传入引脚即可

    1. 触摸引脚的宏定义

      #define I2C_SDA 4
      #define I2C_SCL 15
      #define RST_N_PIN 5
      #define INT_N_PIN 17
    2. 创建对象

      FT6336U ft6336u(I2C_SDA, I2C_SCL, RST_N_PIN, INT_N_PIN);
      FT6336U_TouchPointType tp;
    3. 初始化

      ft6336u.begin();

    五、LVGL使用

    这里我整理了一些 LVGL 的学习资料,需要的可以了解一下 LVGL学习资料

    1. 下载 LVGL
      从GitHub 中下载 或者克隆 LVGL 资源库

    2. 在项目中添加 LVGL 资源库
      将下载的库文件复制到项目的lib路径下,建议将资源的文件名改为 lvgl
      注意:名字不一样时,c_cpp_properties.json文件中添加的路径也会变化

    3. 重命名 lv_conf_template.h 文件

      • lvgl/lv_conf_template.h 文件重命名为 lv_conf.h
      • 将文件中的第一个 #if 0 改为 #if 1
      • 通过配置 LV_COLOR_DEPTH 宏,设置显示屏的颜色深度
    4. 配置 LVGL 的心跳时间
      在计时器或任务重每 x 毫秒调用一次 lv_tick_inc(x) 函数( x 应该在 1 ~ 10 之间)。
      当然使用 Arduino 环境的可以直接配置 lv_conf.h 文件中的宏 LV_TICK_CUSTOM ,达到目的,原理如下图所示:

    5. LVGL 库的使用
      在需要使用 LVGL 库相关函数的文件中添加 #include 头文件即可

    6. 初始化 LVGL 库
      只需要在使用 LVGL 之前 调用 lv_init() 函数即可

    7. 创建绘制缓冲区
      LVGL 将在缓冲区中渲染图像,然后通过显示驱动的函数将图像发送到显示器
      缓冲区大小可以自由设置,但是建议缓冲区最小为屏幕大小的 1/10,程序如下所示:

      /*------------ 通过静态空间创建缓冲区 ------------*/
      #define DISP_BUF_SIZE ((240*320)/10)
      static lv_disp_draw_buf_t draw_buf; // 绘制缓冲区的内部图形缓冲区
      static lv_color_t buf_1[DISP_BUF_SIZE]; // 缓冲区为屏幕大小的1/10
      /* 初始化显示缓冲区 */
      lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf, buf_1, NULL, DISP_BUF_SIZE);
      /*------------ 通过堆空间创建缓冲区 ------------*/
      #define DISP_BUF_SIZE ((240*320)/10)
      static lv_disp_draw_buf_t draw_buf; // 绘制缓冲区的内部图形缓冲区
      static lv_color_t *buf1; // 缓冲区1
      static lv_color_t *buf2; // 缓冲区2
      buf1 = (lv_color_t*)heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
      assert(buf1 != NULL);
      buf2 = (lv_color_t*)heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
      assert(buf2 != NULL);
      lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf, buf1, buf2, DISP_BUF_SIZE);

      注意:
      必须保证绘制缓冲区的声明周期,方式可以是全局变量、静态空间、堆空间。
      如果是黑白屏创建一个缓冲区即可,也就是 buf2 = NULL ,彩色屏建议创建两个绘制缓冲区

    8. 注册显示驱动
      通过注册的回调函数,将绘制好的图形通过显示屏驱动进行绘制显示。回调函数会在刷新显示的时候调用

      /* 设置LVGL的显示驱动的结构属性 */
      static lv_disp_drv_t disp_drv; // 显示驱动程序的描述符
      lv_disp_drv_init(&disp_drv); // 初始化句柄,确保所有参数都是默认值
      disp_drv.hor_res = MY_DISP_HOR_RES; // 设置显示器的水平分辨率
      disp_drv.ver_res = MY_DISP_VER_RES; // 设置显示器的垂直分辨率
      disp_drv.flush_cb = my_disp_flush; // 显示驱动的回调函数
      disp_drv.draw_buf = &draw_buf; // 将缓冲区分配给显示器
      lv_disp_drv_register(&disp_drv); // 注册驱动
      /**
      * @brief 显示回调函数,通过此回调函数将绘制空间的图形传递给显示驱动程序
      * @param disp 显示驱动程序的描述符
      * @param area 图像需要显示的区域
      * @param color_p 描绘后的图形
      */
      void my_disp_flush(lv_disp_drv_t *disp, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p)
      {
      uint32_t w = (area->x2 - area->x1 + 1);
      uint32_t h = (area->y2 - area->y1 + 1);
      tft.startWrite();
      tft.setAddrWindow(area->x1, area->y1, w, h);
      tft.pushColors(&color_p->full, w * h, true);
      tft.endWrite();
      /* 反馈显示结果*/
      lv_disp_flush_ready(disp);
      }
    9. 输入设备驱动
      通过注册的回调函数,将触摸获取的坐标值传递给 LVGL 。此回调函数是由 LVGL 的时间管理进行定时调用的,能否通过终端的形式进行获取我目前还不知道,有了解的朋友望告知一下。

      static lv_indev_drv_t indev_drv; // 输入驱动程序的描述符
      lv_indev_drv_init(&indev_drv); // 初始化
      indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER; // 设置设备类型
      indev_drv.read_cb = touch_read; // 输入设备的回调函数
      lv_indev_drv_register(&indev_drv); // 创建输入设备
      /**
      * @brief 触摸回调函数,通过此回调函数将触摸获取的坐标传递给 LVGL
      * @param indev_driver
      * @param data 输入设备的数据
      */
      void touch_read(lv_indev_drv_t * indev_driver, lv_indev_data_t * data)
      {
      tp = ft6336u.scan();
      /* 判断屏幕是否被按下 */
      bool touched = tp.touch_count;
      if (touched)
      {
      /* 将获取的坐标传入 LVGL */
      data->point.x = tp.tp[0].x;
      data->point.y = tp.tp[0].y;
      data->state = LV_INDEV_STATE_PRESSED;
      }
      data->state = LV_INDEV_STATE_RELEASED;
      }
    10. 调用 lv_timer_handler()
      在主while(1) 循环或操作系统任务中每隔几毫秒定期调用lv_timer_handler()。它将重绘屏幕、处理输入设备、动画等

    六、界面绘制

    1. 创建界面

      • 方式1
        创建一个空的界面

        lv_obj_t *view_test = lv_btn_create(NULL);

        注意:新的界面在显示的时候需要通过加载函数,将界面加载到显示器上

        lv_scr_load(view_test);
      • 方式2:
        在当前活动界面上创建界面,创建完成后会自动加载到显示器上

        lv_obj_t * text_t = lv_btn_create(lv_scr_act());
    2. 创建标签

      /**
      * @brief 创建一个标签
      */
      lv_obj_t *label = lv_label_create(lv_scr_act());
      if (NULL != label)
      {
      // lv_obj_set_x(label, 90); // 设置控件的X坐标
      // lv_obj_set_y(label, 100); // 设置控件的Y坐标
      // lv_obj_set_size(label, 60, 20); // 设置控件大小
      lv_label_set_text(label, "Counter"); // 初始显示 0
      // lv_obj_center(label); // 居中显示
      lv_obj_align(label, LV_ALIGN_CENTER, 0, -50); // 居中显示后,向上偏移50
      }
    3. 创建按钮

      /**
      * @brief 按钮事件回调函数
      */
      static void btn_event_callback(lv_event_t* event)
      {
      static uint32_t counter = 1;
      lv_obj_t* btn = lv_event_get_target(event); //获取事件对象
      if (btn != NULL)
      {
      lv_label_set_text_fmt(label, "%d", counter); //设置显示内容
      lv_obj_align(label, LV_ALIGN_CENTER, 0, -50); // 居中显示后,向上偏移50
      counter++;
      }
      }
      /**
      * @brief 创建按钮
      */
      void lvgl_button_test(){
      /* 在当前界面中创建一个按钮 */
      lv_obj_t* btn = lv_btn_create(lv_scr_act()); // 创建Button对象
      if (btn != NULL)
      {
      lv_obj_set_size(btn, 80, 20); // 设置对象宽度和高度
      // lv_obj_set_pos(btn, 90, 200); // 设置按钮的X和Y坐标
      lv_obj_add_event_cb(btn, btn_event_callback, LV_EVENT_CLICKED, NULL); // 给对象添加CLICK事件和事件处理回调函数
      lv_obj_align(btn, LV_ALIGN_CENTER, 0, 50); // 居中显示后,向下偏移50
      lv_obj_t* btn_label = lv_label_create(btn); // 基于Button对象创建Label对象
      if (btn_label != NULL)
      {
      lv_label_set_text(btn_label, "button"); // 设置显示内容
      lv_obj_center(btn_label); // 对象居中显示
      }
      }
      }
    4. LGVL 的API
      因为官网并没有详细的 API 文档,所以想找查找详细的 API 只能通过每个组件的头文件进行查看

    七、测试程序

    main.cpp

    #include
    #include
    #include
    #include
    /*------------ 触摸引脚 ------------*/
    #define I2C_SDA 4
    #define I2C_SCL 15
    #define RST_N_PIN 5
    #define INT_N_PIN 17
    /*------------ 背光通道 ------------*/
    #define LCD_BL_PIN 6 // PWD 的 IO 引脚
    #define LCD_BL_PWM_CHANNEL 0 // Channel 通道, 0 ~ 16,高速通道(0 ~ 7)由80MHz时钟驱动,低速通道(8 ~ 15)由 1MHz 时钟驱动
    /*------------ LVGL ------------*/
    #define MY_DISP_HOR_RES 240 // 显示屏的宽像素
    #define MY_DISP_VER_RES 320 // 显示屏的高像素
    #define DISP_BUF_SIZE ((MY_DISP_HOR_RES*MY_DISP_VER_RES)/10)
    static lv_disp_draw_buf_t draw_buf; // 绘制缓冲区的内部图形缓冲区
    static lv_color_t buf_1[DISP_BUF_SIZE]; // 缓冲区为屏幕大小的1/10
    static lv_color_t *buf1; // 缓冲区为屏幕大小的1/10
    static lv_color_t *buf2; // 缓冲区为屏幕大小的1/10
    /*------------ 显示驱动对象 ------------*/
    TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();
    /*------------ 触摸驱动对象 ------------*/
    FT6336U ft6336u(I2C_SDA, I2C_SCL, RST_N_PIN, INT_N_PIN);
    FT6336U_TouchPointType tp;
    /*------------ 测试界面对象 ------------*/
    lv_obj_t *label;
    /**
    * @brief 触摸回调函数,通过此回调函数将触摸获取的坐标传递给 LVGL
    * @param indev_driver
    * @param data 输入设备的数据
    */
    void touch_read(lv_indev_drv_t * indev_driver, lv_indev_data_t * data)
    {
    tp = ft6336u.scan();
    /* 判断屏幕是否被按下 */
    bool touched = tp.touch_count;
    if (touched)
    {
    /* 将获取的坐标传入 LVGL */
    data->point.x = tp.tp[0].x;
    data->point.y = tp.tp[0].y;
    data->state = LV_INDEV_STATE_PRESSED;
    }
    data->state = LV_INDEV_STATE_RELEASED;
    }
    /**
    * @brief 显示回调函数,通过此回调函数将绘制空间的图形传递给显示驱动程序
    * @param disp 显示驱动程序的描述符
    * @param area 图像需要显示的区域
    * @param color_p 描绘后的图形
    */
    void my_disp_flush(lv_disp_drv_t *disp, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p)
    {
    uint32_t w = (area->x2 - area->x1 + 1);
    uint32_t h = (area->y2 - area->y1 + 1);
    tft.startWrite();
    tft.setAddrWindow(area->x1, area->y1, w, h);
    tft.pushColors(&color_p->full, w * h, true);
    tft.endWrite();
    /* 反馈显示结果*/
    lv_disp_flush_ready(disp);
    }
    /**
    * @brief 初始化显示屏驱动
    */
    void disp_drv_init(){
    /* ------------ 屏幕背光亮度 ------------*/
    /* 配置LED PWM通道属性,PWD通道为 0,频率为1KHz */
    ledcSetup(LCD_BL_PWM_CHANNEL, 1000, TFT_BL);
    /* 配置LED PWM通道属性 */
    ledcAttachPin(LCD_BL_PIN, LCD_BL_PWM_CHANNEL);
    ledcWrite(LCD_BL_PWM_CHANNEL, (int)(1 * 255));
    /* 初始化显示驱动 */
    tft.init();
    /* 旋转角度 0、1、2、3 对应 0 、90度、180度、270 */
    tft.setRotation(0);
    /* 关闭颜色反转 */
    tft.invertDisplay(0);
    }
    /**
    * @brief 初始化触摸驱动
    */
    void touch_drv_init(){
    ft6336u.begin();
    }
    void lvgl_init(){
    /*------------- 初始化LVGL库 -------------*/
    lv_init();
    /* 初始化显示缓冲区 */
    // lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf, buf_1, NULL, DISP_BUF_SIZE);
    /*------------- 创建图形绘制缓冲区 -------------*/
    buf1 = (lv_color_t*)heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
    assert(buf1 != NULL);
    buf2 = (lv_color_t*)heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
    assert(buf2 != NULL);
    lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf, buf1, buf2, DISP_BUF_SIZE);
    /*------------- 设置LVGL的显示设备 -------------*/
    static lv_disp_drv_t disp_drv; // 显示驱动程序的描述符
    lv_disp_drv_init(&disp_drv); // 初始化句柄,确保所有参数都是默认值
    disp_drv.hor_res = MY_DISP_HOR_RES; // 设置显示器的水平分辨率
    disp_drv.ver_res = MY_DISP_VER_RES; // 设置显示器的垂直分辨率
    disp_drv.flush_cb = my_disp_flush; // 显示驱动的回调函数
    disp_drv.draw_buf = &draw_buf; // 将缓冲区分配给显示器
    lv_disp_drv_register(&disp_drv); // 注册驱动
    /*------------- 设置LVGL的输入设备 -------------*/
    // static lv_indev_t *indev_cor;
    static lv_indev_drv_t indev_drv; // 输入驱动程序的描述符
    lv_indev_drv_init(&indev_drv); // 初始化
    indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER; // 设置设备类型
    indev_drv.read_cb = touch_read; // 输入设备的回调函数
    lv_indev_drv_register(&indev_drv); // 创建输入设备
    }
    /**
    * @brief 创建标签
    */
    void lvgl_lable_test(){
    /* 创建一个标签 */
    label = lv_label_create(lv_scr_act());
    if (NULL != label)
    {
    // lv_obj_set_x(label, 90); // 设置控件的X坐标
    // lv_obj_set_y(label, 100); // 设置控件的Y坐标
    // lv_obj_set_size(label, 60, 20); // 设置控件大小
    lv_label_set_text(label, "Counter"); // 初始显示 0
    // lv_obj_center(label); // 居中显示
    lv_obj_align(label, LV_ALIGN_CENTER, 0, -50); // 居中显示后,向上偏移50
    }
    }
    /**
    * @brief 按钮事件回调函数
    */
    static void btn_event_callback(lv_event_t* event)
    {
    static uint32_t counter = 1;
    lv_obj_t* btn = lv_event_get_target(event); //获取事件对象
    if (btn != NULL)
    {
    lv_label_set_text_fmt(label, "%d", counter); //设置显示内容
    lv_obj_align(label, LV_ALIGN_CENTER, 0, -50); // 居中显示后,向上偏移50
    counter++;
    }
    }
    /**
    * @brief 创建按钮
    */
    void lvgl_button_test(){
    /* 在当前界面中创建一个按钮 */
    lv_obj_t* btn = lv_btn_create(lv_scr_act()); // 创建Button对象
    if (btn != NULL)
    {
    lv_obj_set_size(btn, 80, 20); // 设置对象宽度和高度
    // lv_obj_set_pos(btn, 90, 200); // 设置按钮的X和Y坐标
    lv_obj_add_event_cb(btn, btn_event_callback, LV_EVENT_CLICKED, NULL); // 给对象添加CLICK事件和事件处理回调函数
    lv_obj_align(btn, LV_ALIGN_CENTER, 0, 50); // 居中显示后,向下偏移50
    lv_obj_t* btn_label = lv_label_create(btn); // 基于Button对象创建Label对象
    if (btn_label != NULL)
    {
    lv_label_set_text(btn_label, "button"); // 设置显示内容
    lv_obj_center(btn_label); // 对象居中显示
    }
    }
    }
    void setup() {
    Serial.begin(115200);
    Serial.println("mian.cpp-> 程序初始化......");
    /* 初始化显示驱动 */
    disp_drv_init();
    /* 初始化触摸驱动 */
    touch_drv_init();
    /* lvgl 初始化 */
    lvgl_init();
    /* 加载标签 */
    lvgl_lable_test();
    /* 加载按钮 */
    lvgl_button_test();
    }
    void loop() {
    lv_timer_handler();
    delay(5);
    }

    八、测试

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