STM32进行LVGL裸机移植

本文的移植参考的是正点原子的课程《手把手教你学LVGL图形界面编程》

基于该课程和《LVGL开发指南_V1.3》“第二章 LVGL 无操作系统移植”，然后结合自身的实际情况进行整理。

先根据自己的习惯，创建基础的单片机工程，然后在APP业务层和DRIVER驱动层之间加上MIDDLEWARE层，在这一层中加入lvgl。

另外，这里还有句话：

所以如果用到lvgl，尽可能使用裸机开发。

基于LVGL版本V8.2。

先看下移植要求

这个图形缓冲区的意义是，不会来一个点就刷新一次，而是至少缓冲到一行之后再刷新，防止画面不断闪烁卡顿，效率更高。所以才要求>水平分辨率像素。缓冲区其实就是个数组，数组大小，至少是一行像素所占用字节的大小，假如屏幕大小是300*240，所用的颜色是16位的，也就是一个像素点占两个字节，那么数组大小就要求至少是300*2=600字节大小。

如果想要更流畅，就建议大于1/10屏幕总像素。也就是300*240/10*2=14400字节，也就是15k字节左右。（貌似对内存要求有点高，那么点内存好像不够用呀？？？待解决。）

另外注意要勾选C99，要不然编译时会报很多错误。

优化LVGL运行效果的方法

关键点其实就是：缩短图像刷新所需要的时间。

注意：内部SRAM会比外部SRAM快很多，原则上只有内部SRAM不够用的情况下才会使用外部的SRAM。

接下来开始移植……

1、获取处理好的源码

不要重复造轮子，无需自己精简文件。

直接下载正点原子的A盘里的“程序源码”，打开“扩展例程”里的“LVGL例程”，打开以下路径：LVGL例程1 无操作系统移植\Middlewares，将内部的LVGL拿过来放在自己所建的基础工程的MIDDLEWARE目录下，并且，删除LVGL中的GUI_APP，因为我们实际开发中不必使用例程来查看效果。

2、添加到工程

直接查看《LVGL开发指南_V1.3》“第二章 LVGL 无操作系统移植”这里开始的一段内容：

第31页，搜索关键字：3. 添加工程分组、 LVGL 源文件

只需到这里即可结束。

注意，keil只有两级目录，新建分组时可以直接输入全路径

最后的结果显示如下：

这里写下来，后面直接拿来复制即可。

Middlewares/lvgl/example/porting

Middlewares/lvgl/src/core

Middlewares/lvgl/src/draw

Middlewares/lvgl/src/extra

Middlewares/lvgl/src/font

Middlewares/lvgl/src/gpu

Middlewares/lvgl/src/hal

Middlewares/lvgl/src/misc

Middlewares/lvgl/src/widgets

3、配置显示屏驱动

该部分配置步骤如下：

注意，因为上面使用的是正点原子整理过后的文件，所以，很多地方已经是现成的，我们要做的就是在调用我们自己函数的地方给替换掉即可。

不过，为了加深印象，还是做个简单的过程记录吧。

第一步（现成的）：

修改条件编译指令，对应的头文件也要改

第二步（需要我们操作）：

将lcd的驱动头文件包含到刚才的lvgl显示文件lv_port_disp_template.c中

第三步（需要我们操作）：

在lv_port_disp_template.c里找到lv_port_disp_init函数，里面调用了disp_init函数，跳转到disp_init函数中，写入我们自己的屏幕初始化函数，并设置为横屏（可选）

第四步（需要修改分辨率大小）：

配置图形单缓冲、双缓冲（要用DMA）或者全缓冲；

单缓冲为最常用的，V8.2版本双缓冲相对单缓冲提升效果不明显，全缓冲对内存要求太高。

缓冲策略是：缓冲区大小是屏幕横向分辨率*10，也就是一次刷新10行。如果效果不太理想，可以尝试增大一次刷新的行数，也就是修改10这个参数。

注意，这里的MY_DISP_HOR_RES宏定义表示水平分辨率大小，有的版本没有给我们定义，所以需要我们在该文件前面自行定义一下。

比如：

#define MY_DISP_HOR_RES 320

另外还有个垂直分辨率的宏MY_DISP_VER_RES，也可以一并定义了。

第五步（需要我们操作）：

将刚才的那个函数再往下拉就能找到分辨率设置的地方

分别对应水平分辨率和垂直分辨率，直接填入即可。

第六步，配置打点函数

在刚才的文件中，找到函数disp_flush，在里面调用我们自己的打点函数。

打点函数通常有5个参数，也就是起始坐标，结束坐标，要打点的颜色。

从disp_flush的形参中获取当前的参数值即可，如下所示：

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

最后，在main函数中初始化时调用函数lv_port_disp_init进行初始化即可。

4、配置输入设备（可选）

如果不需要输入设备，直接保持条件编译指令为#if 0即可。

如果需要，则按步骤配置即可。

本人因开发工程时暂不需要输入设备，所以此步骤暂且略过。

5、 为LVGL提供任务处理的时基

在自己的定时器驱动中创建一个1ms的定时器，然后在自己的app_timer的中断处理函数中，调用LVGL的 lv_tick_inc 函数：lv_tick_inc(1); /* lvgl 的 1ms 心跳 */

该函数需要包含如下头文件：#include "lvgl.h"

直接调用即可，无需其他内容。

6、main函数中需要的内容

包含必要的头文件。

#include "lvgl.h"
#include "lv_port_indev_template.h"（可选）
#include "lv_port_disp_template.h"

在main函数中初始化时对lvgl进行初始化；

lv_init();                          /* lvgl系统初始化 */
lv_port_disp_init();         /* lvgl显示接口初始化,放在lv_init()的后面 */
lv_port_indev_init();       /* lvgl输入接口初始化,放在lv_init()的后面 */

定时处理 LVGL 任务。用户需要每隔几毫秒调用一次 lv_timer_handler 函数，以处理 LVGL 相关的任务，该函数可以放在 while 循环中，但延时不宜过大，需要确保 5 毫秒以内。

这里有个问题，那就是正点原子教程中直接delay延时了5ms，我们实际使用时，不可能直接在主循环里面进行延时的，所以我们就直接调用即可。

7、编写测试代码

lv_obj_t *switch_obj = lv_switch_create(lv_src_act());

lv_obj_set_size(switch_obj, 120, 60);

lv_obj_align(switch_obj, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);

如果没问题，可以看到界面中会有个切换按钮。

注意：

编译时，如果提示内存问题，可以尝试调整LVGL管理的内存空间。

因为LVGL默认管理的内存空间是48K字节，这其实是蛮大的，如果你单片机的内存都没有48K，那LVGL就肯定会报错。

如何调整？

在lv_conf.h中可以找到MEMORY SETTINGS部分的内容，将48的值改小一些，至少保证自己的单片机能提供这么多内存空间。

配置文件lv_conf.h

lv_conf.h 是一个用户级别的文件，它不属于内核的部分，因此，在不同的工程中，该文件有可能存在差异。

lv_conf.h 文件具有两大功能：

(1) 配置功能：内存、屏幕刷新周期、输入设备的读取周期，等等；

(2) 裁剪功能：使能 / 失能某些功能，有效地优化 Flash 的分配。

lv_conf.h 文件的内容可划分为 10 个板块，如下表所示：

配置项还是蛮多的，这里记录下常用的配置项

总开关

#if 1 /*Set it to "1" to enable content*/

颜色设置

/* 颜色深度: 1(每像素1字节), 8(RGB332), 16(RGB565), 32(ARGB8888) */
#define LV_COLOR_DEPTH                      16

内存设置

/* 0: 使用内置的 `lv_mem_alloc()` 和 `lv_mem_free()`*/
#define LV_MEM_CUSTOM                       0

HAL设置

/* 输入设备的读取周期(以毫秒为单位) */
#define LV_INDEV_DEF_READ_PERIOD            4     /*[ms]*/

字库设置

/* 始终设置默认字体 */
#define LV_FONT_DEFAULT                     &lv_font_montserrat_14

后续控件和特别功能等等，如果不需要就置0.

这几部分正点原子为了教学方便，好多都开了，实际中可选择性关闭。

更多详细内容直接参考《LVGL开发指南_V1.3》“ 第五章 LVGL 移植的相关知识”

补充::::::::

外部SRAM、自定义的内存管理算法

需要时再来研究

第9讲 基础篇-LVGL移植（外部SRAM）_哔哩哔哩_bilibili

第10讲 基础篇-LVGL移植（内存管理）_哔哩哔哩_bilibili

DMA2D

DAM2D需要硬件支持，如果板子不支持DMA2D，则无法使用。

首先了解下什么是DMA2D:STM32的“GPU”——DMA2D实例详解 - 知乎

根据上面的文章可知，DMA2D可以理解成专门用来处理2D图像的DMA，类似于“GPU”。

因为STM32F103和STM32F407没有该外设，所以此处不赘述。

F429单片机就支持：STM32F429的图形加速器DMA2D的基础知识

以后有需要再研究。

第11讲 基础篇-LVGL移植（DMA2D）_哔哩哔哩_bilibili