燃起来 ESP32移植LVGL最新版本8.2

Posted 2022-06-30 Wireless_Link

 零. 声明

本专栏文章我们会以连载的方式持续更新，本专栏计划更新内容如下：

第一篇:ESP-IDF基本介绍，主要会涉及模组，芯片，开发板的介绍，环境搭建，程序编译下载，启动流程等一些基本的操作，让你对ESP-IDF开发有一个总体的认识，比我们后续学习打下基础！

第二篇:ESP32-IDF外设驱动介绍，主要会根据esp-idf现有的driver，提供各个外设的驱动，比如LED,OLED,SPI LCD,TOUCH,红外,Codec ic等等，在这一篇中，我们不仅仅来做外设驱动，还会对常用的外设总线做一个介绍，让大家知其然又知其所以然！

第三篇:目前比较火热的GUI LVGL介绍，主要会设计LVGL7.1,LVGL8的移植介绍,并且也会介绍各个组件，知道原理后，最后，我们会推出一款组态软件来构建我们的GUI，来提升我们的效率！

第四篇:ESP32-蓝牙，熟悉我的，应该都知道，我即使从事蓝牙协议栈的开发的，所以这个是我们独有的优势，在这一篇章，我们会提供不仅仅是蓝牙应用方法的知识，也会应用结合蓝牙底层协议栈的理论，让你彻底从上到下打通蓝牙任督二脉！

第五篇：Wi-Fi介绍，熟悉我的，应该也知道，我们也做过一款sdio wifi的驱动教程板子，所以在wifi这方面我们也是有独有的优势，在这一篇章，我们同样不仅仅提供Wi-Fi应用方面的知识，也会结合底层理论，让你对Wi-Fi有一个清晰的认知！

另外，我们的教程包括但是不局限于以上篇章，为了给你一个更好的导航，以下信息尤其重要，请详细查看！！

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一.创建基于ESP32的LVGL工程

步骤1）我们把https://github.com/sj15712795029/esp32_study/tree/main/1_base_project/template-app这里面我们创建的模板工程复制出来，放到esp32_study\\3_lvgl\\1_lvgl8_2_porting 文件夹中

​

步骤2）打开vscode中ESP32插件的terminal

​

步骤3）执行命令 mkdir components 创建一个components的文件夹，用于存在lvgl

​

步骤4）通过cd ./components 进入components路径

​

步骤5）在terminal敲命令行

git clone -b release/v8.2 https://gitee.com/my_lvgl/lvgl

下载lvgl 8.2版本的代码

​

当然你也可以在github来clone，命令行如下：

git clone -b release/v8.2 https://github.com/lvgl/lvgl

但是github网站不稳定，所以还是推荐gitee

步骤6）在terminal敲命令行

git clone https://gitee.com/my_lvgl/lvgl_esp32_drivers

下载ESP32的驱动

​

当然你也可以在github来clone，命令行如下：

git clone https://github.com/lvgl/lvgl_esp32_drivers

但是github网站不稳定，所以还是推荐gitee

整个完毕后目录如下：

├─.devcontainer

├─.vscode

├─components

│ ├─lvgl

│ └─lvgl_esp32_drivers

└─main

二.编译代码

此时我们仅仅是从git拉下来代码，没有写应用程序，也没有修改过代码，直接编译，我们看到会遇到编译错误

错误1：

../components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_helpers.h:57:25: error: 'LV_HOR_RES_MAX' undeclared (first use in this function); did you mean 'LV_HOR_RES'?

解决方法：

在esp32_study\\3_lvgl\\1_lvgl8_2_porting\\components\\lvgl_esp32_drivers文件夹中的lvg_helpers.h中定义一个宏#define LV_HOR_RES_MAX 320，顺便加上另外一个宏定义

​

错误2：

../components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_helpers.c:157:28: error: 'SPI_HOST_MAX' undeclared (first use in this function); did you mean 'GPIO_PORT_MAX'?

解决方法：

在esp32_study\\3_lvgl\\1_lvgl8_2_porting\\components\\lvgl_esp32_drivers文件夹中的lvg_helpers.h中定义一个宏

#define SPI_HOST_MAX 3

​

三. 配置LCD Display的引脚

我们看到lvgl_esp32_drivers支持的LCD display controller型号有如下几种，而我们的开发板是用的ILI9488,所以我们不需要额外的去写驱动，只需要menuconfig配置一下就可以了。

​

1.LCD display相关的原理图

ESP32 MCU的原理图如下：

​

LCD的接口如下：

​

ESP32引脚	LCD display引脚	作用
ESP32复位引脚	ESP32_RST	LCD复位引脚，跟随ESP32复位而复位
IO14	IO14_TFT_SCK	LCD display SPI的时钟引脚
IO2	IO2_TFT_RS	也叫做DC引脚，主要用于区分是data数据还是command数据
IO15	IO15_TFT_CS	LCD display的SPI片选引脚
IO13	IO13_TFT_MOSI	LCD Display SPI的主角色发送，从角色接收引脚
IO12	IO12_TFT_MISO	LCD Display SPI的主角色接收，从角色发送引脚
IO16	TFT_BL	LCD Display的背光引脚

2.配置menuconfig LCD display部分

打开menuconfig配置，拉到LVGL ESP32 driver部分，选择TFF display controller

​

然后按照我们如下配置

​

以上引脚有两个注意的点：

1）我们不选择reset的gpio，因为我们的LCD是跟随ESP32 reset

2）背光的1是电量LCD的背光

四. 配置LCD Touch的引脚

我们看到lvgl_esp32_drivers支持的LCD touch 型号有如下几种，而我们的开发板是用的XPT2046,所以我们不需要额外的去写驱动，只需要menuconfig配置一下就可以了。

​

1.LCD touch相关的原理图

ESP32 MCU的原理图如下：

​

LCD的接口如下：

​

ESP32引脚	LCD touch引脚	作用
IO27	IO27_TP_CLK	LCD touch的SPI时钟引脚
IO33	IO33_TP_CS	LCD touch的SPI片选引脚
IO32	IO32_TP_MOSI	LCD Touch SPI的主角色发送，从角色接收引脚
IO39	IO39_TP_MISO	LCD Touch SPI的主角色接收，从角色发送引脚
IO36	IO36_TP_IR	LCD Touch的中断引脚

2.配置menuconfig LCD Touch部分

打开menuconfig配置，拉到LVGL ESP32 driver部分，选择TFT Touch controller

​

然后按照我们如下配置

​

 

五.使能一个Demo

1.使能music palyer demo

我们使能一个music palyer的demo，到时候来增加效果

​

2.使能music palyer demo使用的字体

​

3.开启刷屏帧率以及CPU loading

​

六.编写APP

/* LVGL Example project
 *
 * Basic project to test LVGL on ESP32 based projects.
 *
 * This example code is in the Public Domain (or CC0 licensed, at your option.)
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, this
 * software is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR
 * CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 */
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_freertos_hooks.h"
#include "freertos/semphr.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gpio.h"

/* Littlevgl specific */
#ifdef LV_LVGL_H_INCLUDE_SIMPLE
#include "lvgl.h"
#include "demos/lv_demos.h"
#else
#include "lvgl/lvgl.h"
#include "lvgl/demos/lv_demos.h"
#endif


#include "lvgl_helpers.h"

/*********************
 *      DEFINES
 *********************/
#define TAG "demo"
#define LV_TICK_PERIOD_MS 1

/**********************
 *  STATIC PROTOTYPES
 **********************/
static void lv_tick_task(void *arg);
static void guiTask(void *pvParameter);
static void create_demo_application(void);

/**********************
 *   APPLICATION MAIN
 **********************/
void app_main()


    /* If you want to use a task to create the graphic, you NEED to create a Pinned task
     * Otherwise there can be problem such as memory corruption and so on.
     * NOTE: When not using Wi-Fi nor Bluetooth you can pin the guiTask to core 0 */
    xTaskCreatePinnedToCore(guiTask, "gui", 4096 * 2, NULL, 0, NULL, 1);


/* Creates a semaphore to handle concurrent call to lvgl stuff
 * If you wish to call *any* lvgl function from other threads/tasks
 * you should lock on the very same semaphore! */
SemaphoreHandle_t xGuiSemaphore;

static void guiTask(void *pvParameter)


    (void)pvParameter;
    xGuiSemaphore = xSemaphoreCreateMutex();

    lv_init();

    /* Initialize SPI or I2C bus used by the drivers */
    lvgl_driver_init();

    lv_color_t *buf1 = heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
    assert(buf1 != NULL);

    /* Use double buffered when not working with monochrome displays */
#ifndef CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_MONOCHROME
    lv_color_t *buf2 = heap_caps_malloc(DISP_BUF_SIZE * sizeof(lv_color_t), MALLOC_CAP_DMA);
    assert(buf2 != NULL);
#else
    static lv_color_t *buf2 = NULL;
#endif

    static lv_disp_draw_buf_t disp_buf;

    uint32_t size_in_px = DISP_BUF_SIZE;

#if defined CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_CONTROLLER_IL3820 || defined CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_CONTROLLER_JD79653A || defined CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_CONTROLLER_UC8151D || defined CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_CONTROLLER_SSD1306
    size_in_px *= 8;
#endif

    /* Initialize the working buffer depending on the selected display.
     * NOTE: buf2 == NULL when using monochrome displays. */
    lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, buf1, buf2, size_in_px);

    lv_disp_drv_t disp_drv;
    lv_disp_drv_init(&disp_drv);
    disp_drv.flush_cb = disp_driver_flush;

    /* When using a monochrome display we need to register the callbacks:
     * - rounder_cb
     * - set_px_cb */
#ifdef CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_MONOCHROME
    disp_drv.rounder_cb = disp_driver_rounder;
    disp_drv.set_px_cb = disp_driver_set_px;
#endif

    disp_drv.draw_buf = &disp_buf;
    disp_drv.hor_res = LV_HOR_RES_MAX;
    disp_drv.ver_res = LV_VER_RES_MAX;
    lv_disp_drv_register(&disp_drv);

    /* Register an input device when enabled on the menuconfig */
#if CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER != TOUCH_CONTROLLER_NONE
    lv_indev_drv_t indev_drv;
    lv_indev_drv_init(&indev_drv);
    indev_drv.read_cb = touch_driver_read;
    indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;
    lv_indev_drv_register(&indev_drv);
#endif

    /* Create and start a periodic timer interrupt to call lv_tick_inc */
    const esp_timer_create_args_t periodic_timer_args = 
        .callback = &lv_tick_task,
        .name = "periodic_gui",
    ;
    esp_timer_handle_t periodic_timer;
    ESP_ERROR_CHECK(esp_timer_create(&periodic_timer_args, &periodic_timer));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_timer_start_periodic(periodic_timer, LV_TICK_PERIOD_MS * 1000));

    /* Create the demo application */
    create_demo_application();

    while (1)
    
        /* Delay 1 tick (assumes FreeRTOS tick is 10ms */
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));

        /* Try to take the semaphore, call lvgl related function on success */
        if (pdTRUE == xSemaphoreTake(xGuiSemaphore, portMAX_DELAY))
        
            lv_task_handler();
            xSemaphoreGive(xGuiSemaphore);
        
    

    /* A task should NEVER return */
    free(buf1);
#ifndef CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_MONOCHROME
    free(buf2);
#endif
    vTaskDelete(NULL);


static void create_demo_application(void)

    lv_demo_music();


static void lv_tick_task(void *arg)

    (void)arg;

    lv_tick_inc(LV_TICK_PERIOD_MS);

我们先确保编译通过，待会再讲解程序，

我们编译的时候遇到了一个错误，就是lv_demo_music没有定义

问题原因：是因为lvgl中的demo没有编译进来

解决方法：在lvgl/env_support/cmake/esp.cmake中增加$LVGL_ROOT_DIR/demos/*.c，如图

​

如果你们还有更好的方法可以给我说

OK，到了程序讲解时间了，整个程序很简单，我们从几个维度来说明一下

我们来看下官方的初始化过程，连接如下：Set up a project — LVGL documentation

• Call lv_init().
• Initialize your drivers.
• Register the display and input devices drivers in LVGL. Learn more about Display and Input device registration.
• Call lv_tick_inc(x) every x milliseconds in an interrupt to report the elapsed time to LVGL. Learn more.
• Call lv_timer_handler() every few milliseconds to handle LVGL related tasks. Learn more.

具体的buffer & display & touch部分的移植我们在后面介绍！！

七.运行程序

我们在运行程序中经常会遇到这个问题

E (895) esp_image: Image length xxxx doesn't fit in partition length 1048576

从而导致esp32会一直不断重启！错误如下图所示：

E (895) esp_image: Image length xxxx doesn't fit in partition length 1048576

E (900) boot: Factory app partition is not bootable

E (906) boot: No bootable app partitions in the partition table

​

解决问题：

1.看我们app的大小

我们出现问题的这个app的image size是：~2083013 bytes (.bin may be padded larger)，也就是1.98M，如下图所示：

​

NOTED：人家备注很清楚，bin文件的话可能更大！

而我们的板子的模组是16M的，所以我们为了保险起见，我们就弄4M吧！

2.选择自定义分区表

我们在menuconfig中选择custom partition table csv

​

我们保存后，直接编译，发现报错：

-- Build files have been written to: C:/Users/12475/Desktop/esp-idf/esp32_study/3_lvgl/1_lvgl8_2_porting/build

ninja: error: '../partitions.csv', needed by 'partition_table/partition-table.bin', missing and no known rule to make it

终端进程“C:\\Windows\\System32\\WindowsPowerShell\\v1.0\\powershell.exe -Command ninja ”已终止，退出代码: 1。

是因为我们还没有创建partition table分区文件呢！

3.创建分区文件

工具工具，esp-idf的插件太好用了，只要你能想到的工具，他基于都嵌入到vscode中，

我们在查看->命令面板 搜索partition table,出来以下画面，我们打开分区编辑器UI

​

出来以下画面，我们点击Add New Row分别添加

​

编辑成下图这个样子，然后点击save保存就可以了

​

4.修改flash大小

正常添加分区表后，我们开始编译，发现报错，错误信息为：

Partitions defined in 'C:/Users/12475/Desktop/esp-idf/esp32_study/3_lvgl/1_lvgl8_2_porting/partitions.csv' occupy 4.1MB of flash (4259840 bytes) which does not fit in configured flash size 2MB. Change the flash size in menuconfig under the 'Serial Flasher Config' menu.

简单！原因是我们把app大小定位为4M，但是flash大小没有修改，我们继续修改

在menuconfig中搜索flash，根据你的flash大小修改，我们的开发板flash是16M的，所以我们修改成16M，如图

​

如果想更多的了解分区的理论，参照我的另外一篇文章：

esp_image: Image length xxxx doesn‘t fit in partition length 1048576问题解决思路_Wireless_Link的博客-CSDN博客

程序运行效果：

ESP32 SPI LCD运行LVGL 8.2 music demo_哔哩哔哩_bilibili

TODO List:

优化帧率！！！有愿意讨论的小伙伴一起讨论下