ESP32+st7789/ili9341运行LVGL例程，依赖ESP-IDF编译lv_port_esp32官方Demo

Posted 2021-10-06 Mark_md

  LVGL是一个C语言编写的免费的开源图形库，其提供了用于嵌入式GUI的各种元素。用户可以利用丰富的图形库资源，在消耗极低内存的情况下构建视觉效果丰富多彩的GUI 。只需 64kB 闪存和 8kB RAM 就足以满足简单的用户界面。LVGL 可以驱动单色OLED、TFT 显示器、监视器或任何其他显示器。c 代码使其可在任何平台上使用，例如 NXP LPC 或 iMX、STM32、PIC、Arduino、ESP32、Raspberry 等。LVGL 的源码托管在 GitHub 上，拥有 MIT许可。 真正的完全免费。

  作为ESP32学习的后续，ESP32有充足的内存和计算资源去运行GUI。LVGL这两年发展态势迅猛，Github的star和统计的使用者数量蹭蹭的往上长，直逼MCU领域的TOP1。加上MIT许可、充足的设计资源、低内存占用、简易的上手程度 等特点，自然想在ESP32上运行LVGL看看。刚开始还以为需要自己手动去移植LVGL内核、屏幕驱动、触摸驱动，直到翻了翻了Github发现竟然有配套ESP-IDFSDK的Demo，并且已经包含了众多液晶和触摸IC驱。动。。。。。。淦！那我之前还费那老劲偏要搞自己的easyio库干毛，不禁思考人生。

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1、LVGL支持的LCD驱动IC和触摸IC型号

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• LCD驱动IC支持：ILI9341、ILI9481、ILI9486、ILI9488、ST7735S、ST7789、ST7796S、HX8357、GC9A01、SH1107、SSD1306、SH1107、FT81X、IL3820、JD79653、UC8151D、RA8875 等数十种LCD驱动IC。
• 触摸驱动IC支持：XPT2046、FT6x06、STMPE610、ADCRAW、FT81x、RA8875。

  个人仅测试过 ILI9341 和 ST7789V，可以完美驱动并运行显示，下面以这两种LCD驱动IC为代表，介绍下编译ESP32运行LVGL例程的过程。

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2、获取LVGL的ESP32例程

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Github源码地址：lv_port_esp32

首先阅读README，依赖的SDK版本为 ESP-IDF-V4.2，使用的LVGL版本为 V7.9。

ESP-IDF-V4.2环境搭建可以看我这篇博客：Windows下基于ESP-IDF | Cmake | VScode插件的 ESP32 开发环境搭建

我的IDF环境早已搭建完毕，详细过程可见上面链接，这里直接来获取LVGL的ESP32例程。

clone源码，为方便寻路径就直接放到IDF同级目录下。递归clone：git clone --recurse-submodules https://github.com/lvgl/lv_port_esp32.git

注意：上面的clone要用递归，直接git clone https://github.com/lvgl/lv_port_esp32.git 会导致components文件夹下缺失子模块，看到的文件夹内容是空的，从而编译失败。而完整的lv_port_esp32占200多MB，缺失了子模块的可没那么多。

用的时候先看一眼README文档，正确的操作是：git clone --recurse-submodules https://github.com/lvgl/lv_port_esp32.git

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3、图形化工具配置工程，设置LCD驱动IC参数

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很快啊，clone就做好了，有了原材料，下面开始配置工程。

• 打开快捷方式 ESP-IDF 4.2 CMD。
  
• 移动到刚才的工程目录。cd ..\\lv_port_esp32
• 打开图形化工具，配置工程。idf.py menuconfig
  
• 移动光标：Componment config >>> LVGL TFT Display controller
  
  
• 1、更改屏幕驱动IC信息。
• 如下图配置：据测试，ili9341 和 st7789V 实际的配置方式略有不同，屏幕显示方向 和 显示反转 这两个他俩是反的。还请留意，如屏幕显示方向设置错误会造成显示花屏。
  
  
• 2、配置LCD与ESP32连接的GPIO引脚序号。
• 将光标移动到最后一行，Display Pin Assignments。
• 为了能然让ESP32的SPI能以80MHz通信。需要使用SPI的IO_MUX默认输出引脚。RST、D/C、BLK可以任意IO映射。我的硬件配置如下。
  
  
• 3、LVGL配置项。
• 返回前两级目录，找到 Componment config >>> LVGL configuration。
  
• 设置LCD的像素分辨率。我用的屏幕是320x240的，其他参数请按照下图。
  
• 4、LVGL配置项。
• 返回前两级目录，找到 Componment config >>> lv_examples_configuration。
  
• 默认运行的Demo是 Show demo widgets，当然也可进入后选择其他Demo来运行。
• 这里就按 Show demo widgets 来，不做修改。
  
• 5、保存，退出。
• 按 s 保存，回车确认保存。之后按几次 Esc，退出配置工具。
  
  
  

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4、编译、下载、运行显示

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• 退出图形化配置工具，回到了命令行窗口。
• 编译工程：idf.py build。
  
• 编译成功后，根据自己ESP32板子的端口，下载：idf.py -p COM26 flash。
  
• 最后的运行显示效果。
• ST7789，运行 Show demo widgets。
  
• ili9431，运行 Benchmark your system。
  
  
  

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更多资源

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LVGL官方在线文档 - PC模拟器：PC模拟器

乐鑫 - LVGL图形库文档：LVGL图形库

NXP GUI Guider 开发工具：GUI Guider

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注意事项

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• 该Demo对ST7789的适配可能部分有误，明明landscape应该是横屏，而portiait应该是竖屏，到了ST7789却全都反过来了。
• 如果出现花屏。建议先尝试降低SPI时钟速率，再尝试更改显示方向。
• 该Demo的LCD驱动框架，沿用IDF的lcd例程，可尝试自行添加驱动。在最初点ST7789时遇到花屏问题迟迟不能解决，改动了驱动的配置源码后可正常显示。不过后来发现之前导致花屏的原因，是Demo中把ST7789的横竖屏方向搞反了而造成的。
• 关于帧率，以下是在40MHz-SPI下，运行 Benchmark your system 的测试成绩。不明意思，36FPS可能因为用了局部刷新吧。
• 在我的easyio驱动库中，有对ESP32的SPI-双缓冲环形DMA进行过整合。刷整屏的测试成绩为：
  （刷提前解码好的图片，等待上一帧DMA发送完成前只有数据的转移而无计算，单纯的为了测试 SPI-环形DMA 的效率）
  80MHz 刷屏可达 53.5FPS。（理论最大值：80x1000x1000 / 320 /240 /2/8 = 65.1）
  40MHz 刷屏可达 30.2FPS。（理论最大值：40x1000x1000 / 320 /240 /2/8 = 32.5）
• 友情推荐一波自己为ESP-IDF适配的开源驱动库：ESP32驱动库 - Easyio