#创作者激励#【FFH】OpenHarmony轻量化系统的LVGL使用(一) 原创
【本文正在参加2023年第一期优质创作者激励计划】
概括
LVGL(Light and Versatile Graphics Library)是一个开源轻量级显示框架,支持多类型显示设备&&输入设备,作为一个开源图形库,自带了三十多种小组件供开发者使用。兼容低配置的嵌入式开发,可以以极低的配置要求完成丝滑动画。LVGL其强大的功能,使得它在物联网设备中应用比比皆是。
前一阵子开发了润和hispark_pegasus Hi3861开发板上的SSD1306,其提供的开发库开发起来还是较为困难,于是想尝试将LVGL移植到OpenHarmony轻量化系统上,便于后续OpenHarmony物联网设备的屏幕开发,大大降低屏幕开发的时间成本。
本文章将简单介绍LVGL的主要开发流程,OpenHarmony->LVGL的具体移植期待后续文章。
初始化
概括
LVGL的初始化主要流程为以下步骤:
- 调用
lv_init()
- 初始化驱动程序
- 初始化显示驱动和输入设备驱动程序
- 设置一个定时器,每隔n(1-10)毫秒调用
lv_tick_inc(n)
以告知lvgl经过时间,该线程需要高于第五步的优先级 - 主程序中每隔数毫秒(5ms)调用
lv_timer_handler()
处理LVGL界面(绘制显示界面,读取输入设备信息,展示动画等)
初始化显示驱动
初始化lv_disp_draw_buf_t && lv_disp_drv_t
这两个结构体
然后对应初始化绘制缓冲区的内部图形缓冲区,显示驱动程序
初始化缓存区
对于lv_disp_draw_buf_t
:
/*一个静态或全局变量来存储缓冲区*/
static lv_disp_draw_buf_t disp_buf;
/*静态或全局缓冲区(s)。第二个缓冲区是可选的*/
static lv_color_t buf_1[MY_DISP_HOR_RES * 10];
static lv_color_t buf_2[MY_DISP_HOR_RES * 10];
/*初始化函数,第三变量可以为NULL */
lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, buf_1, buf_2, MY_DISP_HOR_RES*10);
更大的缓冲区能带来更高的性能,但超过1/10屏幕大小的缓冲区之后性能没有显著提升,因而建议稍微大于1/10屏幕大小的缓冲区即可.
只使用一个缓冲区,那么需要等待LVGL刷新了之后才能渲染下一帧.而使用到两个缓冲区后,LVGL可以同时进行刷新和渲染.
初始化显示驱动程序
对于lv_disp_drv_t
:
初始化中可以启用 full_refresh
以强制 LVGL 始终重绘整个屏幕。这适用于单/双缓冲模式。
如果启用该模式并提供 2 个屏幕大小的绘制缓冲区,LVGL 的显示处理就像“传统”双缓冲一样工作。
这意味着在 flush_cb
中只有帧缓冲区的地址需要更改为提供的指针(color_p
参数)。 如果 MCU 具有 LCD 控制器外围设备而不是外部显示控制器(例如 ILI9341 或 SSD1963),则应使用此配置。
初始化流程
对于上面的缓冲区初始化完成之后,可以初始化显示驱动结构体lv_disp_drv_t
- 用
lv_disp_drv_init(&disp_drv)
初始化 - 以下的变量必须初始化
- 指向上一章显示缓存的指针的
draw_buf
。 hor_res
显示器的水平分辨率(以像素为单位)。ver_res
显示器的垂直分辨率(以像素为单位)。flush_cb
一个回调函数,用于将缓冲区的内容复制到显示器的特定区域。
- 指向上一章显示缓存的指针的
- 需要在LVGL中用
lv_disp_drv_register(&disp_drv)
注册
lv_disp_flush_ready(&disp_drv)
需要在刷新准备好时调用。 LVGL 可能会以多个块呈现屏幕,因此多次调用 flush_cb
。要查看当前是否是渲染的最后一个块,请使用 lv_disp_flush_is_last(&disp_drv)
。
结构体其余成员
对于lv_disp_drv_t
对象而言,还有一些可选择的成员可以修改:
-
color_chroma_key
将在镀铬键控图像上绘制为透明的颜色。从lv_conf.h
默认设置为LV_COLOR_CHROMA_KEY
。 -
anti_aliasing
使用抗锯齿(边缘平滑)。如果在 lv_conf.h 中将 LV_COLOR_DEPTH 设置为至少 16,则默认启用。 -
rotated
和sw_rotate
硬件旋转屏幕和软件旋转屏幕.sw_rotate
置为1时执行旋转. -
screen_transp
如果1
屏幕本身也可以具有透明度。LV_COLOR_SCREEN_TRANSP
需要在lv_conf.h
中启用并且需要LV_COLOR_DEPTH 32
。 -
user_data
驱动程序的自定义void
用户数据… -
rounder_cb
四舍五入要重绘的区域的坐标。例如。 2x2 px 可以转换为 2x8。 如果显示控制器只能刷新具有特定高度或宽度的区域(单色显示器通常为 8 像素高度),则可以使用它。 -
set_px_cb
一个自定义函数来写入绘制缓冲区。如果显示器具有特殊的颜色格式,它可用于将像素更紧凑地存储在绘图缓冲区中。 (例如 1 位单色、2 位灰度等) 这样,lv_disp_draw_buf_t
中使用的缓冲区可以更小,以仅容纳给定区域大小所需的位数。请注意,使用set_px_cb
渲染比普通渲染慢。 -
monitor_cb
一个回调函数,告诉我们在多长时间内刷新了多少像素。当最后一个块被渲染并发送到显示器时调用。 -
clean_dcache_cb
用于清理与显示相关的任何缓存的回调。
样例
static lv_disp_drv_t disp_drv; //静态的一个显示驱动结构体
lv_disp_drv_init(&disp_drv); //初始化结构体
disp_drv.draw_buf = &disp_buf; //指向上一章显示缓存的指针
disp_drv.flush_cb = my_flush_cb; //回调函数,将缓冲区的内容复制到显示器的特定区域
disp_drv.hor_res = 320; //水平像素
disp_drv.ver_res = 240; //垂直像素
lv_disp_t * disp; //保存返回值
disp = lv_disp_drv_register(&disp_drv); //注册结构体
//回调函数
void my_flush_cb(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)
{
//最简单的情况下(但也最慢)
int32_t x, y;
for(y = area->y1; y <= area->y2; y++) {
for(x = area->x1; x <= area->x2; x++) {
put_px(x, y, *color_p);
color_p++;
}
}
//通知LVGL准备刷新
lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}
3. 初始化输入设备驱动
对于输入设备,首先要区分是何种类型输入设备,不同输入设备都有不同的初始化驱动API
LVGL将输入设备分成了四种类型:
LV_INDEV_TYPE_POINTER
触摸板或鼠标LV_INDEV_TYPE_KEYPAD
键盘LV_INDEV_TYPE_ENCODER
编码器,带有左/右转和推动选项LV_INDEV_TYPE_BUTTON
外部按钮
初始化输入设备结构体lv_indev_drv_t
lv_indev_drv_t indev_drv;
lv_indev_drv_init(&indev_drv); //初始化结构体
indev_drv.type =LV_INDEV_TYPE_POINTER; //输入设备类型,当前为鼠标
indev_drv.read_cb =... //回调函数,用于定期(几乎实时)获取输入设备的数据
lv_indev_t * my_indev = lv_indev_drv_register(&indev_drv); //注册输入设备
触摸板,鼠标
对于触摸板,鼠标等指针类的输入设备,他们的回调函数可以如下设置
void my_input_read(lv_indev_drv_t * drv, lv_indev_data_t*data)
{
if(touchpad_pressed) {
data->point.x = touchpad_x;
data->point.y = touchpad_y;
data->state = LV_INDEV_STATE_PRESSED;
} else {
data->state = LV_INDEV_STATE_RELEASED;
}
}
若是需要显示光标,则如下:
lv_indev_t * mouse_indev = lv_indev_drv_register(&indev_drv);
//图像声明
LV_IMG_DECLARE(mouse_cursor_icon);
//创建光标对象
lv_obj_t * cursor_obj = lv_img_create(lv_scr_act(), NULL);
//设置光标图像的来源
lv_img_set_src(cursor_obj, &mouse_cursor_icon);
//链接显示驱动
lv_indev_set_cursor(mouse_indev, cursor_obj);
//设置光标点击
lv_obj_set_click(cursor_obj, false);
编码器
使用编码器可以做到以下事件:
- 按下按钮
- 长按按钮
- 左转
- 右转
- 注册一个带有
LV_INDEV_TYPE_ENCODER
类型的read_cb
函数。 - 必须创建一个对象组:
lv_group_t * g = lv_group_create()
并且对象必须使用lv_group_add_obj(g, obj)
添加到其中 - 创建的组必须分配给输入设备:
lv_indev_set_group(my_indev, g)
(my_indev
是lv_indev_drv_register
的返回值)
void encoder_read(lv_indev_drv_t * drv, lv_indev_data_t*data){
data->enc_diff = enc_get_new_moves();
if(enc_pressed()) data->state = LV_INDEV_STATE_PRESSED;
else data->state = LV_INDEV_STATE_RELEASED;
}
睡眠管理
由于屏幕驱动会占用系统的大量资源,所以在不需要屏幕驱动时,可以选择睡眠LVGL子系统,减少对资源的占用时,可以参考以下代码:
while(1) {
//一秒内无操作
if(lv_disp_get_inactive_time(NULL) < 1000) {
//LVGL处理相关任务
lv_task_handler();
}
/*Sleep after 1 sec inactivity*/
else {
timer_stop(); //定时器暂停
sleep(); //休眠线程
}
my_delay_ms(5);
}
当需要唤醒时,对输入设备进行操作以唤醒LVGL
将下面代码加入输入设备读取功能里面
lv_tick_inc(LV_DISP_DEF_REFR_PERIOD); //唤醒任务
timer_start(); //重启定时器
lv_task_handler(); //启动LVGL处理相关任务
可以看出对手表类小型设备比较友好