基于STM32F407的LVGL工程模板（MSP3526屏幕），包含FreeRTOS版和裸机版

2024-05-23T23:53:00

在STM32F407上移植好了LVGL图形库，LCD屏幕型号是MSP3526，想换其他屏幕可以自己修改LCD的驱动程序，项目工程包含FreeRTOS版和裸机版。使用SPI+DMA驱动屏幕。

这款LCD屏分辨率为320x480，尺寸为3.5寸，LCD驱动芯片为ST7796，接口为SPI，电容触摸屏驱动芯片为FT6336U，接口为IIC。

MCU超频后全屏刷新时帧率为9FPS左右，局部刷新时帧率为30+FPS，对于SPI来说这个帧率应该算可以了吧。

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效果图

效果演示视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Ni421S7ta/

LVGL简介

LVGL(轻量级和通用图形库)是一个免费和开源的图形库，它提供了创建嵌入式GUI所需的一切，具有易于使用的图形元素，美丽的视觉效果和低内存占用。

主要特性：

  • 丰富且强大的模块化图形组件：按钮 (buttons)、图表 (charts)、列表 (lists)、滑动条 (sliders)、图片 (images) 等
  • 高级的图形引擎：动画、抗锯齿、透明度、平滑滚动、图层混合等效果
  • 支持多种输入设备：触摸屏、 键盘、编码器、按键等
  • 支持多显示设备
  • 不依赖特定的硬件平台，可以在任何显示屏上运行
  • 配置可裁剪（最低资源占用：64 kB Flash，16 kB RAM）
  • 基于UTF-8的多语种支持，例如中文、日文、韩文、阿拉伯文等
  • 可以通过类CSS的方式来设计、布局图形界面（例如：Flexbox、Grid）
  • 支持操作系统、外置内存、以及硬件加速（LVGL已内建支持STM32 DMA2D、NXP PXP和VGLite）
  • 即便仅有单缓冲区(frame buffer)的情况下，也可保证渲染如丝般顺滑
  • 全部由C编写完成，并支持C++调用
  • 支持Micropython编程，参见：LVGL API in Micropython
  • 支持模拟器仿真，可以无硬件依托进行开发
  • 丰富详实的例程
  • 详尽的文档以及API参考手册，可线上查阅或可下载为PDF格式
  • 在 MIT 许可下免费和开源

配置要求：

基本上，每个能够驱动显示器的现代控制器都适合运行 LVGL。 最低要求是：

  • 16、32 或 64 位微控制器或处理器
  • 建议使用 >16 MHz 时钟速度
  • 闪存/ROM： > 64 kB 用于非常重要的组件 (> 建议使用 180 kB)

  • RAM:

    • 静态 RAM 使用量：\~2 kB，取决于使用的功能和对象类型
    • 堆: > 2kB (> 建议使用 8 kB)
    • 动态数据（堆）: > 2 KB (> 如果使用多个对象，建议使用 16 kB). 在 lv_conf.h 文件中配置 LV_MEM_SIZE 生效。
    • 显示缓冲区：> “水平分辨率”像素（推荐 >10 × 10ד 水平分辨率”）
    • MCU或外部显示控制器中的一个帧缓冲区
  • C99 或更新的编译器

LVGL官网：https://lvgl.io/

接线说明

LCD屏MCU/开发板功能描述
GNDGNDLCD屏电源地
VCC5V或3.3VLCD屏电源正极
LCD_CSPE6LCD屏SPI片选
LCD_RSTPC1LCD屏复位
LCD_RSPC0LCD屏命令/数据选择
SDI(MOSI)PB5LCD屏SPI数据线，主机输出从机输入
SCKPB3LCD屏SPI时钟线
LED3.3V背光LED（可以自己接IO口，用软件控制背光）
SDO(MISO)PB4LCD屏SPI数据线，主机输入从机输出
CTP_SCLPB8电容触摸屏控制器I2C时钟线
CTP_RSTPB7电容触摸屏控制器复位
CTP_SDAPB9电容触摸屏控制器I2C数据线
CTP_INTPB6电容触摸屏控制器中断信号

注意一下，我效果图里用的这款开发板的PB4引脚是没有在两边的排针里的，是在上面的JTAG接口里。

资料和程序下载

屏幕资料在线文档：https://url.zeruns.com/68x3Y

屏幕资料打包下载地址1：https://www.123pan.com/s/2Y9Djv-rZevH.html

屏幕资料打包下载地址2：https://url.zeruns.com/gzBO4

裸机版STM32F407+LVGL工程下载地址1：https://url.zeruns.com/X242k

裸机版STM32F407+LVGL工程下载地址2：https://pan.baidu.com/s/1vAhHijYd_aWvRr3_c1_WtA?pwd=ry4g

FreeRTOS版STM32F407+LVGL工程下载地址1：https://www.123pan.com/s/2Y9Djv-CzevH.html

FreeRTOS版STM32F407+LVGL工程下载地址2：https://url.zeruns.com/0iOHF

求点个Star

程序Gitee开源地址：https://gitee.com/zeruns/STM32F407_LVGL_Template_MSP3526

程序GitHub开源地址：https://github.com/zeruns/STM32F407_LVGL_Template_MSP3526

Gitee和GitHub开源里的最新版程序是用了FreeRTOS的，裸机版在发行版那里，版本号为0.1.3。

使用STM32CubeMX生成的工程，用Keil5+VScode+EIDE来开发的。

我是参照正点原子的教程来移植的。

正点原子的 LVGL使用和移植 视频教程下载地址1：https://www.123pan.com/s/2Y9Djv-0ZevH.html

正点原子的 LVGL使用和移植 视频教程下载地址2：https://www.alipan.com/s/Pd6TDfT2rBL

使用说明

将代码下载下来直接编译下载就能用。

如果需要关闭帧率和内存占用显示就将 lv_conf.h 文件里的下面这两个宏定义的1改成0。

/*1: Show CPU usage and FPS count*/
#define LV_USE_PERF_MONITOR 1
#if LV_USE_PERF_MONITOR
    #define LV_USE_PERF_MONITOR_POS LV_ALIGN_BOTTOM_RIGHT
#endif

/*1: Show the used memory and the memory fragmentation
 * Requires LV_MEM_CUSTOM = 0*/
#define LV_USE_MEM_MONITOR 1
#if LV_USE_MEM_MONITOR
    #define LV_USE_MEM_MONITOR_POS LV_ALIGN_BOTTOM_LEFT
#endif

如果用的是FreeRTOS版的就在 freertos.c 文件里写代码，可以用STM32CubeMX软件新建线程和信号量这些，然后生成代码，代码都是按照规范写在指定位置的，重新生成不会影响自己写的代码。裸机版就直接在 main.c 文件里写代码就行。

如果需要关闭Demo程序就将下图中的代码注释掉就行。

元件购买地址

主要代码片段

主要就是在lv_port_disp.c文件里disp_flush函数中调用下面这段填充LCD的函数。LCD驱动是在屏幕官方给的例程基础上改的。

/**
 * @brief 填充LCD屏幕指定矩形区域
 * 使用LVGL库的颜色值填充LCD指定区域。
 * @param sx 起始X坐标
 * @param sy 起始Y坐标
 * @param ex 结束X坐标
 * @param ey 结束Y坐标
 * @param color_p 指向要填充的颜色的指针
 */
void LCD_Fill_LVGL(uint16_t sx, uint16_t sy, uint16_t ex, uint16_t ey, lv_color_t *color_p)
{
    uint32_t i, j;
    uint16_t width = ex - sx + 1;     // 计算填充区域的宽度
    uint16_t height = ey - sy + 1;     // 计算填充区域的高度
    uint32_t Pixel = width * height; // 计算填充区域像素个数
    LCD_SetWindows(sx, sy, ex, ey);     // 设置LCD的显示窗口为指定的区域

//    for (i = 0; i < height; i++)
//    {
//        for (j = 0; j < width; j++){
//            Lcd_WriteData_16Bit(color_p->full); // 写入数据
//        }
//    }

// 数据分割值, 用于分批发送数据
#define data_split 3000

    uint8_t data[Pixel * 2]; // 创建一个数组用于存储颜色数据

    for (i = 0; i < Pixel; i++)
    {
        // 将颜色数据从16位转换为两个8位的数据
        data[i * 2] = (color_p->full) >> 8;            // 获取高8位数据
        data[i * 2 + 1] = (uint8_t)(color_p->full); // 获取低8位数据
        color_p++;                                    // 指向下一个颜色值

        // 判断数据量是否大于10000，如果大于则分批发送数据
        if (Pixel > 10000)
        {
            if ((i + 1) % data_split == 0)
            {
                if ((i + 1) == data_split)
                {
                    Lcd_WriteData_DMA(data, data_split * 2); // 以DMA方式发送数据
                }
                else
                {
                    while (HAL_SPI_GetState(LCD_SPI) != HAL_SPI_STATE_READY);                        // 等待SPI总线空闲
                    uint8_t *temp = &data[((uint16_t)((i + 1) / data_split) - 1) * data_split * 2]; // 获取剩余数据
                    Lcd_WriteData_DMA(temp, data_split * 2);                                        // 以DMA方式发送数据
                }
            }
            else if (((i + 1) % data_split > 0) && ((i + 1) > data_split) && (i == (Pixel - 1)))
            {
                if ((uint16_t)((i + 1) / data_split) == 1)
                {
                    while (HAL_SPI_GetState(LCD_SPI) != HAL_SPI_STATE_READY)
                        ;                                                 // 等待SPI总线空闲
                    uint8_t *temp = &data[data_split * 2];                 // 获取剩余数据
                    Lcd_WriteData_DMA(temp, ((i + 1) % data_split) * 2); // 以DMA方式发送数据
                }
                else
                {
                    while (HAL_SPI_GetState(LCD_SPI) != HAL_SPI_STATE_READY)
                        ;                                                                      // 等待SPI总线空闲
                    uint8_t *temp = &data[(uint16_t)((i + 1) / data_split) * data_split * 2]; // 获取剩余数据
                    Lcd_WriteData_DMA(temp, ((i + 1) % data_split) * 2);
                }
            }
        }
    }

    if (Pixel <= 10000)
    {
        // 要发送的数据小于10000*2字节时一次全部发送
        Lcd_WriteData_DMA(data, Pixel * 2);
    }

    LCD_SetWindows(0, 0, lcddev.width - 1, lcddev.height - 1); // 恢复窗口设置为全屏
}

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