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ESP32+st7789/ili9341运行LVGL例程，依赖ESP-IDF编译lv_port_esp32官方Demo(1)

2023-11-02

  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。

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  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。

1、LVGL支持的LCD驱动IC和触摸IC型号

  • 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。

2、获取LVGL的ESP32例程

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。
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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
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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

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。
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  • 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
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  • 移动光标：Componment config >>> LVGL TFT Display controller
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  • 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。
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  • 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。
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  • 3、LVGL配置项。
  • 返回前两级目录，找到 Componment config >>> LVGL configuration。
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  • 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。
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  • 4、LVGL配置项。
  • 返回前两级目录，找到 Componment config >>> lv_examples_configuration。
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  • 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。
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  • 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

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

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

注意事项

  • 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
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Fork工程

  鉴于大家说上面的过程略有繁琐，求博主源码。现已fork了原工程，并修改了 sdkconfig，以完美适配 ST7789V + FT6236U 单点电容触摸屏。

  递归clone后，直接编译、下载、运行即可，省掉了上面的配置步骤。

  仓库地址：ESP32 - LVGL - ST7789V+FT6236U

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请添加图片描述

LVGL_V8可用

  csdn转存失败，预览链接：http://zhiliangma.gitee.io/imgs/202111/lvgl_v8_test4.gif

  lvgl_v8_esp32 源码

Visual Studio模拟器使用

  为方便LVGL的学习，一般会将代码运行于电脑的模拟器上：LVGL VS模拟器使用

开源硬件 - 立创EDA

  看了上面图片，有没有想要个同款开发板的想法。

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  不辜负粉丝期待，硬件现已开源，立创EDA工程，一起去打样白嫖吧。

ESP32开发板开源啦 ESP32-IOT-KIT全开源物联网开发板

立创开源社区：ESP32开发板 IOT-KIT原理图、PCB、BOM

ESP32开源驱动库Easyio的使用，基于ESP-IDF开发框架

  • 开源学习交流Q群：827686418

更多ESP32 IDF教程，详见我的专栏。

这么贴心方便的教程，别忘收藏点赞+star。

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