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[其他] RVB2601应用开发实战系列三: GUI图形显示

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 楼主| 未来开发者 发表于 2021-9-9 16:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
ui, 图形显示, gui图形, 应用开发, se, pi
关键词：RISC-V开发板、RVB2601、WiFi&BLE，低功耗，玄铁E906,AliOS Things，RISC-V  MCU，上手 好用，控制，开关

1. 前言
基于RVB2601的GUI程序是利用Lvgl开源组件实现在OLED屏幕上的字符和图形显示。开发者可以利用Lvgl组件在OLED屏幕上实现Label控件显示功能。
建议在看本文之前，先详细看下RVB2601资源。本例程名为ch2601_gui_demo，可以通过CDK直接从OCC拉取。

2. 硬件配置
2.1 显示屏
RVB2601开发板采用的是OLED显示屏， 位于开发板正面。
1.png

2.2 屏幕物理接口
CH2601开发板采用单彩色图形显示面板，屏幕分辨率128x64 pixel，屏幕背景颜色可选，该程序中采用的是一块黄色背景的屏幕。屏幕控制器采用SSD1309，通过4 wire SPI接口与主芯片连接, 原理图如下所示, 对应的pin引脚分别为PA27、PA28、PA29、PA30。 原理图如下：
2.png

软件通过对SPI进行读写操作来实现对OLED屏上的像素进行点操作，从而实现整个屏的点亮操作。

3. GUI软件开发
3.1 LVGL介绍
LVGL全称Light and Versatile Graphics Library,是一个自由的，开源的GUI库，具有界面精美，资源消耗小，可移植度高, 响应式布局等特点, 全库采用纯 c 语言开发。
主要特性如下.
·具有非常丰富的内置控件,像 buttons, charts, lists, sliders, images 等
·高级图形效果：动画，反锯齿，透明度，平滑滚动
·支持多种输入设备,像 touchpad, mouse, keyboard, encoder 等
·支持多语言的 UTF-8 编码
·支持多个和多种显示设备，例如同步显示在多个彩色屏或单色屏上
·完全自定制的图形元素
·硬件独立于任何微控制器或显示器
·可以缩小到最小内存 (64 kB Flash, 16 kB RAM)
·支持操作系统、外部储存和 GPU（非必须）
·仅仅单个帧缓冲设备就可以呈现高级视觉特效
·使用C 编写以获得最大兼容性(兼容 C++)
·支持PC 模拟器
·为加速 GUI 设计,提供教程,案例和主题,支持响应式布局
·提供了在线和离线文档
·基于自由和开源的 MIT 协议
·支持MicroPython

3.2 例程下载
打开CDK，点击HOME图标，查找ch2601_gui_demo后，打开工程可以看到以下目录：
3.png

3.3 LVGL移植接口
Lvgl移植代码位于app/src/lvgl_porting文件夹内，其包含oled.c和oled.h。
4.png

·以下功能接口位于app/src/lvgl_porting/oled.c， 实现SPI管脚的初始化，主要针对CS, DATA, CLOCK, DATAIN管脚，同时实现了对不同管脚的读写操作。
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  1. static void oled_gpio_init()
    

  2. {
    

  3.     //
    

  4.     csi_gpio_pin_init(&pin_clk, PA28);
    

  5.     csi_gpio_pin_dir(&pin_clk, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    

  6.     csi_gpio_pin_init(&pin_mosi, PA29);
    

  7.     csi_gpio_pin_dir(&pin_mosi, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    

  8.     csi_gpio_pin_init(&pin_cs, PA27);
    

  9.     csi_gpio_pin_dir(&pin_cs, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    

  10.     csi_gpio_pin_init(&pin_miso, PA30); //dc
    

  11.     csi_gpio_pin_dir(&pin_miso, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    

  12. }
    

  13. static void lcd_cs(uint8_t d)
    

  14. {
    

  15.     if (d == 1) {
    

  16.         csi_gpio_pin_write(&pin_cs, GPIO_PIN_HIGH);
    

  17.     } else {
    

  18.         csi_gpio_pin_write(&pin_cs, GPIO_PIN_LOW);
    

  19.     }
    

  20. }
    

  21. static void lcd_dc(uint8_t d)
    

  22. {
    

  23.     if (d == 1) {
    

  24.         csi_gpio_pin_write(&pin_miso, GPIO_PIN_HIGH);
    

  25.     } else {
    

  26.         csi_gpio_pin_write(&pin_miso, GPIO_PIN_LOW);
    

  27.     }
    

  28. }
    

  29. static void lcd_sclk(uint8_t d)
    

  30. {
    

  31.     if (d == 1) {
    

  32.         csi_gpio_pin_write(&pin_clk, GPIO_PIN_HIGH);
    

  33.     } else {
    

  34.         csi_gpio_pin_write(&pin_clk, GPIO_PIN_LOW);
    

  35.     }
    

  36. }
    

  37. static void lcd_sdin(uint8_t d)
    

  38. {
    

  39.     if (d == 1) {
    

  40.         csi_gpio_pin_write(&pin_mosi, GPIO_PIN_HIGH);
    

  41.     } else {
    

  42.         csi_gpio_pin_write(&pin_mosi, GPIO_PIN_LOW);
    

  43.     }
    

  44. }


·以下功能函数位于app/src/lvgl_porting/oled.c，通过SPI实现对屏幕的命令和数据写操作。
复制
  1. void Write_Command(unsigned char Data)
    

  2. {
    

  3.     unsigned char i;
    

  4.     lcd_cs(0);
    

  5.     lcd_dc(0);
    

  6.     for (i = 0; i < 8; i++) {
    

  7.         lcd_sclk(0);
    

  8.         lcd_sdin((Data & 0x80) >> 7);
    

  9.         Data = Data << 1;
    

  10.         lcd_sclk(1);
    

  11.     }
    

  12.     lcd_dc(1);
    

  13.     lcd_cs(1);
    

  14. }
    

  15. void Write_Data(unsigned char Data)
    

  16. {
    

  17.     unsigned char i;
    

  18.     lcd_cs(0);
    

  19.     lcd_dc(1);
    

  20.     for (i = 0; i < 8; i++) {
    

  21.         lcd_sclk(0);
    

  22.         lcd_sdin((Data & 0x80) >> 7);
    

  23.         Data = Data << 1;
    

  24.         lcd_sclk(1);
    

  25.     }
    

  26.     lcd_dc(1);
    

  27.     lcd_cs(1);
    

  28. }

·以下功能函数位于app/src/lvgl_porting/oled.c文件中，实现对屏幕的基本命令操作，例如设置屏幕行列地址，屏幕的亮度控制等。
复制
  1. void Set_Start_Column(unsigned char d)
    

  2. {
    

  3.     Write_Command(0x00 + d % 16); // Set Lower Column Start Address for Page Addressing Mode
    

  4.                                   //   Default => 0x00
    

  5.     Write_Command(0x10 + d / 16); // Set Higher Column Start Address for Page Addressing Mode
    

  6.                                   //   Default => 0x10
    

  7. }
    

  8. void Set_Addressing_Mode(unsigned char d)
    

  9. {
    

  10.     Write_Command(0x20); // Set Memory Addressing Mode
    

  11.     Write_Command(d);    //   Default => 0x02
    

  12.                          //     0x00 => Horizontal Addressing Mode
    

  13.                          //     0x01 => Vertical Addressing Mode
    

  14.                          //     0x02 => Page Addressing Mode
    

  15. }
    

  16. void Set_Column_Address(unsigned char a, unsigned char b)
    

  17. {
    

  18.     Write_Command(0x21); // Set Column Address
    

  19.     Write_Command(a);    //   Default => 0x00 (Column Start Address)
    

  20.     Write_Command(b);    //   Default => 0x7F (Column End Address)
    

  21. }
    

  22. void Set_Page_Address(unsigned char a, unsigned char b)
    

  23. {
    

  24.     Write_Command(0x22); // Set Page Address
    

  25.     Write_Command(a);    //   Default => 0x00 (Page Start Address)
    

  26.     Write_Command(b);    //   Default => 0x07 (Page End Address)
    

  27. }
    

  28. void Set_Start_Line(unsigned char d)
    

  29. {
    

  30.     Write_Command(0x40 | d); // Set Display Start Line
    

  31.                              //   Default => 0x40 (0x00)
    

  32. }
    

  33. void Set_Contrast_Control(unsigned char d)
    

  34. {
    

  35.     Write_Command(0x81); // Set Contrast Control for Bank 0
    

  36.     Write_Command(d);    //   Default => 0x7F
    

  37. }
    

  38. void Set_Segment_Remap(unsigned char d)
    

  39. {
    

  40.     Write_Command(d); // Set Segment Re-Map
    

  41.                       //   Default => 0xA0
    

  42.                       //     0xA0 => Column Address 0 Mapped to SEG0
    

  43.                       //     0xA1 => Column Address 0 Mapped to SEG127
    

  44. }
    

  45. void Set_Entire_Display(unsigned char d)
    

  46. {
    

  47.     Write_Command(d); // Set Entire Display On / Off
    

  48.                       //   Default => 0xA4
    

  49.                       //     0xA4 => Normal Display
    

  50.                       //     0xA5 => Entire Display On
    

  51. }
    

  52. void Set_Inverse_Display(unsigned char d)
    

  53. {
    

  54.     Write_Command(d); // Set Inverse Display On/Off
    

  55.                       //   Default => 0xA6
    

  56.                       //     0xA6 => Normal Display
    

  57.                       //     0xA7 => Inverse Display On
    

  58. }
    

  59. void Set_Multiplex_Ratio(unsigned char d)
    

  60. {
    

  61.     Write_Command(0xA8); // Set Multiplex Ratio
    

  62.     Write_Command(d);    //   Default => 0x3F (1/64 Duty)
    

  63. }
    

  64. void Set_Display_On_Off(unsigned char d)
    

  65. {
    

  66.     Write_Command(d); // Set Display On/Off
    

  67.                       //   Default => 0xAE
    

  68.                       //     0xAE => Display Off
    

  69.                       //     0xAF => Display On
    

  70. }
    

  71. void Set_Start_Page(unsigned char d)
    

  72. {
    

  73.     Write_Command(0xB0 | d); // Set Page Start Address for Page Addressing Mode
    

  74.                              //   Default => 0xB0 (0x00)
    

  75. }
    

  76. void Set_Common_Remap(unsigned char d)
    

  77. {
    

  78.     Write_Command(d); // Set COM Output Scan Direction
    

  79.                       //   Default => 0xC0
    

  80.                       //     0xC0 => Scan from COM0 to 63
    

  81.                       //     0xC8 => Scan from COM63 to 0
    

  82. }
    

  83. void Set_Display_Offset(unsigned char d)
    

  84. {
    

  85.     Write_Command(0xD3); // Set Display Offset
    

  86.     Write_Command(d);    //   Default => 0x00
    

  87. }
    

  88. void Set_Display_Clock(unsigned char d)
    

  89. {
    

  90.     Write_Command(0xD5); // Set Display Clock Divide Ratio / Oscillator Frequency
    

  91.     Write_Command(d);    //   Default => 0x70
    

  92.                          //     D[3:0] => Display Clock Divider
    

  93.                          //     D[7:4] => Oscillator Frequency
    

  94. }
    

  95. void Set_Low_Power(unsigned char d)
    

  96. {
    

  97.     Write_Command(0xD8); // Set Low Power Display Mode
    

  98.     Write_Command(d);    //   Default => 0x04 (Normal Power Mode)
    

  99. }
    

  100. void Set_Precharge_Period(unsigned char d)
    

  101. {
    

  102.     Write_Command(0xD9); // Set Pre-Charge Period
    

  103.     Write_Command(d); //   Default => 0x22 (2 Display Clocks [Phase 2] / 2 Display Clocks [Phase 1])
    

  104.                       //     D[3:0] => Phase 1 Period in 1~15 Display Clocks
    

  105.                       //     D[7:4] => Phase 2 Period in 1~15 Display Clocks
    

  106. }
    

  107. void Set_Common_Config(unsigned char d)
    

  108. {
    

  109.     Write_Command(0xDA); // Set COM Pins Hardware Configuration
    

  110.     Write_Command(d);    //   Default => 0x12
    

  111.                          //     Alternative COM Pin Configuration
    

  112.                          //     Disable COM Left/Right Re-Map
    

  113. }
    

  114. void Set_NOP()
    

  115. {
    

  116.     Write_Command(0xE3); // Command for No Operation
    

  117. }
    

  118. void Set_Command_Lock(unsigned char d)
    

  119. {
    

  120.     Write_Command(0xFD); // Set Command Lock
    

  121.     Write_Command(d);    //   Default => 0x12
    

  122.                          //     0x12 => Driver IC interface is unlocked from entering command.
    

  123.                          //     0x16 => All Commands are locked except 0xFD.
    

  124. }

·该功能函数位于app/src/lvgl_porting/oled.c文件中，实现对屏幕的初始化。
复制
  1. static void oled_initialize()
    

  2. {
    

  3.     Set_Command_Lock(0x12);           // Unlock Driver IC (0x12/0x16)
    

  4.     Set_Display_On_Off(0xAE);         // Display Off (0xAE/0xAF)
    

  5.     Set_Display_Clock(0xA0);          // Set Clock as 116 Frames/Sec
    

  6.     Set_Multiplex_Ratio(0x3F);        // 1/64 Duty (0x0F~0x3F)
    

  7.     Set_Display_Offset(0x00);         // Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
    

  8.     Set_Start_Line(0x00);             // Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
    

  9.     Set_Low_Power(0x04);              // Set Normal Power Mode (0x04/0x05)
    

  10.     Set_Addressing_Mode(0x02);        // Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
    

  11.     Set_Segment_Remap(0xA1);          // Set SEG/Column Mapping (0xA0/0xA1)
    

  12.     Set_Common_Remap(0xC8);           // Set COM/Row Scan Direction (0xC0/0xC8)
    

  13.     Set_Common_Config(0x12);          // Set Alternative Configuration (0x02/0x12)
    

  14.     Set_Contrast_Control(Brightness); // Set SEG Output Current
    

  15.     Set_Precharge_Period(0x82);       // Set Pre-Charge as 8 Clocks & Discharge as 2 Clocks
    

  16.     Set_VCOMH(0x34);                  // Set VCOM Deselect Level
    

  17.     Set_Entire_Display(0xA4);         // Disable Entire Display On (0xA4/0xA5)
    

  18.     Set_Inverse_Display(0xA6);        // Disable Inverse Display On (0xA6/0xA7)
    

  19.     Fill_RAM(0x00); // Clear Screen
    

  20.     Set_Display_On_Off(0xAF); // Display On (0xAE/0xAF)
    

  21. }

·该功能函数位于app/src/main.c文件中，实现在屏幕固定处画一个label, 显示一串字符串。
复制
  1. static void gui_label_create(void)
    

  2. {
    

  3.     lv_obj_t *p = lv_label_create(lv_scr_act(), NULL);
    

  4.     lv_label_set_long_mode(p, LV_LABEL_LONG_BREAK);
    

  5.     lv_label_set_align(p, LV_LABEL_ALIGN_CENTER);
    

  6.     lv_obj_set_pos(p, 0, 4);
    

  7.     lv_obj_set_size(p, 128, 60);
    

  8.     lv_label_set_text(p, "THEAD RISC-V\nGUI\nDEMO");
    

  9. }

3.4. 编译运行
编译通过后，点击下载，下载成功后复位运行。可看屏上显示"THEADRISC-V\nGUI\nDEMO" 字符串。
5.png

4. 总结
本例程介绍了如何通过SPI接口来实现对OLED屏幕的图形显示。后续还有更多的开发例程，敬请期待！

本文转自平头哥芯片开放社区（occ），更多详情请点击https://occ.t-head.cn/store/board?channelName=1。
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