STM32F4+FreeRTOS+LVGL实现嵌入式快速开发(缝合怪)

只看该作者 · 2023-6-27 11:36

极速进行项目开发，只需要懂一款芯片架构+一个操作系统+一个GUI。各种部件程序全靠抄

，成为究极缝合怪。本文用stm32f407+FreeRTOS+lvgl演示一些demo。

原文链接：STM32F4+FreeRTOS+LVGL实现快速开发(缝合怪)

lvgl官方的音乐播放器demo：

百问网的2048小游戏：

只看该作者 · 2023-6-27 11:38

1.STM32F407和FreeRTOS
STM32F407这款芯片就不多介绍了，挺老的MCU，架构为ARM_CM4F。随便一搜就有非常非常多的例程和项目。

会缝合的基础是对芯片架构非常了解，刚入门的同学建议先从基础学起，推荐学习ARM官方的权威指南。

在家中找到一个早之前的开发板，个人还挺喜欢的，只有最小系统，把pin引出来了，没有乱七八糟的外设，还找到一个240*320的LCD屏幕，ILI9341驱动。

只看该作者 · 2023-6-27 11:38

至于FreeRTOS，之前讲了FreeRTOS在STM32F4上的移植：STM32F4移植FreeRTOS光是MCU加上FreeRTOS就已经能做很多东西了，github上也有非常多的项目，直接git clone再随便改改就能做出很多东西。

FreeRTOS的系列讲解:FreeRTOS全解析-1.引入与RTOS简介

只看该作者 · 2023-6-27 11:40

2.LVGL和FreeRTOS结合
都有显示屏了，当然得显示一下，增加一下逼格，但是自己画肯定不好看，也也没有那个必要，这就需要借助开源图形库了。

嵌入式GUI有非常多，LVGL是其中之一，很低的配置就可以实现非常好的效果。介绍就没必要了，就是一个C语言写的图形库，需要学习的可以去官网：https://lvgl.io/看手册。

只看该作者 · 2023-6-27 11:40

官网的一个demo：

我对LVGL了解不多，但通过手册可以知道，LVGL的底层是通过定时器来循环调用lv_tick_inc();函数，以获知系统时间，称为LVGL的心跳。再通过lv_task_handler();（新版的是lv_timer_handler()）来调度LVGL的各种任务，包括显示、输入，各种事件。搞明白这个，我们就可以非常容易得将他与FreeRTOS结合了。

只看该作者 · 2023-6-27 11:40

2.1下载LVGL源码，并加入keil工程
去官网找到源码，找个需要的版本，我这里用git下了lvgl8.0。

只需要如下几个东西

只看该作者 · 2023-6-27 11:49

把lv_conf_template.h的文件名改成lv_conf.h。这是官方提供的配置样板，我们要改成适合自己的。开头的if 0改成1，使它生效。

复制

#if 1 /*Set it to "1" to enable content*/

只看该作者 · 2023-6-27 11:54

显示屏的颜色，我的是16位的

复制

/*Color depth: 1 (1 byte per pixel), 8 (RGB332), 16 (RGB565), 32 (ARGB8888)*/

#define LV_COLOR_DEPTH     16

只看该作者 · 2023-6-27 14:22

显示和输入（触屏、按钮等）的周期，按需要改。显示周期20ms就是50帧。

/*Default display refresh period. LVG will redraw changed ares with this period time*/
#define LV_DISP_DEF_REFR_PERIOD    20    /*[ms]*/

/*Input device read period in milliseconds*/
#define LV_INDEV_DEF_READ_PERIOD 30    /*[ms]*/
内存和CPU监控开一下，方便看效果，就是我上面demo中左下角和右下角的显示。

/*1: Show CPU usage and FPS count in the right bottom corner*/
#define LV_USE_PERF_MONITOR    1

/*1: Show the used memory and the memory fragmentation  in the left bottom corner
* Requires LV_MEM_CUSTOM = 0*/
#define LV_USE_MEM_MONITOR    1

只看该作者 · 2023-6-27 14:22

examples文件夹中只需要porting文件夹。

只看该作者 · 2023-6-27 14:22

里面的文件名中的template，全部删掉。

只看该作者 · 2023-6-27 14:22

以STM32F4移植FreeRTOS中的已经移植好FreeRTOS的keil工程为模板

新建文件夹

只看该作者 · 2023-6-27 14:23

LVGL放入src文件，LVGL_PORT放入porting中的文件，LVGL_APP放入example中随便复制的demo

然后在keil中把所有.c文件添加进去，这个过程就比较麻烦，要，需要一个个点。

只看该作者 · 2023-6-27 14:23

2.2调整显示接口
lv_port_disp.c为lvgl的显示接口第一步就是把它和lv_port_disp.h头文件中的第一行if 0改为1，使他们生效。

lv_port_disp.h文件中添加两行，表示我LCD的分辨率为240*320

#define MY_DISP_HOR_RES 240
#define MY_DISP_VER_RES 320
lv_port_disp.c中初始化函数disp_init中，加上自己的LCD初始化函数。

static void disp_init(void)
{
/*You code here*/
LCD_Init();
}

只看该作者 · 2023-6-27 14:24

刷屏函数中加上自己的画点函数，官方中的例子是这样的

复制

static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)

{

    int32_t x;

    int32_t y;

    for(y = area->y1; y <= area->y2; y++) {

        for(x = area->x1; x <= area->x2; x++) {

            /*Put a pixel to the display. For example:*/

           /*put_px(x, y, *color_p)*/

             color_p++;

        }

    }

    lv_disp_flush_ready(disp_drv);

}

只看该作者 · 2023-6-27 14:25

{
int32_t x;
int32_t y;
for(y = area->y1; y <= area->y2; y++) {
      for(x = area->x1; x <= area->x2; x++) {
         /*Put a pixel to the display. For example:*/
         /*put_px(x, y, *color_p)*/
         color_p++;
      }
}
lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}

只看该作者 · 2023-6-27 14:25

/*put_px(x, y, *color_p)*/改成你LCD的画点函数，不过这样很慢，推荐直接使用区域绘制

复制

static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)

{

    LCD_Color_Fill(area->x1,area->y1,area->x2,area->y2,(u16*)color_p);

    lv_disp_flush_ready(disp_drv);

}

只看该作者 · 2023-6-27 14:25

{
LCD_Color_Fill(area->x1,area->y1,area->x2,area->y2,(u16*)color_p);
lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}

只看该作者 · 2023-6-27 14:25

这样会更快。

我的LCD用FSMC，速度已经够快了，但是我想更快一点，就用DMA(提升不会特别大)。在这个函数中只放一个DMA传输函数。

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static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)

{

  LCD_Start_DMA_Transfer(area->x1,area->y1,area->x2,area->y2,(u16*)color_p);

}

只看该作者 · 2023-6-27 14:27

在DMA完成中断函数中通知LVGL

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void DMA2_Stream3_IRQHandler(void)

{

  if(DMA_GetITStatus(LCD_DMA_Stream,LCD_DMA_IT_TCIFx)!=RESET)

  {

       DMA_ClearITPendingBit(LCD_DMA_Stream,LCD_DMA_IT_TCIFx);

       lv_disp_flush_ready(&disp_drv); 

  }

}