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【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】驱动DFRobot高清彩屏使用lvgl显示动态仪表盘

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HonestQiao|  楼主 | 2023-12-11 20:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 HonestQiao 于 2023-12-11 20:09 编辑

#申请原创#
在之前的文章中:【新提醒】【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】无需移植使用lvgl驱动SSD1306 OLED显示中英文和绘图,分享过使用lvgl在ssd1306 oled上进行显示。但ssd1306为单色屏,显示的效果较为一般。我手头有一个DFRobot的IPS高清彩屏,经过测试,可以在NUCLEO-U5A5ZJ-Q上使用,下面就是使用分享。

一、硬件了解
这个彩屏是DFRobot 172x320 1.47inch IPS LCD的,官方介绍如下:
1.47 英寸 172×320 IPS LCD 高清显示屏
这是一款1.47英寸,分辨率为172×320的彩色高清IPS显示屏 。采用驱动芯片ST7789V3、SPI通讯接口,显示屏显示区域占比大,边框宽度仅 1mm,圆弧边角,外形小巧美观,显示效果精细、清晰,还原真实色彩。显示屏上可高清显示各种文字、图像、动画、甚至是视频,基于 Arduino 的图像显示 GDL 库和 LVGL 库,可以做出酷炫的动态效果,适合DIY电子项目。可广泛应用于迷你游戏机、迷你气象站、背包挂件、迷你时钟、迷你视频播放、礼物制作、小型仪表显示等场景。

具体资料可以查看:1.47英寸172×320 IPS LCD高清显示屏;这个屏的显示效果,非常的不错:
iShot_2023-12-11_19.13.19.png

二、硬件连接
DFRobot 172x320 1.47inch IPS LCD背面的连接点具体如下:
iShot_2023-12-11_19.13.12.png


NUCLEO-U5A5ZJ-Q开发板的Arduino兼容接口连接st7789v SPI显示屏时候的连线关系:
iShot_2023-12-11_19.13.05.png

具体的连线处理:
WechatIMG4482.jpg



三、驱动处理
Zephyr中,本身提供了st7789v的驱动,并且默认已经适配了 TL019FQV01 和 Waveshare 240x240 1.3inch IPS LCD。
看起来,DFRobot的这块屏,和 Waveshare 240x240 1.3inch IPS LCD 类似,于是直接以其为基础,生成了 DFRobot 172x320 1.47inch IPS LCD。
需要处理的文件包括:
boards/shields/st7789v_generic/st7789v_dfrobot_172x320.overlay:
/*
* Copyright (c) 2019 Jan Van Winkel <jan.van_winkel@dxplore.eu>
* Copyright (c) 2019 PHYTEC Messtechnik GmbH
* Copyright (c) 2023 HonestQiao <honestqiao@gmail.com>
*
* SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
*/

/ {
        chosen {
                zephyr,display = &st7789v_st7789v_dfrobot_172x320;
        };
};

&arduino_spi {
        status = "okay";
        cs-gpios = <&arduino_header 16 GPIO_ACTIVE_LOW>;        /* D10 */

        st7789v_st7789v_dfrobot_172x320: st7789v[url=home.php?mod=space&uid=2514928]@0[/url] {
                compatible = "sitronix,st7789v";
                spi-max-frequency = <20000000>;
                reg = <0>;
                cmd-data-gpios = <&arduino_header 15 GPIO_ACTIVE_LOW>;        /* D9 */
                reset-gpios = <&arduino_header 14 GPIO_ACTIVE_LOW>;        /* D8 */
                width = <172>;
                height = <320>;
                x-offset = <35>;
                y-offset = <0>;
                vcom = <0x19>;
                gctrl = <0x35>;
                vrhs = <0x12>;
                vdvs = <0x20>;
                mdac = <0x00>;
                gamma = <0x01>;
                colmod = <0x05>;
                lcm = <0x2c>;
                porch-param = [0c 0c 00 33 33];
                cmd2en-param = [5a 69 02 01];
                pwctrl1-param = [a4 a1];
                pvgam-param = [D0 04 0D 11 13 2B 3F 54 4C 18 0D 0B 1F 23];
                nvgam-param = [D0 04 0C 11 13 2C 3F 44 51 2F 1F 1F 20 23];
                ram-param = [00 F0];
                rgb-param = [CD 08 14];
        };
};
这个文件是显示屏初始化数据的定义。

boards/shields/st7789v_generic/Kconfig.shield:
# Copyright (c) 2019 Jan Van Winkel <jan.van_winkel@dxplore.eu>
# SPDX-License-Identifier: Apache-2.0

config SHIELD_ST7789V_TL019FQV01
        def_bool $(shields_list_contains,st7789v_tl019fqv01)

config SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
        def_bool $(shields_list_contains,st7789v_waveshare_240x240)

config SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
        def_bool $(shields_list_contains,st7789v_dfrobot_172x320)
这个文件中定义了可以使用的st7789v的Shield

boards/shields/st7789v_generic/Kconfig.defconfig:
# Copyright (c) 2019 Jan Van Winkel <jan.van_winkel@dxplore.eu>
# SPDX-License-Identifier: Apache-2.0

if SHIELD_ST7789V_TL019FQV01 || SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240 || SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320

if DISPLAY

choice ST7789V_PIXEL_FORMAT
        default ST7789V_RGB888 if SHIELD_ST7789V_TL019FQV01
        default ST7789V_RGB565 if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
        default ST7789V_RGB565 if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
endchoice

if LVGL

config LV_Z_BITS_PER_PIXEL
        default 24 if SHIELD_ST7789V_TL019FQV01
        default 16 if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
        default 16 if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320

choice LV_COLOR_DEPTH
        default LV_COLOR_DEPTH_16 if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
        default LV_COLOR_DEPTH_16 if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
endchoice

config LV_COLOR_16_SWAP
        default y if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
        default y if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320

endif # LVGL

endif # DISPLAY

endif # SHIELD_ST7789V_TL019FQV01 || SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240 || SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
这个文件定义了配置菜单。

samples/drivers/display/sample.yaml:添加
  sample.display.st7789v_dfrobot_172x320:
    platform_allow: nrf52dk_nrf52832
    extra_args: SHIELD=st7789v_dfrobot_172x320
    tags:
      - display
      - shield
    harness: console
    harness_config:
      fixture: fixture_display

这个文件定义了例子可用的选项。

做好了上述的处理后,使用下面的指令编译检查:
west build -b nucleo_u5a5zj_q samples/subsys/display/lvgl -- -DSHIELD=st7789v_dfrobot_172x320
编译无误后,说明驱动设置正确。


四、显示测试
使用 【新提醒】【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】无需移植使用lvgl驱动SSD1306 OLED显示中英文和绘图 这篇分享中的代码,用上面的命令,重编编译,就能够直接使用了。

显示的实际效果如下:
1. 显示线条:
WechatIMG4484.jpg

2. 显示中文:
WechatIMG4483.jpg

实际的显示效果,比之前的SSD1306 OLED显示屏好多了。

五、动态仪表盘
上面只是演示了简单的显示功能,下面再参考LVGL的官方案例,演示两个更有实际用途的仪表盘。查看LVGl官方的文档:Examples — LVGL documentation,其中有Meter的演示,其C代码,可以直接拷贝过来使用,具体如下:

仪表盘1演示代码:

static lv_obj_t * meter;

static void set_value(void * indic, int32_t v)
{
    lv_meter_set_indicator_value(meter, indic, v);
}
/**
* A simple meter
*/
void lv_example_meter_1(void)
{
    meter = lv_meter_create(lv_scr_act());
    lv_obj_center(meter);
    lv_obj_set_size(meter, 200, 200);

    /*Add a scale first*/
    lv_meter_scale_t * scale = lv_meter_add_scale(meter);
    lv_meter_set_scale_ticks(meter, scale, 41, 2, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY));
    lv_meter_set_scale_major_ticks(meter, scale, 8, 4, 15, lv_color_black(), 10);

    lv_meter_indicator_t * indic;

    /*Add a blue arc to the start*/
    indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), 0);
    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 0);
    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 20);

    /*Make the tick lines blue at the start of the scale*/
    indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE),
                                     false, 0);
    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 0);
    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 20);

    /*Add a red arc to the end*/
    indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), 0);
    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 80);
    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 100);

    /*Make the tick lines red at the end of the scale*/
    indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), false,
                                     0);
    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 80);
    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 100);

    /*Add a needle line indicator*/
    indic = lv_meter_add_needle_line(meter, scale, 4, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY), -10);

    /*Create an animation to set the value*/
    lv_anim_t a;
    lv_anim_init(&a);
    lv_anim_set_exec_cb(&a, set_value);
    lv_anim_set_var(&a, indic);
    lv_anim_set_values(&a, 0, 100);
    lv_anim_set_time(&a, 2000);
    lv_anim_set_repeat_delay(&a, 100);
    lv_anim_set_playback_time(&a, 500);
    lv_anim_set_playback_delay(&a, 100);
    lv_anim_set_repeat_count(&a, LV_ANIM_REPEAT_INFINITE);
    lv_anim_start(&a);
}


main部分的调用代码如下:
int main(void)
{
        const struct device *display_dev;

        display_dev = DEVICE_DT_GET(DT_CHOSEN(zephyr_display));
        if (!device_is_ready(display_dev)) {
                LOG_ERR("Device not ready, aborting test");
                return 0;
        }

        lv_obj_clean(lv_scr_act());
        lv_task_handler();
        display_blanking_off(display_dev);

        lv_obj_clean(lv_scr_act());
        lv_example_meter_1();

        while(1) {
                lv_task_handler();
                k_sleep(K_MSEC(10));
        }
}


在之前的分享中提示过,需要自己调用 lv_task_handler() 来刷新显示。

上面的代码运行结果如下:
v1.gif

仪表盘2演示代码:
static lv_obj_t * meter;

static void set_value2(void * indic, int32_t v)
{
    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, v);
}
/**
* A meter with multiple arcs
*/
void lv_example_meter_2(void)
{
    meter = lv_meter_create(lv_scr_act());
    lv_obj_center(meter);
    lv_obj_set_size(meter, 200, 200);

    /*Remove the circle from the middle*/
    lv_obj_remove_style(meter, NULL, LV_PART_INDICATOR);

    /*Add a scale first*/
    lv_meter_scale_t * scale = lv_meter_add_scale(meter);
    lv_meter_set_scale_ticks(meter, scale, 11, 2, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY));
    lv_meter_set_scale_major_ticks(meter, scale, 1, 2, 30, lv_color_hex3(0xeee), 15);
    lv_meter_set_scale_range(meter, scale, 0, 100, 270, 90);

    /*Add a three arc indicator*/
    lv_meter_indicator_t * indic1 = lv_meter_add_arc(meter, scale, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), 0);
    lv_meter_indicator_t * indic2 = lv_meter_add_arc(meter, scale, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN), -10);
    lv_meter_indicator_t * indic3 = lv_meter_add_arc(meter, scale, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), -20);

    /*Create an animation to set the value*/
    lv_anim_t a;
    lv_anim_init(&a);
    lv_anim_set_exec_cb(&a, set_value2);
    lv_anim_set_values(&a, 0, 100);
    lv_anim_set_repeat_delay(&a, 100);
    lv_anim_set_playback_delay(&a, 100);
    lv_anim_set_repeat_count(&a, LV_ANIM_REPEAT_INFINITE);

    lv_anim_set_time(&a, 2000);
    lv_anim_set_playback_time(&a, 500);
    lv_anim_set_var(&a, indic1);
    lv_anim_start(&a);

    lv_anim_set_time(&a, 1000);
    lv_anim_set_playback_time(&a, 1000);
    lv_anim_set_var(&a, indic2);
    lv_anim_start(&a);

    lv_anim_set_time(&a, 1000);
    lv_anim_set_playback_time(&a, 2000);
    lv_anim_set_var(&a, indic3);
    lv_anim_start(&a);
}


main部分的调用代码如下:
int main(void)
{
        const struct device *display_dev;

        display_dev = DEVICE_DT_GET(DT_CHOSEN(zephyr_display));
        if (!device_is_ready(display_dev)) {
                LOG_ERR("Device not ready, aborting test");
                return 0;
        }

        lv_obj_clean(lv_scr_act());
        lv_task_handler();
        display_blanking_off(display_dev);

        lv_obj_clean(lv_scr_act());
        lv_example_meter_2();

        while(1) {
                lv_task_handler();
                k_sleep(K_MSEC(10));
        }
}


上面的代码运行结果如下:
v2.gif


六、总结

NUCLEO-U5A5ZJ-Q的良好硬件设计,使得开发者可以很方便的连接Arduino兼容的硬件,大大方便了开发工作。
Zephyr对NUCLEO-U5A5ZJ-Q的给力支持,以及提供的LVGL模块支持,能够让开发者聚焦于核心业务的处理,真的是非常的方便。
在NUCLEO-U5A5ZJ-Q上,能够使用上TFT彩色显示屏,就可以更方便的进行多远信息的呈现了,不管是传感器数据的读取后的呈现,还是状态信息的呈现,结合起来,能够做出很出色的工作。




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闻则123| | 2023-12-12 17:10 | 显示全部楼层

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LLGTR| | 2023-12-13 16:52 | 显示全部楼层
这个屏幕看的着实不错,一般会用在什么产品上?

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HonestQiao|  楼主 | 2023-12-13 18:11 | 显示全部楼层
LLGTR 发表于 2023-12-13 16:52
这个屏幕看的着实不错,一般会用在什么产品上?

家用智能设备,玩具等等

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Clyde011| | 2024-1-23 11:08 | 显示全部楼层

STM32芯片中有多个工作时钟源的外设很常见

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万图| | 2024-1-23 13:04 | 显示全部楼层

CPU借助于APB总线访问相关寄存器达到对I2C1工作模块的控制

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Uriah| | 2024-1-23 14:07 | 显示全部楼层

ART2固定使用PCLK时钟,只有开启和关闭的问题,不存在其它时钟源选择

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