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[Arduino资料] 零知开源——STM32F4实现ILI9486显示屏UI界面系列教程（一）：电子书阅读器功能

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 楼主| 发表于 2025-6-24 18:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
STM32F4, ili9486, UI界面, 电子书, anim
本帖最后由 lingzhiLab 于 2025-6-24 18:32 编辑
本教程将详细介绍如何在零知增强板上使用3.5寸ILI9486显示屏实现电子书阅读器功能。我们将使用LVGL库构建用户界面，并实现翻页、进度显示等核心功能。

一、硬件连接1.1 硬件组件清单
组件名称
规格参数
备注
零知开发板
STM32F407VGT6
主控制器
ILI9486显示屏
3.5英寸TFT LCD (480×320)
电阻触摸屏
SD卡模块
SPI接口，支持FAT32
存储电子书文件
XPT2046触摸控制器
SPI接口
集成在显示屏模块上
W25Q128 Flash芯片
128M-bit (16MB)
存储字体和系统文件
USB数据线
直流供电
系统电源

1.2 连接方式零知增强板设计有专门的显示屏接口，3.5寸ILI9486显示屏可直接插入增强板，无需额外连线
connection.png

电子书阅读器界面效果图：
8488731e-4f6f-4954-9450-04b0ea40125a(1).jpg

二、软件UI组件实现2.1 核心数据结构
复制
  1. static const char* ebook_content[] = {
    

  2.     "Embedded Systems Fundamentals\n\n"
    

  3.     "Embedded systems are specialized computing systems that perform dedicated functions.",
    

  4.     "Microcontroller Architecture\n\n"
    

  5.     "Microcontrollers (MCUs) contain a processor core, memory, and programmable I/O peripherals.",
    

  6.     "Real-Time Operating Systems\n\n"
    

  7.     "RTOS provides deterministic timing behavior for embedded applications.",
    

  8.     "Communication Protocols\n\n"
    

  9.     "Wired: UART, SPI, I2C, CAN\nWireless: BLE, Wi-Fi, LoRaWAN",
    

  10.     "Development Lifecycle\n\n"
    

  11.     "Stages: Requirements, Design, Implementation, Testing, Deployment"
    

  12. };
    


  13. 

  14. static const uint8_t ebook_page_count = sizeof(ebook_content) / sizeof(ebook_content[0]);
    


  15. 

  16. // 电子书翻页事件回调
    

  17. static void ebook_prev_event_cb(lv_obj_t* btn, lv_event_t event);
    

  18. static void ebook_next_event_cb(lv_obj_t* btn, lv_event_t event);
    


  19. 

  20. typedef struct {
    

  21.     uint8_t current_page;
    

  22.     uint8_t total_pages;
    

  23.     bool is_english;
    

  24.     lv_point_t touch_start;  // 触摸起始点
    

  25.     lv_obj_t* page_label;
    

  26.     lv_obj_t* progress_label;
    

  27.     lv_obj_t* btn_translate;
    

  28. } EBookState;


2.2 触摸事件处理
复制
  1. // 声明全局ebook_state变量
    

  2. static EBookState ebook_state;
    


  3. 

  4. // 3. 完全兼容的触摸事件处理（替代手势事件）
    

  5. static void ebook_touch_event_cb(lv_obj_t* obj, lv_event_t event) {
    

  6.     static lv_point_t touch_start;
    

  7.     static uint32_t touch_time;
    

  8.     
    

  9.     switch(event) {
    

  10.         case LV_EVENT_PRESSED: {
    

  11.             lv_indev_t* indev = lv_indev_get_act();
    

  12.             if(indev) {
    

  13.                 lv_indev_get_point(indev, &touch_start);
    

  14.                 touch_time = lv_tick_get();
    

  15.             }
    

  16.             break;
    

  17.         }
    

  18.         case LV_EVENT_RELEASED: {
    

  19.             lv_indev_t* indev = lv_indev_get_act();
    

  20.             lv_point_t touch_end;
    

  21.             if(indev) {
    

  22.                 lv_indev_get_point(indev, &touch_end);
    

  23.                 
    

  24.                 // 计算滑动距离和时间
    

  25.                 lv_coord_t dx = touch_end.x - touch_start.x;
    

  26.                 uint32_t duration = lv_tick_elaps(touch_time);
    

  27.                 
    

  28.                 // 判断有效滑动 (水平移动>30像素且时间<300ms)
    

  29.                 if(abs(dx) > 30 && duration < 300) {
    

  30.                     if(dx > 0) {
    

  31.                         // 向右滑动：上一页
    

  32.                         if(ebook_state.current_page > 0) {
    

  33.                             ebook_prev_event_cb(NULL, LV_EVENT_SHORT_CLICKED);
    

  34.                         }
    

  35.                     } else {
    

  36.                         // 向左滑动：下一页
    

  37.                         if(ebook_state.current_page < ebook_state.total_pages - 1) {
    

  38.                             ebook_next_event_cb(NULL, LV_EVENT_SHORT_CLICKED);
    

  39.                         }
    

  40.                     }
    

  41.                 }
    

  42.             }
    

  43.             break;
    

  44.         }
    

  45.     }
    

  46. }
    


  47. 

  48. // 更新电子书显示
    

  49. static void update_ebook_display() {
    

  50.     // 重置位置避免动画残留
    

  51.     lv_obj_set_x(ebook_state.page_label, 0);
    

  52.     lv_label_set_text(ebook_state.page_label, ebook_content[ebook_state.current_page]);
    

  53.     
    

  54.     char progress[16];
    

  55.     snprintf(progress, sizeof(progress), "%d/%d", ebook_state.current_page + 1, ebook_state.total_pages);
    

  56.     lv_label_set_text(ebook_state.progress_label, progress);
    

  57. }



2.3 初始化界面
复制
  1. void show_app_book() {
    

  2.     lv_obj_t* win = create_app_win("EBook Reader");
    

  3.     lv_coord_t hres = lv_disp_get_hor_res(NULL);
    

  4.     lv_coord_t vres = lv_disp_get_ver_res(NULL);
    

  5.     
    

  6.     // 初始化电子书状态
    

  7.     ebook_state.current_page = 0;
    

  8.     ebook_state.total_pages = ebook_page_count;
    

  9.     ebook_state.is_english = true; // 默认英文
    

  10.     ebook_state.touch_start.x = 0;
    

  11.     ebook_state.touch_start.y = 0;
    

  12.     
    

  13.     // 创建内容容器（支持触摸检测）
    

  14.     lv_obj_t* content_cont = lv_cont_create(win, NULL);
    

  15.     lv_obj_set_size(content_cont, hres - 40, vres - 100);
    

  16.     lv_obj_align(content_cont, NULL, LV_ALIGN_IN_TOP_MID, 0, 20);
    

  17.     // lv_obj_set_gesture_parent(content_cont, true);
    

  18.     lv_obj_set_event_cb(content_cont, ebook_touch_event_cb);
    

  19.     
    

  20.     // 创建页面标签
    

  21.     ebook_state.page_label = lv_label_create(content_cont, NULL);
    

  22.     lv_obj_set_width(ebook_state.page_label, lv_obj_get_width(content_cont) - 20);
    

  23.     lv_label_set_long_mode(ebook_state.page_label, LV_LABEL_LONG_EXPAND);
    

  24.     lv_label_set_align(ebook_state.page_label, LV_LABEL_ALIGN_LEFT);
    

  25.     lv_obj_set_width(ebook_state.page_label, lv_obj_get_width(content_cont) - 40); // 增加一些边距
    

  26.     lv_label_set_text(ebook_state.page_label, "");
    

  27.     lv_obj_align(ebook_state.page_label, NULL, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
    

  28.     
    

  29.     // 创建进度标签
    

  30.     ebook_state.progress_label = lv_label_create(win, NULL);
    

  31.     lv_obj_align(ebook_state.progress_label, NULL, LV_ALIGN_IN_BOTTOM_MID, 0, -30);
    

  32.     lv_label_set_text(ebook_state.progress_label, "0/0");
    

  33.     
    

  34.     // 初始显示
    

  35.     update_ebook_display();
    

  36. }


2.4 翻页功能实现
复制
  1. // 翻页动画函数 (兼容旧版LVGL)
    

  2. static void ebook_page_anim(lv_obj_t* label, lv_coord_t start, lv_coord_t end) {
    

  3.     lv_anim_t a;
    

  4.     lv_anim_init(&a);
    

  5.     // lv_anim_set_var(&a, label);
    

  6.     lv_anim_set_values(&a, start, end);
    

  7.     lv_anim_set_time(&a, 300, 0);  // 兼容旧版API：设置持续时间和延迟
    

  8.     lv_anim_set_exec_cb(&a, label, (lv_anim_exec_xcb_t)lv_obj_set_x);  // 兼容旧版API
    

  9.     lv_anim_create(&a);
    

  10. }
    


  11. 

  12. // 上一页事件
    

  13. static void ebook_prev_event_cb(lv_obj_t* btn, lv_event_t event) {
    

  14.     if(event == LV_EVENT_SHORT_CLICKED) {
    

  15.         if(ebook_state.current_page > 0) {
    

  16.             // 先设置新内容再动画
    

  17.             ebook_state.current_page--;
    

  18.             update_ebook_display();
    

  19.             
    

  20.             // 从左侧滑入动画
    

  21.             lv_obj_set_x(ebook_state.page_label, -lv_obj_get_width(lv_obj_get_parent(ebook_state.page_label)));
    

  22.             ebook_page_anim(ebook_state.page_label, 
    

  23.                            -lv_obj_get_width(lv_obj_get_parent(ebook_state.page_label)), 
    

  24.                            0);
    

  25.         }
    

  26.     }
    

  27. }
    


  28. 

  29. // 下一页事件
    

  30. static void ebook_next_event_cb(lv_obj_t* btn, lv_event_t event) {
    

  31.     if(event == LV_EVENT_SHORT_CLICKED) {
    

  32.         if(ebook_state.current_page < ebook_state.total_pages - 1) {
    

  33.             ebook_state.current_page++;
    

  34.             update_ebook_display();
    

  35.             
    

  36.             // 从右侧滑入动画
    

  37.             lv_obj_set_x(ebook_state.page_label, lv_obj_get_width(lv_obj_get_parent(ebook_state.page_label)));
    

  38.             ebook_page_anim(ebook_state.page_label, 
    

  39.                            lv_obj_get_width(lv_obj_get_parent(ebook_state.page_label)), 
    

  40.                            0);
    

  41.         }
    

  42.     }
    

  43. }

2.5 功能说明
支持左右滑动翻页，滑动距离大于30像素且时间小于300ms时触发
屏幕两侧的箭头按钮提供物理翻页功能
使用LVGL动画实现平滑的翻页效果
底部显示当前页码和总页数
使用英文字体内容显示(中文字体需要进一步优化取模)

三、零知IDE配置3.1 项目设置
打开零知IDE，创建新项目
选择正确的开发板型号（零知增强板）
添加以下库依赖：
  • LVGL
  • ILI9486驱动
  • XPT2046触摸驱动

3.2 LCD屏幕驱动和初始化
复制
  1. /* 与LCD驱动关联 */
    

  2. void my_disp_flush(lv_disp_drv_t *disp, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p)
    

  3. {
    

  4.          
    

  5.         u16 height,width;
    

  6.         u16 i,j;
    

  7.         width=area->x2 - area->x1+1;                         //得到填充的宽度
    

  8.         height=area->y2 - area->y1+1;                        //高度
    

  9.         for(i=0;i<height;i++)
    

  10.         {
    

  11.                 LCD_SetCursor(area->x1,area->y1+i);           //设置光标位置
    

  12.                 LCD_WriteRAM_Prepare();     //开始写入GRAM
    

  13.                 for(j=0;j<width;j++)
    

  14.                 {
    

  15.                         LCD_TYPE->LCD_RAM=color_p->full;//写入数据
    

  16.                         color_p++;
    

  17.                 }
    

  18.         }
    

  19.          
    

  20.         lv_disp_flush_ready(disp); 
    

  21. }
    


  22. 

  23. /* 中断 ms */
    

  24. static void lv_tick_handler(HardwareTimer*)
    

  25. {
    

  26.         lv_tick_inc(LVGL_TICK_PERIOD);
    

  27. }
    


  28. 

  29. void lvgl_setup()
    

  30. {
    

  31.         lv_init();
    

  32.          
    

  33.         lv_disp_buf_init(&disp_buf, buf, NULL, LV_HOR_RES_MAX * 10);
    

  34.          
    

  35.         
    

  36.         lv_disp_drv_t disp_drv;
    

  37.         lv_disp_drv_init(&disp_drv);
    

  38.         disp_drv.hor_res = LV_HOR_RES_MAX;
    

  39.         disp_drv.ver_res = LV_VER_RES_MAX;
    

  40.         disp_drv.flush_cb = my_disp_flush;
    

  41.         disp_drv.buffer = &disp_buf;
    

  42.         lv_disp_drv_register(&disp_drv);
    

  43.          
    

  44.          
    

  45.        
    

  46.         lv_indev_drv_t indev_drv;
    

  47.         lv_indev_drv_init(&indev_drv);
    

  48.         indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;
    

  49.         indev_drv.read_cb = my_touchpad_read;
    

  50.         lv_indev_drv_register(&indev_drv);
    

  51.          
    

  52.         
    

  53.         MyTim = new HardwareTimer(TIM2);
    

  54.         MyTim->setMode(2, TIMER_OUTPUT_COMPARE);   
    

  55.         MyTim->setOverflow(1000/LVGL_TICK_PERIOD, HERTZ_FORMAT); 
    

  56.         MyTim->attachInterrupt(lv_tick_handler);
    

  57.         MyTim->resume();
    

  58. }


四、演示效果4.1 功能演示
打开电子书应用，显示第一页内容
向右滑动：切换到上一页内容
向左滑动：切换到下一页内容
进度更新：底部页码随翻页自动更新

4.2 视频演示
https://www.bilibili.com/video/BV19DKgzSEir/?spm_id_from=333.1387.homepage.video_card.click&vd_source=a31e3d8d8ce008260eee442534c2f63d

4.3 性能指标
项目
数值
说明
翻页响应时间
< 100ms
从触摸到页面开始动画的时间
动画帧率
30 FPS
翻页动画流畅度
内存占用
42KB
包括LVGL和电子书数据
刷新率
30Hz
显示屏刷新频率

五、常见问题解决
5.1 触摸不灵敏
解决方案
  • 检查触摸屏校准数据
  • 增加触摸检测阈值
复制
  1. bool my_touchpad_read(lv_indev_drv_t * indev, lv_indev_data_t * data)
    

  2. {
    

  3.         static lv_coord_t last_x = 0;
    

  4.         static lv_coord_t last_y = 0;
    

  5.          
    

  6.         
    

  7.         data->state = ts.touched() ? LV_INDEV_STATE_PR : LV_INDEV_STATE_REL;
    

  8.         if(data->state == LV_INDEV_STATE_PR){
    

  9.                 TS_Point p = ts.getPoint();
    

  10.                  
    

  11.                
    

  12.                 last_x = LV_HOR_RES-(p.y *LV_HOR_RES)/4095;       
    

  13.                 last_y = (p.x *LV_VER_RES)/4095;       
    

  14.                  
    

  15.                 Serial.print("touched:");
    

  16.                 Serial.print(last_x);Serial.print(",");Serial.println(last_y);
    

  17.         }
    

  18.       
    

  19.         data->point.x = last_x;
    

  20.         data->point.y = last_y;
    

  21.          
    

  22.         return false; 
    

  23. }


5.2 翻页卡顿
优化建议
  • 减少页面内容长度
  • 使用LVGL的局部刷新功能
  • 优化动画参数
复制
  1. lv_anim_set_time(&a, 300, 0);  // 兼容旧版API：设置持续时间和延迟

六、总结与扩展

6.1 实现总结
本教程实现了电子书阅读器的核心功能：中文内容显示、触摸翻页、翻页动画效果、阅读进度显示

6.2 扩展建议
  • 添加书签保存和跳转功能
  • 实现字体大小切换
  • 添加暗色主题保护视力
  • 从SD卡加载电子书文件

6.3 下一步在下一个系列教程中，我们将实现日历显示及切换
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