Шаблон проекта LVGL на базе STM32F407 (экран MSP3526), включает версии с FreeRTOS и bare-metal

Практика проектов Открытый проект
, , , ,
1

На STM32F407 перенесена графическая библиотека LVGL, LCD-экран модели MSP3526; при желании сменить экран достаточно подправить драйвер дисплея. Проект представлен в двух версиях — с FreeRTOS и «голый» (bare-metal). Экран управляется по SPI с DMA.

Разрешение дисплея 320×480, диагональ 3,5 дюйма, контроллер дисплея ST7796, интерфейс SPI; контроллер емкостного тачскрина FT6336U, интерфейс I²C.

После разгона MCU полный кадр выдаёт ≈ 9 FPS, при частичном обновлении 30+ FPS; для SPI, думаю, вполне нормально.

Чат по электронике/микроконтроллерам: 2169025065

Демонстрация

Видео-обзор: https://www.bilibili.com/video/BV1Ni421S7ta/

4640×6960 1.88 MB

5824×4368 1.82 MB

4368×5824 1.66 MB

6960×4640 1.82 MB

6960×4640 1.77 MB

6960×4640 1.78 MB

О LVGL

LVGL (Light and Versatile Graphics Library) — бесплатная библиотека с открытым исходным кодом для создания встроенных GUI: красивые элементы, плавная анимация, минимальный расход памяти.

Ключевые возможности:

  • Богатый набор модулей: кнопки, графики, списки, слайдеры, изображения и др.
  • Продвинутый 2-D-движок: анимация, сглаживание, прозрачность, плавный скролл, слои.
  • Поддержка тачскринов, клавиатур, энкодеров, физических кнопок.
  • Множество дисплеев.
  • Независим от железа; работает на любом экране.
  • Конфигурируемость (минимум: 64 кБ Flash, 16 кБ RAM).
  • UTF-8 и многоязычность: китайский, японский, корейский, арабский и др.
  • CSS-подобные layout-менеджеры: Flexbox, Grid.
  • Работает под ОС, с внешней памятью, умеет DMA2D (STM32), PXP (NXP), VGLite.
  • Плавная отрисовка даже при одном буфере кадра.
  • Полностью на C, вызывается из C++.
  • Поддержка MicroPython.
  • Симулятор для разработки без платы.
  • Обширные примеры и документация.
  • Лицензия MIT.

Минимальные требования:

  • 16-, 32- или 64-битный контроллер/процессор
  • Частота >16 МГц (рекомендовано)
  • Flash/ROM: >64 кБ (желательно >180 кБ)
  • RAM:
    – статика: ~2 кБ
    – стек: >2 кБ (желательно >8 кБ)
    – динамика (heap): >2 кБ (желательно >16 кБ), задаётся LV_MEM_SIZE в lv_conf.h
    – буфер дисплея: >горизонтальное разрешение (желательно >10×гориз. разреш.)
    – один фреймбуфер в MCU или внешнем контроллере
  • Компилятор C99 или новее

Сайт: https://lvgl.io/

Подключение

LCD MCU/плата Назначение
GND GND Земля дисплея
VCC 5В или 3,3В Питание дисплея
LCD_CS PE6 CS SPI
LCD_RST PC1 Сброс дисплея
LCD_RS PC0 DC (Data/Command)
SDI/MOSI PB5 SPI данные, Master→Slave
SCK PB3 SPI такт
LED 3,3В Подсветка (можно на GPIO для ШИМ-CTL)
SDO/MISO PB4 SPI данные, Slave→Master
CTP_SCL PB8 I²C часовая линия тачскрина
CTP_RST PB7 Сброс контроллера тачскрина
CTP_SDA PB9 I²C данные тачскрина
CTP_INT PB6 Прерывание тачскрина

PB4 на моей плате не выведен на боковые pin-headers, а находится в разъёме JTAG сверху.

Документация и прошивки

Онлайн-документация на экран: https://url.zeruns.com/68x3Y
Архив с доками, скачать (1): https://www.123pan.com/s/2Y9Djv-rZevH.html
Архив с доками, скачать (2): https://url.zeruns.com/gzBO4

Bare-metal проект STM32F407+LVGL (1): https://url.zeruns.com/X242k
Bare-metal проект STM32F407+LVGL (2): https://pan.baidu.com/s/1vAhHijYd_aWvRr3_c1_WtA?pwd=ry4g

FreeRTOS-проект STM32F407+LVGL (1): https://www.123pan.com/s/2Y9Djv-CzevH.html
FreeRTOS-проект STM32F407+LVGL (2): https://url.zeruns.com/0iOHF

Поставьте звёздочку ★

Gitee (开源): https://gitee.com/zeruns/STM32F407_LVGL_Template_MSP3526
GitHub: https://github.com/zeruns/STM32F407_LVGL_Template_MSP3526

Актуальная версия на Gitee/GitHub уже с FreeRTOS; bare-metal-вариант лежит в разделе Releases, версия 0.1.3.

Проект сгенерирован STM32CubeMX, разработка в Keil5 + VScode + EIDE.
Перенос делал по урокам от «正点原子».

Видео-уроки «正点原子» по LVGL:
Скачать (1): https://www.123pan.com/s/2Y9Djv-0ZevH.html
Скачать (2): https://www.alipan.com/s/Pd6TDfT2rBL

Как пользоваться

Скачайте, соберите, залейте — всё работает.
Чтобы убрать счётчики FPS и памяти, в lv_conf.h замените 1 на 0:

/*1: Show CPU usage and FPS count*/
#define LV_USE_PERF_MONITOR 1
#if LV_USE_PERF_MONITOR
    #define LV_USE_PERF_MONITOR_POS LV_ALIGN_BOTTOM_RIGHT
#endif

/*1: Show the used memory and the memory fragmentation
 * Requires LV_MEM_CUSTOM = 0*/
#define LV_USE_MEM_MONITOR 1
#if LV_USE_MEM_MONITOR
    #define LV_USE_MEM_MONITOR_POS LV_ALIGN_BOTTOM_LEFT
#endif
```![](upload://gM3vy1FSbkp0rfvCP6rg7bj5HDX.png)

Если используется версия с FreeRTOS, пишите код в файле `freertos.c`; можно создавать потоки и семафоры в STM32CubeMX, а затем генерировать код — весь код размещается в строго указанных местах, и повторная генерация не затрёт ваши изменения. Для «голой» прошивки просто пишите код в `main.c`.

Чтобы отключить демо-программу, закомментируйте фрагмент, показанный на рисунке ниже.

![](upload://rnrQUS1XVqXJTepVovvXcJek7T2.png)

## Адреса покупки компонентов

- Плата разработки STM32F407VET6: [https://s.click.taobao.com/sQSMWmt](https://s.click.taobao.com/t?e=m%3D2%26s%3DGxUVgIOWBWVw4vFB6t2Z2ueEDrYVVa64g3vZOarmkFi53hKxp7mNFrMfIvbtZ%2F%2B2IT%2BVhjqUP7X0JlhLk0Jl4QTquP0kWxBLBDnvz6xo38xspWc9%2BCL4bTGF1ceZMhPo8mL8HhJ3EdVrH4ks4QyiY4z4rjZDGVMAhscfsB2%2FyzZJq71CBMBeP%2F1SarTXhIOTsgIpc1WFZiJNubylQlnZt0ft88oCh4qlKjZ0Zrpn9cYR7kNHbGZ5w15bTaW0%2FWfaQBd0yVbMw3IeTeL3FeYp0owmLWBgEm80VKxcI130SjETn2JhMaQNtYWLhXkoGmYygFktLIh%2BAXuBHaXkFVFVVsYOae24fhW0&union_lens=lensId%3APUB%401716477927%40212abf30_0d16_18fa60ea164_1890%40025BlJPZdLaOG4oFPxX7gKUY%40eyJmbG9vcklkIjo4MDY3NCwiic3BtQiiI6Il9wb3J0YWxfdjJfcGFnZXNfcHJvbW9fZ29vZHNfaW5kZXhfaHRtIiiwiic3JjRmxvb3JJZCI6IjgwNjc0In0ie%3BtkScm%3AselectionPlaza_site_4358%3Bscm%3A1007.30148.329090.pub_search-item_5a7fc953-12f7-46f5-8abf-f0725f8174cf_)
- Отладчик Daplink: [https://s.click.taobao.com/9kMKWmt](https://s.click.taobao.com/t?e=m%3D2%26s%3DTHTCnVvsTHtw4vFB6t2Z2ueEDrYVVa64YUrQeSeIhnK53hKxp7mNFrMfIvbtZ%2F%2B2mFKI%2FmDcMIH0JlhLk0Jl4QTquP0kWxBLBDnvz6xo38xspWc9%2BCL4bTGF1ceZMhPo8mL8HhJ3EdVrH4ks4QyiY4z4rjZDGVMAFBcM8wkWlGmBPeR%2FUFCetKLWMw3EOEsyJN2owMjhufwDudUsQ2T%2Bdnc9abdYtRqDTzYdoB%2FDOjstFZhpb%2ByhLzPbHWUbis%2BWsZGiFV6vs3eSWi1ViPhRlULEkqTedE399KEV1g6mN9AKChukhDzWey1fmH6DK4UhxgxdTc00KD8%3D&union_lens=lensId%3APUB%401716478245%4021673e1b_0d06_18fa6137a23_e4cb%40023uxCV3Edv0RnAmphuKflFP%40eyJmbG9vcklkIjo4MDY3NCwiic3BtQiiI6Il9wb3J0YWxfdjJfcGFnZXNfcHJvbW9fZ29vZHNfaW5kZXhfaHRtIiiwiic3JjRmxvb3JJZCI6IjgwNjc0In0ie%3BtkScm%3AselectionPlaza_site_4358%3Bscm%3A1007.30148.329090.pub_search-item_be2f7d85-fcee-40ff-96c5-d9d5bd472c5d_)
- Дисплей MSP3526: [https://s.click.taobao.com/i1Z29nt](https://s.click.taobao.com/t?e=m%3D2%26s%3DepCXgq%2FZmWBw4vFB6t2Z2ueEDrYVVa64g3vZOarmkFi53hKxp7mNFrMfIvbtZ%2F%2B2tJl3z4Kcvjj0JlhLk0Jl4QTquP0kWxBLBDnvz6xo38xspWc9%2BCL4bTGF1ceZMhPo8mL8HhJ3EdVrH4ks4QyiY4z4rjZDGVMA%2FEM5jbZlb7P9R7R4oT9ML5ESMSIvSnZOMN7NXhFCiynJvjSktgLu1nmUrf%2BRsjyAm8kA6wY1r21y2p9AgG%2F91VmfPAhbcEJheBtNII99o%2FtnjWeMZ%2B39PZGZ9wPRcXV%2BQ%2FMlsmagC3ST4aDEgnPNca8ZkUY0DmW2xiXvDf8DaRs%3D&skuId=5223178287593&union_lens=lensId%3APUB%401716478528%40212c5298_0d1d_18fa617cd1e_3501%40034rs5qkRnldNGhC5eLF4gZ4%40eyJmbG9vcklkIjo4NTQ2Nywiic3BtQiiI6Il9wb3J0YWxfdjJfcGFnZXNfcHJvbW9fZ29vZHNfZGV0YWlsX2h0bSIsInNyY0Zsb29ySWQiiOiiI4MDY3NCJ9%3BtkScm%3AselectionPlaza_site_4358%3Bscm%3A1007.30148.329090.pub_search-item_18bdbb55-0a4c-494e-96fc-a14c1b4c6732_)
- Провода «Дюпон»: [https://s.click.taobao.com/W1wHWmt](https://s.click.taobao.com/t?e=m%3D2%26s%3DD%2BKEsm2G8bhw4vFB6t2Z2ueEDrYVVa64g3vZOarmkFi53hKxp7mNFrMfIvbtZ%2F%2B2Sn8%2BqdSFAFT0JlhLk0Jl4QTquP0kWxBLBDnvz6xo38xspWc9%2BCL4bTGF1ceZMhPo8mL8HhJ3EdVrH4ks4QyiY4z4rjZDGVMAhscfsB2%2FyzZJq71CBMBeP%2F1SarTXhIOTsgIpc1WFZiJNubylQlnZt5Tr%2BZsTRXxVoTwQXkQy%2BZ5FeGSAzHUbnuYhpSNeyz6v9H5aeGRpz8mogVv1SEjhEYwmLWBgEm80VKxcI130SjETn2JhMaQNtYWLhXkoGmYyO0%2FufYOLJc1EEap0MMy2i8YOae24fhW0&union_lens=lensId%3APUB%401716478612%402104b45c_0cd2_18fa619123a_652e%40023dY61JLu6wYjo297E4L0ip%40eyJmbG9vcklkIjo4MDY3NCwiic3BtQiiI6Il9wb3J0YWxfdjJfcGFnZXNfcHJvbW9fZ29vZHNfaW5kZXhfaHRtIiiwiic3JjRmxvb3JJZCI6IjgwNjc0In0ie%3BtkScm%3AselectionPlaza_site_4358%3Bscm%3A1007.30148.329090.pub_search-item_c09a2639-b75e-40a9-8886-2b13dfb05f6a_)
- Плата разработки STM32F407VGT6: [https://s.click.taobao.com/VjC29nt](https://s.click.taobao.com/t?e=m%3D2%26s%3DimgWkSQh79Jw4vFB6t2Z2ueEDrYVVa64g3vZOarmkFi53hKxp7mNFrMfIvbtZ%2F%2B2VCC9Q%2BPYiL70JlhLk0Jl4QTquP0kWxBLBDnvz6xo38xspWc9%2BCL4bTGF1ceZMhPo8mL8HhJ3EdVrH4ks4QyiY4z4rjZDGVMAhscfsB2%2FyzZJq71CBMBeP%2F1SarTXhIOTsgIpc1WFZiJNubylQlnZt1PgRVjPwS2ItjXwer7KgrNYvdwnwfvUuaclSgSzfliuRVQ2zHzYrnKVyphVinEJT4wmLWBgEm80VKxcI130SjETn2JhMaQNtYWLhXkoGmYy0ZHJIUNbntFzUAbdwYp3usYOae24fhW0&union_lens=lensId%3APUB%401716478657%4021547cbb_0d71_18fa619c373_1476%40027J4l8QPFtC3F2VYygWUUdV%40eyJmbG9vcklkIjo4MDY3NCwiic3BtQiiI6Il9wb3J0YWxfdjJfcGFnZXNfcHJvbW9fZ29vZHNfaW5kZXhfaHRtIiiwiic3JjRmxvb3JJZCI6IjgwNjc0In0ie%3BtkScm%3AselectionPlaza_site_4358%3Bscm%3A1007.30148.329090.pub_search-item_a456d2bb-5c50-4eb6-a55f-0e6f4ff87eed_)

## Основной фрагмент кода

Практически всё сводится к вызову в функции `disp_flush` файла `lv_port_disp.c` следующей заливки LCD. Драйвер дисплея доработан на основе официального примера от производителя экрана.

```c
/**
 * @brief  Заливка прямоугольной области LCD
 * Заливка указанной области экрана цветами из LVGL.
 * @param sx  начальная координата X
 * @param sy  начальная координата Y
 * @param ex  конечная координата X
 * @param ey  конечная координата Y
 * @param color_p  указатель на массив цветов
 */
void LCD_Fill_LVGL(uint16_t sx, uint16_t sy, uint16_t ex, uint16_t ey, lv_color_t *color_p)
{
	uint32_t i, j;
	uint16_t width  = ex - sx + 1;  // ширина области
	uint16_t height = ey - sy + 1;  // высота области
	uint32_t Pixel  = width * height; // число пикселей
	LCD_SetWindows(sx, sy, ex, ey);   // установить окно вывода

//	for (i = 0; i < height; i++)
//	{
//		for (j = 0; j < width; j++){
//			Lcd_WriteData_16Bit(color_p->full);
//		}
//	}

// порция данных для DMA-передачи
#define data_split 3000

	uint8_t data[Pixel * 2]; // массив цветовых данных

	for (i = 0; i < Pixel; i++)
	{
		// разложить 16-битный цвет на два байта
		data[i * 2]     = (color_p->full) >> 8;      // старший байт
		data[i * 2 + 1] = (uint8_t)(color_p->full);  // младший байт
		color_p++;                                   // следующий цвет

		// если пикселей больше 10 000 — отправляем порциями
		if (Pixel > 10000)
		{
			if ((i + 1) % data_split == 0)
			{
				if ((i + 1) == data_split)
				{
					Lcd_WriteData_DMA(data, data_split * 2);
				}
				else
				{
					while (HAL_SPI_GetState(LCD_SPI) != HAL_SPI_STATE_READY);
					uint8_t *temp = &data[((uint16_t)((i + 1) / data_split) - 1) * data_split * 2];
					Lcd_WriteData_DMA(temp, data_split * 2);
				}
			}
			else if (((i + 1) % data_split > 0) && ((i + 1) > data_split) && (i == (Pixel - 1)))
			{
				if ((uint16_t)((i + 1) / data_split) == 1)
				{
					while (HAL_SPI_GetState(LCD_SPI) != HAL_SPI_STATE_READY);
					uint8_t *temp = &data[data_split * 2];
					Lcd_WriteData_DMA(temp, ((i + 1) % data_split) * 2);
				}
				else
				{
					while (HAL_SPI_GetState(LCD_SPI) != HAL_SPI_STATE_READY);
					uint8_t *temp = &data[(uint16_t)((i + 1) / data_split) * data_split * 2];
					Lcd_WriteData_DMA(temp, ((i + 1) % data_split) * 2);
				}
			}
		}
	}

	if (Pixel <= 10000)
	{
		// малый объём — отправить за один раз
		Lcd_WriteData_DMA(data, Pixel * 2);
	}

	LCD_SetWindows(0, 0, lcddev.width - 1, lcddev.height - 1); // вернуть полный экран
}

Другие открытые проекты

Рекомендуем к прочтению

1 лайк