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《LVGL开发指南 V1.0（G4电机开发板专用）》第五章 LVGL移植的相关知识

原创 嵌入式/内核开发 作者：正点原子 时间：2026-05-18 18:18:39 0 删除 编辑

第五章 LVGL移植的相关知识


       在前面的章节里面，我们已经成功地移植了LVGL到开发板当中，但并没有介绍移植过程中的一些知识点，所以本章主要讲解LVGL移植相关的一些知识点。

       本章节将分为以下几个小节：

       5.1 LVGL初始化流程

       5.2 lv_conf.h文件解析

       5.3 显示接口

       5.4 输入设备

       5.5 LVGL时基

       5.6 LVGL任务处理

       5.7 拓展知识


        5.1 LVGL初始化流程

       在学习LVGL移植相关知识之前，我们需要先简单地了解一下LVGL的初始化流程，这样即可知道整个初始化过程中所涉及的一些关键配置，而这些关键配置是在移植过程中需要重点关注的。LVGL初始化流程分为以下几个步骤：

       第一步：调用 lv_init函数，初始化LVGL图形库。 在这一步的初始化中，涉及的内容非常的多，包括：内存管理、文件系统、定时器，等等。 

       第二步：调用lv_port_disp_init函数和lv_port_indev_init函数，注册显示设备和输入设备。注意： 在注册显示设备和输入设备之前，必须先初始化LVGL图形库（调用lv_init函数）。

       第三步：为LVGL提供时基。用户可以使用定时器，在其中断里面定时调用lv_tick_inc函数，为LVGL提供时基。如果工程中带有OS操作系统，则可以使用相应的时钟函数来为LVGL提供时基。

       第四步：定时处理LVGL任务。用户需要每隔几毫秒调用一次lv_timer_handler函数，以处理LVGL 相关的任务，该函数可以放在while循环中，但延时不宜过大，需要确保5 毫秒以内。


        5.2 lv_conf.h文件解析

       首先，我们需要明确一个点：lv_conf.h是一个用户级别的文件，它不属于内核的部分，因此，在不同的工程中，该文件有可能存在差异。lv_conf.h文件具有两大功能：

       (1) 配置功能：内存、屏幕刷新周期、输入设备的读取周期，等等；

       (2) 裁剪功能：使能/失能某些功能，有效地优化Flash的分配。

       lv_conf.h文件的内容可划分为10个板块，如下表所示：


表5.2.1 lv_conf.h文件内容描述


       接下来，我们重点讲解lv_conf.h文件中几个比较重要板块内容。

       1. 颜色设置

/* 颜色设置 */
 
/* 颜色深度: 1(每像素1字节), 8(RGB332), 16(RGB565), 32(ARGB8888) */
#define LV_COLOR_DEPTH                      16
 
/* 交换2字节的RGB565颜色。如果显示有8位接口(例如SPI) */
#define LV_COLOR_16_SWAP                    0
 
/* 1: 启用屏幕透明.
 * 对OSD或其他有重叠的gui很有用.
 * 要求' LV_COLOR_DEPTH = 32 '颜色和屏幕的样式应该被修改: `style.body.opa = ...`*/
#define LV_COLOR_SCREEN_TRANSP              0
 
/* 调整颜色混合功能四舍五入。gpu可能会以不同的方式计算颜色混合。
 * 0:取整，64:从x.75取整，128:从half取整，192:从x.25取整，254:从half取整 */
#define LV_COLOR_MIX_ROUND_OFS              (LV_COLOR_DEPTH == 32 ? 0: 128)
 
/* 如果使用色度键，将不会绘制这种颜色的图像像素) */
#define LV_COLOR_CHROMA_KEY                 lv_color_hex(0x00ff00)   /* 纯绿 */

       在上述源码中，我们一般情况下只会用到以下两个宏定义：

       ① LV_COLOR_DEPTH宏定义，可用于设置颜色的深度，用户根据实际的显示屏颜色深度进行配置即可

       ② LV_COLOR_16_SWAP宏定义，可用于交换2字节的RGB565颜色，如果用户使用的是SPI的屏幕，发现颜色出现异常，可以尝试将该宏置1。

       2. 内存设置

/* 0: 使用内置的 `lv_mem_alloc()` 和 `lv_mem_free()`*/
#define LV_MEM_CUSTOM                       0
#if LV_MEM_CUSTOM == 0
    /* `lv_mem_alloc()`可获得的内存大小(以字节为单位)(>= 2kB) */
    #define LV_MEM_SIZE                     (100U * 1024U)/*[字节]*/
 
    /* 为内存池设置一个地址，而不是将其作为普通数组分配。也可以在外部SRAM中。 */
    #define LV_MEM_ADR                      0        /*0: 未使用*/
    /* 给内存分配器而不是地址，它将被调用来获得LVGL的内存池。例如my_malloc */
    #if LV_MEM_ADR == 0
        //#define LV_MEM_POOL_INCLUDE your_alloc_library  
        //#define LV_MEM_POOL_ALLOC   your_alloc         
    #endif
 
#else       /*LV_MEM_CUSTOM*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_INCLUDE <stdlib.h>   /* 动态内存函数的头 */
    #define LV_MEM_CUSTOM_ALLOC   malloc
    #define LV_MEM_CUSTOM_FREE    free
    #define LV_MEM_CUSTOM_REALLOC realloc
#endif     /*LV_MEM_CUSTOM*/
 
/* 在渲染和其他内部处理机制期间使用的中间内存缓冲区的数量。
 * 如果没有足够的缓冲区，你会看到一个错误日志信息. */
#define LV_MEM_BUF_MAX_NUM                  16
 
/* 使用标准的 `memcpy` 和 `memset` 代替LVGL自己的函数。(可能更快，也可能不会更快) */
#define LV_MEMCPY_MEMSET_STD

       在上述的源码中，LVGL为用户提供了四种内存分配的方式，接下来我们分别介绍这四种内存分配 方式的实现逻辑。

       ①方式一（最常用）：在lv_conf.h文件中把LV_MEM_CUSTOM和LV_MEM_ADR设置为0，然后注释LV_MEM_POOL_INCLUDE和LV_MEM_POOL_ALLOC配置项，如下源码所示（标红的部分）：

/* 0: 使用内置的 `lv_mem_alloc()` 和 `lv_mem_free()`*/
#define LV_MEM_CUSTOM                       0
#if LV_MEM_CUSTOM == 0
    /* `lv_mem_alloc()`可获得的内存大小(以字节为单位)(>= 2kB) */
    #define LV_MEM_SIZE                     (50U * 1024U)          /*[字节]*/
    /* 为内存池设置一个地址，而不是将其作为普通数组分配。也可以在外部SRAM中。 */
    #define LV_MEM_ADR                      0     /*0: 未使用*/
    /* 给内存分配器而不是地址，它将被调用来获得LVGL的内存池。例如my_malloc */
    #if LV_MEM_ADR == 0
        //#define LV_MEM_POOL_INCLUDE your_alloc_library
        //#define LV_MEM_POOL_ALLOC   your_alloc
    #endif
 
#else       /*LV_MEM_CUSTOM*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_INCLUDE <stdlib.h>   /* 动态内存函数的头 */
    #define LV_MEM_CUSTOM_ALLOC   malloc
    #define LV_MEM_CUSTOM_FREE    free
    #define LV_MEM_CUSTOM_REALLOC realloc
#endif     /*LV_MEM_CUSTOM*/

       该内存分配 方式是最为便捷的，它将用一个大数组来存储动态分配的数据，申请的内存大小由LV_MEM_SIZE配置项所决定，而内存的管理则由LVGL内部的内存管理算法来实现。

       ②方式二：在lv_conf.h文件中把LV_MEM_CUSTOM和LV_MEM_ADR配置项设置为0，然后配置LV_MEM_POOL_INCLUDE和LV_MEM_POOL_ALLOC选项，如下源码所示（标红的部分）：

/* 0: 使用内置的 `lv_mem_alloc()` 和 `lv_mem_free()`*/
#define LV_MEM_CUSTOM                       0
#if LV_MEM_CUSTOM == 0
    /* `lv_mem_alloc()`可获得的内存大小(以字节为单位)(>= 2kB) */
    #define LV_MEM_SIZE                     (50U * 1024U) /*[字节]*/
 
    /* 为内存池设置一个地址，而不是将其作为普通数组分配。也可以在外部SRAM中。 */
    #define LV_MEM_ADR                      0        /*0: 未使用*/
    /* 给内存分配器而不是地址，它将被调用来获得LVGL的内存池。例如my_malloc */
    #if LV_MEM_ADR == 0
        #define LV_MEM_POOL_INCLUDE  "./MALLOC/malloc.h"
        #define LV_MEM_POOL_ALLOC    lv_mymalloc
    #endif
 
#else       /*LV_MEM_CUSTOM*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_INCLUDE <stdlib.h>   /* 动态内存函数的头 */
    #define LV_MEM_CUSTOM_ALLOC   malloc
    #define LV_MEM_CUSTOM_FREE    free
    #define LV_MEM_CUSTOM_REALLOC realloc
#endif     /*LV_MEM_CUSTOM*/

       使用此内存分配 方式时，内存的分配将由LV_MEM_POOL_ALLOC 配置项所指向的lv_mymalloc函数接管，LV_MEM_POOL_INCLUDE配置项指向lv_mymalloc函数的声明路径。

       注意：该函数所的申请内存大小将由LV_MEM_SIZE配置项决定，而内存的管理则由LVGL内部的内存管理算法来实现。

       ③方式三：在lv_conf.h文件中把LV_MEM_CUSTOM配置项设置为0，然后注释LV_MEM_POOL_INCLUDE和LV_MEM_POOL_ALLOC配置项，最后设置LV_MEM_ADR为所需要分配的内存首地址，如下源码所示（标红的部分）：

/* 0: 使用内置的 `lv_mem_alloc()` 和 `lv_mem_free()`*/
#define LV_MEM_CUSTOM                       0
#if LV_MEM_CUSTOM == 0
    /* `lv_mem_alloc()`可获得的内存大小(以字节为单位)(>= 2kB) */
    #define LV_MEM_SIZE                     (50U * 1024U) /*[字节]*/
 
    /* 为内存池设置一个地址，而不是将其作为普通数组分配。也可以在外部SRAM中。 */
    #define LV_MEM_ADR                      0x68000000    /*0: 未使用*/
    /* 给内存分配器而不是地址，它将被调用来获得LVGL的内存池。例如my_malloc */
    #if LV_MEM_ADR == 0
        //#define LV_MEM_POOL_INCLUDE your_alloc_library  
        //#define LV_MEM_POOL_ALLOC   your_alloc          
    #endif
 
#else       /*LV_MEM_CUSTOM*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_INCLUDE <stdlib.h>   /* 动态内存函数的头 */
    #define LV_MEM_CUSTOM_ALLOC   malloc
    #define LV_MEM_CUSTOM_FREE    free
    #define LV_MEM_CUSTOM_REALLOC realloc
#endif     /*LV_MEM_CUSTOM*/

       使用此内存分配 方式，用户可以指定一个内存的首地址，该地址可以指向内部SRAM或者外部SRAM， LV_MEM_SIZE配置项将决定分配内存的大小，而内存的管理则由LVGL内部的内存管理算法来实现。

       ④方式四：在lv_conf.h文件中把LV_MEM_CUSTOM配置项设置为1，然后配置自研的内存管理算法，如下源码所示（标红的部分）：

/* 0: 使用内置的 `lv_mem_alloc()` 和 `lv_mem_free()`*/
#define LV_MEM_CUSTOM                       1
#if LV_MEM_CUSTOM == 0
    /* `lv_mem_alloc()`可获得的内存大小(以字节为单位)(>= 2kB) */
    #define LV_MEM_SIZE                     (100U * 1024U)   /*[字节]*/
 
    /* 为内存池设置一个地址，而不是将其作为普通数组分配。也可以在外部SRAM中。 */
    #define LV_MEM_ADR                      0         /*0: 未使用*/
    /* 给内存分配器而不是地址，它将被调用来获得LVGL的内存池。例如my_malloc */
    #if LV_MEM_ADR == 0
        //#define LV_MEM_POOL_INCLUDE your_alloc_library  
        //#define LV_MEM_POOL_ALLOC   your_alloc      
    #endif
 
#else       /*LV_MEM_CUSTOM*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_INCLUDE "./MALLOC/malloc.h" /*动态内存函数的头路径*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_ALLOC   lv_mymalloc   /*申请内存函数*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_FREE    lv_myfree   /*释放内存函数*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_REALLOC lv_myrealloc   /*重新分配内存函数*/
#endif     /*LV_MEM_CUSTOM*/

       在上述源码中，当LV_MEM_CUSTOM宏定义设置为1，则系统不再使用LVGL内部的内存管理算法，而是由自研的内存管理算法接管，所以用户必须配置相关的宏定义。这里我们以正点原子的内存管理算法为例，为大家介绍如何配置自研的内存管理算法。

       首先打开正点原子malloc.c文件，添加以下源码：

/**
 * @brief       分配内存(外部调用)
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      分配到的内存首地址.
 */
void * lv_mymalloc(uint32_t size)
{
    return (void *)mymalloc(SRAMIN,size);
}
 
/**
 * @brief       释放内存(外部调用)
 * @param       ptr  : 内存首地址
 * @retval      无
 */
void lv_myfree(void *ptr)
{
    myfree(SRAMIN,ptr);
}
 
/**
 * @brief       重新分配内存(外部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       *ptr : 旧内存首地址
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      新分配到的内存首地址.
 */
void * lv_myrealloc(void *ptr, uint32_t size)
{
    return (void *)myrealloc(SRAMIN,ptr,size);
}

       在上述源码中，我们对底层的内存分配、内存释放和内存重新分配函数进行了封装，以适配LVGL的内存管理接口函数格式。

       接下来，在malloc.h文件中声明这些函数，即可在LVGL中进行调用，具体的配置方式请回顾上文，查看内存分配 方式四的相关源码（标红的部分）。

       3. HAL(硬件抽象层)设置

/* 默认的显示刷新周期。LVGL使用这个周期重绘修改过的区域 */
#define LV_DISP_DEF_REFR_PERIOD             4      /*[ms]*/
 
/* 输入设备的读取周期(以毫秒为单位) */
#define LV_INDEV_DEF_READ_PERIOD            4     /*[ms]*/
 
/* 使用自定义tick源，以毫秒为单位告诉运行时间。它不需要手动更新 `lv_tick_inc()` */
#define LV_TICK_CUSTOM                      1
#if LV_TICK_CUSTOM
#define LV_TICK_CUSTOM_INCLUDE              "FreeRTOS.h"   /* 系统时间函数头 */
/* 计算系统当前时间的表达式(以毫秒为单位) */
    #define LV_TICK_CUSTOM_SYS_TIME_EXPR    (xTaskGetTickCount())       
#endif   /* LV_TICK_CUSTOM */
 
/* 默认每英寸的点数量。用于初始化默认大小，例如小部件大小，样式填充。
 * (不是很重要，你可以调整它来修改默认大小和空格) */
#define LV_DPI_DEF                          130     /*[px/inch]*/

       在上述源码中，LV_DISP_DEF_REFR_PERIOD宏定义用于配置显示设备的刷新周期，LV_INDEV_DEF_READ_PERIOD宏定义用于配置输入设备读取周期，当LV_TICK_CUSTOM宏定义为1时，可使用RTOS为LVGL提供时基，用户只需要配置好头文件以及节拍获取的函数即可。

       4. 特征设置

/*-------------
 * 3. 日志
 *-----------*/
 
/* 启用日志模块 */
#define LV_USE_LOG                          0
#if LV_USE_LOG
 
    /*应该添加多重要的日志:
    *LV_LOG_LEVEL_TRACE       大量的日志给出了详细的信息
    *LV_LOG_LEVEL_INFO        记录重要事件
    *LV_LOG_LEVEL_WARN        如果发生了一些不想要的事情但没有引起问题，则记录下来
    *LV_LOG_LEVEL_ERROR       只有在系统可能出现故障时才会出现关键问题
    *LV_LOG_LEVEL_USER        仅用户自己添加的日志
    *LV_LOG_LEVEL_NONE        不要记录任何内容*/
    #define LV_LOG_LEVEL LV_LOG_LEVEL_WARN
 
    /*1: 使用'printf'打印日志;
     *0: 用户需要用' lv_log_register_print_cb() '注册回调函数 */
    #define LV_LOG_PRINTF                   0
 
    /* 在产生大量日志的模块中启用/禁用LV_LOG_TRACE */
    #define LV_LOG_TRACE_MEM                1
    #define LV_LOG_TRACE_TIMER              1
    #define LV_LOG_TRACE_INDEV              1
    #define LV_LOG_TRACE_DISP_REFR          1
    #define LV_LOG_TRACE_EVENT              1
    #define LV_LOG_TRACE_OBJ_CREATE         1
    #define LV_LOG_TRACE_LAYOUT             1
    #define LV_LOG_TRACE_ANIM               1
 
#endif  /* LV_USE_LOG */

       该板块中我们一般只用到日志部分，它可以在LVGL运行时，打印相关的信息，这对于用户调试程序，了解程序的运行情况非常有用。需要开启日志功能，请把LV_USE_LOG宏定义设置为1，然后在LV_LOG_LEVEL选项中设置日志过滤等级，最后设置LV_LOG_PRINTF宏定义为1，即可在串口中打印日志信息。注意：使用LV_LOG_LEVEL_TRACE过滤等级，将会有大量的日志被输出，这有可能会影响整个工程的运行，建议大家慎用！

       5. 字体设置

/* 可以在这里声明您的自定义字体。
   你也可以使用这些字体作为默认字体
   它们将在全局范围内提供。如
 * #define LV_FONT_CUSTOM_DECLARE LV_FONT_DECLARE(my_font_1) \
 *                                LV_FONT_DECLARE(my_font_2)
 */
#define LV_FONT_CUSTOM_DECLARE

       该宏定义用于声明自定义的字体，如果用户需要使用自己生成的字体，可以在此声明。

       6. 部件设置

/*-------------
 * 部件设置
 *-----------*/
 
#define LV_USE_ARC                          1
 
#define LV_USE_ANIMIMG                      1
 
#define LV_USE_BAR                          1
 
#define LV_USE_BTN                          1
 
#define LV_USE_BTNMATRIX                    1
 
#define LV_USE_CANVAS                       1
 
#define LV_USE_CHECKBOX                     1
 
#define LV_USE_DROPDOWN                     1   /* 依赖: lv_label */
 
#define LV_USE_IMG                          1   /* 依赖: lv_label */
 
#define LV_USE_LABEL                        1
#if LV_USE_LABEL
#define LV_LABEL_TEXT_SELECTION           1  /* 启用标签的选择文本*/
/* 在标签中存储一些额外的信息，以加快绘制非常长的文本 */
    #define LV_LABEL_LONG_TXT_HINT          1  
#endif
 
#define LV_USE_LINE                         1
 
#define LV_USE_ROLLER                       1  /* 依赖: lv_label */
#if LV_USE_ROLLER
    #define LV_ROLLER_INF_PAGES             7  /* 当滚轮无限时，额外的“页数” */
#endif
 
#define LV_USE_SLIDER                       1  /* 依赖: lv_bar*/
 
#define LV_USE_SWITCH                       1
 
#define LV_USE_TEXTAREA                     1  /* 依赖: lv_label*/
#if LV_USE_TEXTAREA != 0
    #define LV_TEXTAREA_DEF_PWD_SHOW_TIME   1500    /*ms*/
#endif
 
#define LV_USE_TABLE                        1

       上述源码用于控制相应部件的使能与失能，当某个部件的宏定义设置为1时，则使能该部件；设置为0则失能该部件。这些配置项能有效地优化Flash的分配。


        5.3 显示接口

       在绘制UI之前，LVGL 必须要注册一个绘制缓冲区以及显示驱动，该显示驱动可以把像素阵列（在缓冲区中）复制到显示器的指定区域。


       5.3.1 绘制缓冲区

       绘制缓冲区是 LVGL 用来渲染屏幕内容的简单数组。一旦渲染好，绘制缓冲区的内容就会使用flush_cb中的回调函数发送到显示器。

       接下来，我们结合源码分析绘制缓冲区的三种初始化方式，具体源码如下所示：

#define MY_DISP_HOR_RES (240)   /* 屏幕宽度 */
#define MY_DISP_VER_RES (240)   /* 屏幕高度 */
 
/* 第一种初始化方式：单缓冲 */
static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc_1;
/* 设置缓冲区的大小为 10 行屏幕的大小 */
static lv_color_t buf_1[MY_DISP_HOR_RES * 10];
/* 初始化显示缓冲区 */
lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc_1, buf_1, NULL, MY_DISP_HOR_RES * 10);
 
/* 第二种初始化方式：双缓冲 */
static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc_2;
/* 设置缓冲区的大小为 10 行屏幕的大小 */
static lv_color_t buf_2_1[MY_DISP_HOR_RES * 10];
/* 设置另一个缓冲区的大小为 10 行屏幕的大小 */
static lv_color_t buf_2_2[MY_DISP_HOR_RES * 10];
/* 初始化显示缓冲区 */
lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc_2, buf_2_1, buf_2_2, MY_DISP_HOR_RES * 10);
 
/* 第三种初始化方式：全尺寸双缓冲区 */
static lv_disp_draw_buf_t draw_buf_dsc_3;
/* 设置一个全尺寸的缓冲区 */
static lv_color_t buf_3_1[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES];
/* 设置另一个全尺寸的缓冲区 */
static lv_color_t buf_3_2[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES];
/* 初始化显示缓冲区 */
lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf_dsc_3, buf_3_1, buf_3_2, 
                      MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES);

       ①单缓冲区：此时只有一个绘制缓冲区，其大小可以小于屏幕的总像素，但不建议小于“屏幕水平像素*10”。如果缓冲区较小，不足以一次性刷新全部内容，在这种情况下，整块区域将被重绘成多个部分，此时的屏幕刷新速度会变得不理想。而LVGL为了尽可能地提高刷新速度，当屏幕只有很小的区域发生变化时，它只会刷新那部分的区域。

       注意：绘制缓冲区越大，对内存的占用就越多，所以在设置缓冲区大小的时候，需要考虑实际的内存是否够用。

       ②双缓冲区：当我们拥有两个缓冲区时，LVGL可以在一个缓冲区中进行绘制，与此同时，将另一个缓冲区的内容从后台发送到显示器（需要硬件支持，例如DMA2D），这样即可实现渲染和刷新的并行。

       ③全尺寸双缓冲区：全尺寸的双缓冲区对内存的占用非常高，以上述代码为例，屏幕的分辨率为240*240，颜色深度为16位（2字节），此时全尺寸双缓冲区所占的内存为：240*240*2*2= 230400字节。


       5.3.2 注册显示驱动

       缓冲区初始化完成后，LVGL将会注册显示驱动，具体源码如下所示：

/*-----------------------------------
* 在 LVGL 中注册显示设备
*----------------------------------*/
 
static lv_disp_drv_t disp_drv;                  /* 显示设备的描述符 */
lv_disp_drv_init(&disp_drv);                    /* 初始化为默认值 */
 
/* 设置显示设备的分辨率
 * 这里为了适配正点原子的多款屏幕，采用了动态获取的方式，
 * 在实际项目中，通常所使用的屏幕大小是固定的，因此可以直接设置为屏幕的大小 */
disp_drv.hor_res = lcddev.width;
disp_drv.ver_res = lcddev.height;
 
/* 用来将缓冲区的内容复制到显示设备 */
disp_drv.flush_cb = disp_flush;
 
/* 设置显示缓冲区 */
disp_drv.draw_buf = &draw_buf_dsc_1;
/* 注册显示设备 */
lv_disp_drv_register(&disp_drv);

       从上述源码可知，显示驱动的注册流程分为以下几个步骤：

       第一步：调用lv_disp_drv_init函数，初始化显示设备。

       第二步：设置显示设备的分辨率、显示缓冲区以及刷屏函数。

       第三步：调用lv_disp_drv_register函数注册显示设备。

       注意：lv_disp_drv_t需要是静态、全局或动态分配的变量。


       5.3.3 屏幕旋转

       当我们硬件显示器的X和Y轴方向调转且无法通过硬件方式来改变时，为了不重新设计硬件电路，可使用LVGL的屏幕旋转功能（纯软件），示意效果如下图所示：


图5.3.3.1 X、Y轴调转


       需要注意的是，纯软件实现屏幕旋转需要大量的内存开销，并且刷新效果会大打折扣。接下来，我们介绍屏幕旋转的配置步骤：

/* 第一步：设置 sw_rotate 标志设置为 1 */
disp_drv. sw_rotate = 1;    
/* 第二步：调用旋转函数，对屏幕方向进行旋转 */
lv_disp_set_rotation(lv_disp_get_default(), LV_DISP_ROT_180);

       用户可以在注册显示设备的时候进行屏幕旋转，旋转角度相关的枚举如下：

       ① LV_DISP_ROT_NONE：无需旋转；

       ② LV_DISP_ROT_90：旋转90度；

       ③ LV_DISP_ROT_180：旋转180度；

       ④ LV_DISP_ROT_270：旋转270度；


       5.3.4 显示接口API函数

       LVGL官方提供了很多与显示接口相关API，如下表所示：


表5.3.4.1 显示接口相关API函数


       接下来，我们介绍一些LVGL显示接口的常用函数：

       (1) lv_disp_drv_init函数

       初始化显示驱动，其函数原型如下所示：

void lv_disp_drv_init(lv_disp_drv_t *driver);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.3.4.2 lv_disp_drv_init函数形参描述


       返回值：无。

       (2) lv_disp_draw_buf_init函数

       初始化显示缓冲区，其函数原型如下所示：

void lv_disp_draw_buf_init(lv_disp_draw_buf_t *draw_buf, void *buf1, void *buf2, 
uint32_t size_in_px_cnt);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.3.4.3 lv_disp_draw_buf_init函数形参描述


       返回值：无。

       (3) lv_disp_drv_register函数

       注册一个显示设备，其函数原型如下所示：

lv_disp_t *lv_disp_drv_register(lv_disp_drv_t *driver);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.3.4.4 lv_disp_drv_register函数形参描述


       返回值：成功时返回相应的指针，错误时为 NULL。

       (4) lv_disp_remove函数

       移除显示器，其函数原型如下所示：

void lv_disp_remove(lv_disp_t *disp);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.3.4.5 lv_disp_remove函数形参描述


       返回值：无。

       (5) lv_disp_get_default函数

       获取默认显示设备，其函数原型如下所示：

lv_disp_t *lv_disp_get_default(void);

       返回值：指向默认显示设备的指针。

       (6) lv_disp_set_rotation函数

       设置屏幕的旋转，其函数原型如下所示：

void lv_disp_set_rotation(lv_disp_t *disp , lv_disp_rot_t rotation);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.3.4.6 lv_disp_set_rotation函数形参描述


       返回值：无。


        5.4 输入设备

       输入设备可以让用户和计算机系统之间进行信息交换，在LVGL中，支持的输入设备包括触摸屏、键盘、鼠标、编码器以及按钮，它们都是在 lv_port_indev_template.c文件中进行配置的。我们需要成功地驱动自己的输入设备，就必须在LVGL中将其注册。


       5.4.1 注册输入设备

       这里我们结合源码来介绍LVGL输入设备的注册流程，源码如下所示（以按键为例）：

static lv_indev_drv_t indev_drv;
 
keypad_init();        /* 第一步 初始化用户按键（用户层） */
lv_indev_drv_init(&indev_drv);        /* 第二步 初始化输入设备*/
 
indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_KEYPAD;  /* 第三步 配置输入设备类型 */
indev_drv.read_cb = keypad_read;   /* 第四步 设置输入设备读取回调函数 */
 
/* 第五步 在LVGL中注册驱动程序，并保存创建的输入设备对象 */
indev_keypad = lv_indev_drv_register(&indev_drv);

        由上述源码可知，输入设备的注册流程一共有五个步骤，不同类型输入设备的配置方法有所区别，但注册的流程都是相同的。


       5.4.2 输入设备相关API

       LVGL官方提供输入设备相关API，如下表所示：


表5.4.2.1 输入设备相关API函数


       接下来，我们介绍LVGL输入设备的一些常用函数：

       (1) lv_indev_drv_init函数

       初始化输入设备，其函数原型如下所示：

void lv_indev_drv_init(struct _lv_indev_drv_t *driver);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.4.2.2 lv_indev_drv_init函数形参描述


       返回值：无。

       (2) lv_indev_drv_register函数

       注册输入设备，其函数原型如下所示：

lv_indev_t *lv_indev_drv_register(struct _lv_indev_drv_t *driver);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.4.2.3 lv_indev_drv_register函数形参描述


       返回值：指向新输入设备的指针或 NULL 错误。

       (3) lv_indev_delete函数

       移除输入设备，其函数原型如下所示：

void lv_indev_delete(lv_indev_t *indev);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.4.2.4 lv_indev_delete函数形参描述


       返回值：无。

       (4) _lv_indev_read函数

       读取输入设备数据，其函数原型如下所示：

void _lv_indev_read(lv_indev_t *indev, lv_indev_data_t *driver);

       该函数的形参，如下表所示：


表5.4.2.5 _lv_indev_read函数形参描述


       返回值：无。


        5.5 LVGL时基

       在RTOS中，任务的切换需要依赖系统定时器，而LVGL同样也需要一个时基，这样它才可以知道动画以及任务所经过的时间。

       关于LVGL的时基配置，请大家回顾第二、三章节。下面我们来讲解LVGL时钟相关的函数：

       (1) lv_tick_get函数

       该函数可以获取自启动以来经过的毫秒数，其原型如下所示：

uint32_t lv_tick_get(void);

       返回值：经过的毫秒数。

       (2) lv_tick_elaps函数

       该函数可以获取自上一个时间戳以来经过的毫秒数，其原型如下所示：

uint32_t lv_tick_elaps(uint32_t prev_tick);

       该函数具有一个参数，如下表所示：


表5.5.1 lv_tick_elaps函数描述


       返回值：经过的毫秒数。


        5.6 LVGL任务处理

       LVGL的任务处理函数（lv_timer_handler）类似于RTOS切换任务的任务调度函数。lv_timer_handler函数对于定时的要求并不严格，一般来说，用户只需要确保在5 毫秒以内调用一次该函数即可，以保持系统响应的速度。值得注意的是，LVGL的任务处理并不是抢占式的，而是采用轮询的方式。

要处理 LVGL 的任务或者回调函数，用户只需要将lv_timer_handler函数定时调用即可，该函数可放在以下地方：

       ① main函数的循环。

       ② 定时器的中断（优先级需要低于lv_tick_inc）。

       ③ 定时执行的OS 任务。


       5.7 拓展知识

       1. LVGL睡眠模式

       睡眠模式即低功耗模式。当没有触发信号时，我们可以让系统进入睡眠模式，以减少系统的功耗，具体的代码实现如下：

while(1)
{
    /* 正常操作(无睡眠)< 1秒不活动 */
    if(lv_disp_get_inactive_time(NULL) < 1000)
    {
        lv_task_handler();
    }
    /* 静止1秒后睡觉 */
    else
    {
        timer_stop();  /* 停止调用lv_tick_inc()的定时器 */
        sleep();       /* 调用自己的MCU睡眠函数*/
    }
    delay_ms(5);
}

       注意：如果需要使用输入唤醒（按下、触摸等），应该在输入设备的读取中添加以下几行代码，如下所示：

lv_tick_inc(LV_DISP_DEF_REFR_PERIOD);  /* 强制唤醒任务执行 */
timer_start();                         /* 在调用lv_tick_inc()时重新启动计时器 */
lv_task_handler();                     /* 调用lv_task_handler()来处理唤醒事件 */

       2. 操作系统

       在默认情况下，LVGL不是线程安全的，其主要原因是：操作系统是抢占式的，而不同的任务之间，可能会发生资源的抢占，这将导致LVGL的运行出现异常，出现卡顿或者显示不全等问题。值得注意的是，在LVGL事件和定时器回调中部分，它们是安全的。

       如果用户需要使用实际任务或线程，则需要一个互斥锁，以防止任务翻转，该互斥锁应在lv_timer_handler函数之前被调用，并在它之后释放，除此之外，用户在调用 LVGL相关的函数和代码时，其相关的任务和线程中也需要使用相同的互斥锁。

       以下是官方所提供的模板，源码如下：

void lvgl_thread(void)
{
    while(1)
    {
        xSemaphoreTake(MutexSemaphore,portMAX_DELAY);
        lv_task_handler();
        xSemaphoreGive(MutexSemaphore);  /* 释放互斥信号量 */
        thread_sleep(10);      /* sleep for 10 ms */
    }
}
 
void other_thread(void)
{
    /* 使用LVGL api时，你必须始终持有互斥对象 */
    xSemaphoreTake(MutexSemaphore,portMAX_DELAY);
    lv_obj_t *img = lv_img_create(lv_scr_act());
    xSemaphoreGive(MutexSemaphore);   /* 释放互斥信号量 */
    
    while(1)
    {
        xSemaphoreTake(MutexSemaphore,portMAX_DELAY);
        /* 切换到下一个图像 */
        lv_img_set_src(img, next_image);
        xSemaphoreGive(MutexSemaphore); /* 释放互斥信号量 */
        thread_sleep(2000);
    }
}

       3. 中断

       用户应该尽量避免在中断里调用 LVGL函数（lv_tick_inc 和lv_disp_flush_ready函数除外），如果必须执行此操作，则需要在 lv_timer_handler函数运行时，禁用相关的中断。


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