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基于ESP-IDF v5.1.1，将LVGL v7.11.0 ~ v8.3.10 移植到合宙ESP32C3-CORE开发板，并适配合宙0.96寸屏幕拓展板。

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BunnySakura/lv_port_esp32c3

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LVGL project for ESP32

基于ESP-IDF v5，将LVGL v8.3.10移植到合宙ESP32C3-CORE开发板，并适配合宙0.96寸屏幕拓展板。

开始

本项目已经为合宙的ESP32C3-CORE开发板和0.96寸屏幕拓展板配置完毕，编译烧录即可显示，显示效果如本文下方图片所示。

idf.py flash monitor

开发板和屏幕的连接参考B站相关视频，如BV1RA4y1R73h。

二者均为元件面朝上，屏幕的按键和开发板的Type-C接口同向。且开发板焊排针，屏幕焊排母以便于调试。

致谢

  • 感谢LVGL官方。
  • 感谢hiruna对lv_port_esp32的后续适配，在此基础上我分叉该库在idf.py menuconfig增加了ST7735S驱动芯片的偏移值配置，选中ST7735S后会出现两个偏移值设置。
  • 感谢myfreax提供的显示例程思路。

注意

以下内容为LVGL v7.11.0的移植过程，对应分支lvgl_7.11.0_idf_5.1.1，仅供参考。

移植

本项目衍生自LVGL官方移植ESP32的项目，可以使用如下方式进行克隆：

git clone https://github.com/lvgl/lv_port_esp32.git

以下是官方移植的环境要求：

  • Version of ESP-IDF required 4.2. NOTE: We're trying to make this repo backwards compatible, usage of idf.py is encouraged.
  • Version of LVGL used: 7.9.
  • Version of lv_examples used: 7.9.

官方适配到了ESP-IDF v4.2、LVGL v7.9，但是截至本仓库创建，ESP-IDF最新的稳定版是v5.1.1，所以需要略作修改。

配置编译环境

首先启动IDF环境并编译一次：

. $HOME/esp/esp-idf/export.sh   # 启动环境
idf.py set-target esp32c3       # 设置目标芯片
idf.py menuconfig               # 配置编译选项
idf.py build                    # 编译

其中idf.py menuconfig中结合《合宙ESP32C3使用PlatformIO开发点亮ST7735S》，经测试需要配置如下组件选项Component config：

lv_examples configuration

参数 值 备注
Enable printf-ing data in demos and examples. 勾选 在演示和示例中启用日志打印
Select the demo you want to run. Show demo widgets. 选择演示:小部件（实际上没效果，后文会解释）

LVGL configuration

参数 值 备注
Maximal horizontal resolution to support by the library. 160 水平分辨率
Maximal vertical resolution to support by the library. 80 垂直分辨率
Swap the 2 bytes of RGB565 color. Useful if the display has a 8 bit interface (e.g. SPI). 勾选 颜色反转，不勾选颜色乱的，官方建议SPI屏勾选
Feature usage → Show CPU usage and FPS count in the right bottom corner. 勾选 显示帧率和CPU占用，便于调试

LVGL ESP Drivers

涉及引脚的配置查看合宙手册《ESP32C3-CORE开发板》、《Air10x系列屏幕扩展板》确定引脚号。

参数 值 备注
Display orientation Landscape 横屏模式
Select a display controller model. ST7735S 选择屏幕驱动芯片
Use custom SPI clock frequency. 勾选 自定义SPI时钟频率
Select a custom frequency. 40 MHz 测试发现合宙这套设备80 MHz花屏，如果画面不稳定可适当调低
Invert colors in display 视硬件情况勾选 效果类似反相，即白色变为黑色，橙色变为蓝色……
Display Pin Assignments → GPIO for MOSI (Master Out Slave In) 3 MOSI引脚
Display Pin Assignments → GPIO for CLK (SCK / Serial Clock) 2 CLK时钟引脚
Display Pin Assignments → GPIO for CS (Slave Select) 7 片选引脚
Display Pin Assignments → GPIO for DC (Data / Command) 6 DC引脚
Display Pin Assignments → GPIO for Reset 10 重置引脚
Backlight Control (Switch control) Switch control 背光控制设为开关控制（需要更新组件，后面会提到）
Is backlight turn on with a HIGH (1) logic level? 勾选 勾选表示高电平开启背光（需要更新组件，后面会提到）
GPIO for Backlight Control 11 背光引脚（需要更新组件，后面会提到）

消除main.c报错

编译一次，会出现如下报错：

error: unknown type name 'esp_timer_create_args_t'

查询乐鑫手册能找到这个结构体在头文件esp_timer.h，主函数包含此头文件即可消除报错：

#include "esp_timer.h"

更新组件lvgl_esp32_drivers

HSPI_HOST未定义

首先编译会报错HSPI_HOST未定义，改成SPI2_HOST可以消除，暂且不管，更新组件lvgl_esp32_drivers即可解决。

原因大致是SPI外设定义的问题，SPI2_HOST是IDF提供的定义。

error: 'HSPI_HOST' undeclared (first use in this function); did you mean 'SPI2_HOST'?

CONFIG_LV_AXP192_PIN_SDA未定义

其次需要解决使用的组件lvgl_esp32_drivers存在的一个bug——“error: 'CONFIG_LV_AXP192_PIN_SDA' undeclared #285”。

在idf.py menuconfig配置中未开启触控，但报错这个宏未定义，官方已经修复，更新到lvgl_esp32_drivers的最新版本可以解决。

更新对应git子模块命令如下：

# git submodule update --remote <子模块路径>
git submodule update --remote components/lvgl_esp32_drivers

处理过时API不兼容问题

由于IDF更新到v5.1.1后，变更了API，同时也更新了FreeRTOS版本，导致如下报错：

error: implicit declaration of function 'gpio_pad_select_gpio'; did you mean 'esp_rom_gpio_pad_select_gpio'?
error: 'portTICK_RATE_MS' undeclared (first use in this function); did you mean 'portTICK_PERIOD_MS'?

按照报错提示修改components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_tft/st7735s.c即可。

替换该文件内所有gpio_pad_select_gpio为esp_rom_gpio_pad_select_gpio。其包含在头文件esp_rom_gpio.h，参考《ESP32 GPIO Configuration (gpio_pad_select_gpio)》。

同样替换文件内所有portTICK_RATE_MS为portTICK_PERIOD_MS，参考《FreeRTOS Support Archive》。

处理背光控制相关结构体ledc_timer_config_t变更导致的报错。

再次编译，会出现lvgl_tft/esp_lcd_backlight.c相关报错：

error: 'ledc_timer_config_t' has no member named 'bit_num'
error: implicit declaration of function 'gpio_matrix_out'; did you mean 'gpio_iomux_out'?
error: implicit declaration of function 'gpio_pad_select_gpio'; did you mean 'esp_rom_gpio_pad_select_gpio'?
error: 'SIG_GPIO_OUT_IDX' undeclared (first use in this function)
  • 由于API变更导致ledc_timer_config_t结构体发生变化，bit_num成员已弃用，参考官方《[LEDC外设版本迁移说明]》。将使用的成员变量名bit_num改为duty_resolution。
删除/弃用项目 替代 备注
ledc_timer_config_t 中的 bit_num ledc_timer_config_t::duty_resolution 设置占空比分辨率。
  • gpio_matrix_out所在的头文件由driver/gpio.h变为了rom/gpio.h，更新之。
  • gpio_pad_select_gpio的问题在《处理过时API不兼容问题》小节出现过，替换为esp_rom_gpio_pad_select_gpio即可。
  • SIG_GPIO_OUT_IDX在头文件soc/gpio_sig_map.h，包含该头文件。

代码的修改到此结束，不过由于组件lvgl_esp32_drivers更新新增了背光配置，还需要使用idf.py menuconfig修改(Top) → Component config → LVGL ESP Drivers → LVGL TFT Display controller中背光相关设置，按《[LVGL ESP Drivers](#LVGL ESP Drivers "LVGL ESP Drivers")》小节修改即可。

烧录

至此编译成功，可以烧录到合宙的 ESP32C3-CORE开发板 ，并配合合宙的 Air10x系列屏幕扩展板 查看效果。

此时会发现屏幕边缘有花屏情况，且显示的内容倾斜，这是因为显示偏移的问题。如图：

合宙ESP32C3-LVGL适配-1

参照《[教程] esp32平台下运行lvgl，使用屏幕st7735s 128*128详细配置》和《ESP32开发路程LVGL篇（一）——移植完整过程，花屏问题解决，ST7735显示方向》所说：

ST7735s是为128 * 160屏幕设计的，我们是128 * 128的屏幕，需要跳过一部分像素。 作者：繁花cloud https://www.bilibili.com/read/cv14795850/ 出处：bilibili

所以我们需要修改components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_tft/st7735s.h：

// #define COLSTART            26
// #define ROWSTART            1
// 改为：
#define
COLSTART            24  // ST7735s是为128 x 160屏幕设计的，我们是160 x 80的屏幕，需要偏移一部分像素。
#define
ROWSTART            0   // ST7735s是为128 x 160屏幕设计的，我们是160 x 80的屏幕，需要偏移一部分像素。

其中修改的值来自合宙的代码——Air10x系列屏幕扩展板代码，其中偏移值分别是24、0：

--[[ 此为合宙售卖的0.96寸TFT LCD LCD 分辨率:160X80 屏幕ic:st7735s 购买地址:https://item.taobao.com/item.htm?id=661054472686]]
--lcd.init("st7735v",{port = "device",pin_dc = pin_dc, pin_pwr = bl, pin_rst = pin_reset,direction = 1,w = 160,h = 80,xoffset = 0,yoffset = 24},spi_lcd)
--如果显示颜色相反，请解开下面一行的注释，关闭反色
--lcd.invoff()
--如果显示依旧不正常，可以尝试老版本的板子的驱动
-- lcd.init("st7735s",{port = "device",pin_dc = pin_dc, pin_pwr = bl, pin_rst = pin_reset,direction = 2,w = 160,h = 80,xoffset = 0,yoffset = 0},spi_lcd)

再次编译，成功显示！

合宙ESP32C3-LVGL适配-2

补充

在前面《配置编译环境》一节中在配置idf.py menuconfig时，我提到Select the demo you want to run.这个设置测试demo的选项无效的情况，这是由于main.c中一个宏定义的问题。

static void create_demo_application(void)
{
    /* When using a monochrome display we only show "Hello World" centered on the
     * screen */
#if defined CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_MONOCHROME || \
    defined CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_CONTROLLER_ST7735S
    ……

宏定义CONFIG_LV_TFT_DISPLAY_CONTROLLER_ST7735S导致只能显示Hello World，但是实际上可能是出于分辨率较小的考量才禁用了ST7735S驱动芯片显示其他demo。

可以手动在main.c添加头文件：

#include "lv_examples/lv_examples.h"

然后执行idf.py menuconfig设置Select the demo you want to run.，选择你想运行的demo.

最后在create_demo_application函数中调用你设置的demo对应的函数即可。

这里我选择Benchmark your system.测试，结果如下：

合宙ESP32C3-LVGL适配-3

完结撒花

距离毕业时拿这块开发板做毕设已经过去一年了，感慨良多……

时过境迁，回顾过去，我学了不少，展望未来，我了解得还不够多。闲云潭影日悠悠，物换星移几度秋。孔乙己脱不下长衫，也比不上有着鸿运齐天蛊的理塘王鲜衣怒马少年郎。比之前人，我多了往后时间，却少了过往的机遇风口。前路漫漫，前路渺渺。贾不假，白玉为堂金作马；珍不真，简牍成阶颜如画。

敢问路在何方？但愿路在脚下！

o((>ω< ))o

( •̀ ω •́ )✧

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基于ESP-IDF v5.1.1，将LVGL v7.11.0 ~ v8.3.10 移植到合宙ESP32C3-CORE开发板，并适配合宙0.96寸屏幕拓展板。

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