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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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  • 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

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：



二、硬件连接
DFRobot 172x320 1.47inch IPS LCD背面的连接点具体如下：




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：


具体的连线处理：




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：

 

  1. /*
  2. * Copyright (c) 2019 Jan Van Winkel <jan.van_winkel@dxplore.eu>
  3. * Copyright (c) 2019 PHYTEC Messtechnik GmbH
  4. * Copyright (c) 2023 HonestQiao <honestqiao@gmail.com>
  5. *
  6. * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
  7. */
  8.  
  9. / {
  10.         chosen {
  11.                 zephyr,display = &st7789v_st7789v_dfrobot_172x320;
  12.         };
  13. };
  14.  
  15. &arduino_spi {
  16.         status = "okay";
  17.         cs-gpios = <&arduino_header 16 GPIO_ACTIVE_LOW>;        /* D10 */
  18.  
  19.         st7789v_st7789v_dfrobot_172x320: st7789v[url=home.php?mod=space&uid=2514928]@0[/url] {
  20.                 compatible = "sitronix,st7789v";
  21.                 spi-max-frequency = <20000000>;
  22.                 reg = <0>;
  23.                 cmd-data-gpios = <&arduino_header 15 GPIO_ACTIVE_LOW>;        /* D9 */
  24.                 reset-gpios = <&arduino_header 14 GPIO_ACTIVE_LOW>;        /* D8 */
  25.                 width = <172>;
  26.                 height = <320>;
  27.                 x-offset = <35>;
  28.                 y-offset = <0>;
  29.                 vcom = <0x19>;
  30.                 gctrl = <0x35>;
  31.                 vrhs = <0x12>;
  32.                 vdvs = <0x20>;
  33.                 mdac = <0x00>;
  34.                 gamma = <0x01>;
  35.                 colmod = <0x05>;
  36.                 lcm = <0x2c>;
  37.                 porch-param = [0c 0c 00 33 33];
  38.                 cmd2en-param = [5a 69 02 01];
  39.                 pwctrl1-param = [a4 a1];
  40.                 pvgam-param = [D0 04 0D 11 13 2B 3F 54 4C 18 0D 0B 1F 23];
  41.                 nvgam-param = [D0 04 0C 11 13 2C 3F 44 51 2F 1F 1F 20 23];
  42.                 ram-param = [00 F0];
  43.                 rgb-param = [CD 08 14];
  44.         };
  45. };
  46.  
复制代码

这个文件是显示屏初始化数据的定义。

boards/shields/st7789v_generic/Kconfig.shield：

  1. # Copyright (c) 2019 Jan Van Winkel <jan.van_winkel@dxplore.eu>
  2. # SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
  3.  
  4. config SHIELD_ST7789V_TL019FQV01
  5.         def_bool $(shields_list_contains,st7789v_tl019fqv01)
  6.  
  7. config SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
  8.         def_bool $(shields_list_contains,st7789v_waveshare_240x240)
  9.  
  10. config SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
  11.         def_bool $(shields_list_contains,st7789v_dfrobot_172x320)
  12.  
复制代码

这个文件中定义了可以使用的st7789v的Shield

boards/shields/st7789v_generic/Kconfig.defconfig：

  1. # Copyright (c) 2019 Jan Van Winkel <jan.van_winkel@dxplore.eu>
  2. # SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
  3.  
  4. if SHIELD_ST7789V_TL019FQV01 || SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240 || SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
  5.  
  6. if DISPLAY
  7.  
  8. choice ST7789V_PIXEL_FORMAT
  9.         default ST7789V_RGB888 if SHIELD_ST7789V_TL019FQV01
  10.         default ST7789V_RGB565 if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
  11.         default ST7789V_RGB565 if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
  12. endchoice
  13.  
  14. if LVGL
  15.  
  16. config LV_Z_BITS_PER_PIXEL
  17.         default 24 if SHIELD_ST7789V_TL019FQV01
  18.         default 16 if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
  19.         default 16 if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
  20.  
  21. choice LV_COLOR_DEPTH
  22.         default LV_COLOR_DEPTH_16 if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
  23.         default LV_COLOR_DEPTH_16 if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
  24. endchoice
  25.  
  26. config LV_COLOR_16_SWAP
  27.         default y if SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240
  28.         default y if SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
  29.  
  30. endif # LVGL
  31.  
  32. endif # DISPLAY
  33.  
  34. endif # SHIELD_ST7789V_TL019FQV01 || SHIELD_ST7789V_WAVESHARE_240X240 || SHIELD_ST7789V_DFROBOT_172x320
  35.  
复制代码

这个文件定义了配置菜单。

samples/drivers/display/sample.yaml：添加

  1.   sample.display.st7789v_dfrobot_172x320:
  2.     platform_allow: nrf52dk_nrf52832
  3.     extra_args: SHIELD=st7789v_dfrobot_172x320
  4.     tags:
  5.       - display
  6.       - shield
  7.     harness: console
  8.     harness_config:
  9.       fixture: fixture_display
复制代码


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：

  1. west build -b nucleo_u5a5zj_q samples/subsys/display/lvgl -- -DSHIELD=st7789v_dfrobot_172x320
复制代码

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：



2. 显示中文：



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：

 

  1. static lv_obj_t * meter;
  2.  
  3. static void set_value(void * indic, int32_t v)
  4. {
  5.     lv_meter_set_indicator_value(meter, indic, v);
  6. }
  7.  
复制代码
  1. /**
  2. * A simple meter
  3. */
  4. void lv_example_meter_1(void)
  5. {
  6.     meter = lv_meter_create(lv_scr_act());
  7.     lv_obj_center(meter);
  8.     lv_obj_set_size(meter, 200, 200);
  9.  
  10.     /*Add a scale first*/
  11.     lv_meter_scale_t * scale = lv_meter_add_scale(meter);
  12.     lv_meter_set_scale_ticks(meter, scale, 41, 2, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY));
  13.     lv_meter_set_scale_major_ticks(meter, scale, 8, 4, 15, lv_color_black(), 10);
  14.  
  15.     lv_meter_indicator_t * indic;
  16.  
  17.     /*Add a blue arc to the start*/
  18.     indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), 0);
  19.     lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 0);
  20.     lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 20);
  21.  
  22.     /*Make the tick lines blue at the start of the scale*/
  23.     indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE),
  24.                                      false, 0);
  25.     lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 0);
  26.     lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 20);
  27.  
  28.     /*Add a red arc to the end*/
  29.     indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), 0);
  30.     lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 80);
  31.     lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 100);
  32.  
  33.     /*Make the tick lines red at the end of the scale*/
  34.     indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), false,
  35.                                      0);
  36.     lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 80);
  37.     lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 100);
  38.  
  39.     /*Add a needle line indicator*/
  40.     indic = lv_meter_add_needle_line(meter, scale, 4, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY), -10);
  41.  
  42.     /*Create an animation to set the value*/
  43.     lv_anim_t a;
  44.     lv_anim_init(&a);
  45.     lv_anim_set_exec_cb(&a, set_value);
  46.     lv_anim_set_var(&a, indic);
  47.     lv_anim_set_values(&a, 0, 100);
  48.     lv_anim_set_time(&a, 2000);
  49.     lv_anim_set_repeat_delay(&a, 100);
  50.     lv_anim_set_playback_time(&a, 500);
  51.     lv_anim_set_playback_delay(&a, 100);
  52.     lv_anim_set_repeat_count(&a, LV_ANIM_REPEAT_INFINITE);
  53.     lv_anim_start(&a);
  54. }
复制代码



main部分的调用代码如下：

  1. int main(void)
  2. {
  3.         const struct device *display_dev;
  4.  
  5.         display_dev = DEVICE_DT_GET(DT_CHOSEN(zephyr_display));
  6.         if (!device_is_ready(display_dev)) {
  7.                 LOG_ERR("Device not ready, aborting test");
  8.                 return 0;
  9.         }
  10.  
  11.         lv_obj_clean(lv_scr_act());
  12.         lv_task_handler();
  13.         display_blanking_off(display_dev);
  14.  
  15.         lv_obj_clean(lv_scr_act());
  16.         lv_example_meter_1();
  17.  
  18.         while(1) {
  19.                 lv_task_handler();
  20.                 k_sleep(K_MSEC(10));
  21.         }
  22. }
复制代码



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：



仪表盘2演示代码：

 

  1. static lv_obj_t * meter;
  2.  
  3. static void set_value2(void * indic, int32_t v)
  4. {
  5.     lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, v);
  6. }
复制代码
  1. /**
  2. * A meter with multiple arcs
  3. */
  4. void lv_example_meter_2(void)
  5. {
  6.     meter = lv_meter_create(lv_scr_act());
  7.     lv_obj_center(meter);
  8.     lv_obj_set_size(meter, 200, 200);
  9.  
  10.     /*Remove the circle from the middle*/
  11.     lv_obj_remove_style(meter, NULL, LV_PART_INDICATOR);
  12.  
  13.     /*Add a scale first*/
  14.     lv_meter_scale_t * scale = lv_meter_add_scale(meter);
  15.     lv_meter_set_scale_ticks(meter, scale, 11, 2, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY));
  16.     lv_meter_set_scale_major_ticks(meter, scale, 1, 2, 30, lv_color_hex3(0xeee), 15);
  17.     lv_meter_set_scale_range(meter, scale, 0, 100, 270, 90);
  18.  
  19.     /*Add a three arc indicator*/
  20.     lv_meter_indicator_t * indic1 = lv_meter_add_arc(meter, scale, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), 0);
  21.     lv_meter_indicator_t * indic2 = lv_meter_add_arc(meter, scale, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN), -10);
  22.     lv_meter_indicator_t * indic3 = lv_meter_add_arc(meter, scale, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), -20);
  23.  
  24.     /*Create an animation to set the value*/
  25.     lv_anim_t a;
  26.     lv_anim_init(&a);
  27.     lv_anim_set_exec_cb(&a, set_value2);
  28.     lv_anim_set_values(&a, 0, 100);
  29.     lv_anim_set_repeat_delay(&a, 100);
  30.     lv_anim_set_playback_delay(&a, 100);
  31.     lv_anim_set_repeat_count(&a, LV_ANIM_REPEAT_INFINITE);
  32.  
  33.     lv_anim_set_time(&a, 2000);
  34.     lv_anim_set_playback_time(&a, 500);
  35.     lv_anim_set_var(&a, indic1);
  36.     lv_anim_start(&a);
  37.  
  38.     lv_anim_set_time(&a, 1000);
  39.     lv_anim_set_playback_time(&a, 1000);
  40.     lv_anim_set_var(&a, indic2);
  41.     lv_anim_start(&a);
  42.  
  43.     lv_anim_set_time(&a, 1000);
  44.     lv_anim_set_playback_time(&a, 2000);
  45.     lv_anim_set_var(&a, indic3);
  46.     lv_anim_start(&a);
  47. }
复制代码



main部分的调用代码如下：

  1. int main(void)
  2. {
  3.         const struct device *display_dev;
  4.  
  5.         display_dev = DEVICE_DT_GET(DT_CHOSEN(zephyr_display));
  6.         if (!device_is_ready(display_dev)) {
  7.                 LOG_ERR("Device not ready, aborting test");
  8.                 return 0;
  9.         }
  10.  
  11.         lv_obj_clean(lv_scr_act());
  12.         lv_task_handler();
  13.         display_blanking_off(display_dev);
  14.  
  15.         lv_obj_clean(lv_scr_act());
  16.         lv_example_meter_2();
  17.  
  18.         while(1) {
  19.                 lv_task_handler();
  20.                 k_sleep(K_MSEC(10));
  21.         }
  22. }
复制代码



上面的代码运行结果如下：




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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