树莓派3b如何在rt-thread上移植LittlevGL

发布时间：2021-11-20 10:08:38 作者：小新
来源：亿速云阅读：546

# 树莓派3B如何在RT-Thread上移植LittlevGL

## 前言

随着嵌入式设备的图形化需求日益增长，轻量级图形库LittlevGL（现更名为LVGL）因其开源、跨平台和高度可定制的特性，成为嵌入式GUI开发的热门选择。而RT-Thread作为一款国产实时操作系统，凭借其丰富的组件和良好的可扩展性，在物联网领域广受欢迎。本文将详细介绍如何在树莓派3B平台上，基于RT-Thread操作系统移植LittlevGL图形库。

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## 一、环境准备

### 1.1 硬件准备
- **树莓派3B**：基于Broadcom BCM2837芯片，1.2GHz四核Cortex-A53
- **显示器**：支持HDMI接口的显示屏（建议分辨率不低于800x480）
- **输入设备**：鼠标或触摸屏（可选）
- **Micro SD卡**：容量≥8GB，Class10以上速度

### 1.2 软件准备
- **RT-Thread源码**：从GitHub获取最新稳定版（建议使用4.0.x版本）
  ```bash
  git clone https://github.com/RT-Thread/rt-thread.git

交叉编译工具链：arm-none-eabi-gcc或arm-linux-gnueabihf-gcc
LittlevGL源码：从官方仓库获取（本文以v7.11为例）
```
git clone --branch v7.11.0 https://github.com/lvgl/lvgl.git
```
构建工具：scons、cmake、python3

二、RT-Thread系统移植

2.1 配置BSP

进入RT-Thread的bsp目录，复制树莓派3B模板：


cd rt-thread/bsp
cp -r raspberry-pi/raspberry-pi-3b raspberrypi3b-lvgl

修改board/Kconfig文件，添加图形支持选项：


menu "Hardware Drivers Config"
   config BSP_USING_LVGL
       bool "Enable LittlevGL"
       select RT_USING_LWIP
       select RT_USING_POSIX
       default n
endmenu

2.2 配置内核选项

使用menuconfig工具配置系统：

scons --menuconfig

关键配置项： - 启用POSIX接口（RT_USING_POSIX） - 启用动态内存管理（RT_USING_HEAP） - 启用控制台和UART驱动 - 启用FrameBuffer驱动（RT_USING_FB）

三、LittlevGL库移植

3.1 添加源码到工程

在components目录下创建lvgl文件夹，复制以下文件：


lvgl/
├── src/           # 核心源码
├── lv_conf.h      # 配置文件
├── lvgl.h
└── lv_porting/    # 移植接口

修改SConscript构建脚本： “`python from building import *

cwd = GetCurrentDir() src = Glob(‘src/.c’) + Glob(‘src/core/.c’) + Glob(‘src/draw/*.c’)

group = DefineGroup(‘lvgl’, src, depend = [‘RT_USING_LVGL’], CPPPATH = [cwd])

Return(‘group’)


### 3.2 配置lv_conf.h
关键配置项示例：
```c
#define LV_COLOR_DEPTH 32      // 匹配树莓派FB格式
#define LV_HOR_RES_MAX 1024    // 最大水平分辨率
#define LV_VER_RES_MAX 768     // 最大垂直分辨率
#define LV_USE_PERF_MONITOR 1  // 启用性能监控
#define LV_USE_FS_POSIX 1      // 使用POSIX文件系统

四、显示驱动实现

4.1 FrameBuffer初始化

在drv_fb.c中实现：

#include <linux/fb.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>

static int fb_fd;
static struct fb_var_screeninfo vinfo;

int fb_init(void) {
    fb_fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
    ioctl(fb_fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo);
    
    lv_disp_drv_t disp_drv;
    lv_disp_drv_init(&disp_drv);
    disp_drv.hor_res = vinfo.xres;
    disp_drv.ver_res = vinfo.yres;
    disp_drv.flush_cb = fb_flush;
    lv_disp_drv_register(&disp_drv);
    return 0;
}

4.2 刷新回调函数

static void fb_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p) {
    size_t len = (area->x2 - area->x1 + 1) * (area->y2 - area->y1 + 1) * 4;
    lseek(fb_fd, 0, SEEK_SET);
    write(fb_fd, color_p, len);
    lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}

五、输入设备集成（可选）

5.1 鼠标输入

#include <rtdevice.h>

static void mouse_read(lv_indev_drv_t * indev_drv, lv_indev_data_t * data) {
    struct rt_input_event event;
    if (rt_device_read(mouse_dev, 0, &event, sizeof(event)) > 0) {
        data->point.x = event.x;
        data->point.y = event.y;
        data->state = event.left_button ? LV_INDEV_STATE_PR : LV_INDEV_STATE_REL;
    }
}

5.2 触摸屏支持

需实现ts_read()函数并通过lv_indev_drv_register()注册。

六、应用开发示例

6.1 创建简单UI

void lvgl_demo(void) {
    lv_obj_t * btn = lv_btn_create(lv_scr_act());
    lv_obj_set_size(btn, 100, 50);
    lv_obj_align(btn, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
    
    lv_obj_t * label = lv_label_create(btn);
    lv_label_set_text(label, "Hello RT-Thread!");
    lv_obj_center(label);
}

6.2 主线程集成

int main(void) {
    fb_init();
    lv_init();
    lvgl_demo();
    
    while(1) {
        lv_task_handler();
        rt_thread_mdelay(5);
    }
    return 0;
}

七、性能优化技巧

双缓冲机制：
```
#define LV_DISP_DOUBLE_BUFFER 1
```
硬件加速：
- 启用树莓派GPU加速（需配置Mailbox驱动）
- 使用ARM NEON指令优化绘图函数

内存优化：

#define LV_MEM_SIZE (512 * 1024)  // 根据实际情况调整

八、常见问题解决

8.1 显示花屏

检查FrameBuffer的像素格式（vinfo.bits_per_pixel）
确认LV_COLOR_DEPTH与硬件匹配

8.2 触摸坐标不准

校准触摸屏参数
检查输入设备事件坐标范围

8.3 内存不足

使用lv_mem_monitor()监控内存使用
减少同时显示的控件数量

结语

通过本文的步骤，开发者可以在树莓派3B上成功运行RT-Thread与LittlevGL的组合，为嵌入式设备提供丰富的图形界面支持。这种方案兼具实时性和美观性，适用于智能家居控制面板、工业HMI等场景。随着RT-Thread和LVGL社区的持续发展，未来将有更多优化功能和案例可供参考。

作者注：本文代码基于RT-Thread 4.0.3和LVGL 7.11验证，实际开发时请根据版本差异适当调整。 “`

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