BL808:【M1s DOCK开发板】与LVGL 使用体验

技术分享 2年前 (2023-03-15) 0 999+

前言

念春时已夏，恋冬雪已融。
总是感叹时光匆匆，便努力在在平凡中挣扎，在平庸中努力，在平淡中积累。奈何时代飞速发展，时间又被工作占用，外加生活中的诱惑又太多了，很多想学、想做、想超越的事，都被抛之一旁，渐渐的跟不上时代了，当年对兴趣爱好的激情，也下降了好多。
上一篇博客还是几年前的，虽然中间进步不少，但是却少了许多当年写博客时的激情飞扬，真是感慨诸多。
按公司要求，以后需要每周交一篇知识分享文档，索性就继续写一下博客，算是总结，也算是对自己的积累。
由于文档允许在大框架内自由发挥，所以决定在我的兴趣点上找一些还说的过去的东西写一写，而不是单纯的复制一些网上随便就能找到的东西。
以后会努力在机械电机、三维重建、图像视觉、深度学习等兴趣范围内做一些比较综合的整理，而不是仅限于嵌入式的方向。当然，他们的实现都离不开底层，所以肯定是包含嵌入式方向的。

一：说明

BL808芯片是三核异构的RISC-V CPU，参数如下：
三核异构RISC-V CPUs：

RV64GCV 480MHz
RV32GCP 320MHz
RV32EMC 160MHz

AI NN 通用硬件加速器 —— BLAI-100 用于视频/音频检测/识别
内置 768KB SRAM + 64MB UHS PSRAM

编解码：

MJPEG and H264(Baseline/Main)
1920x1080@30fps + 640x480@30fps
接口：
摄像头接口：DVP 和 MIPI-CSI
显示接口：SPI、DBI、DPI(RGB)
无线：
支持 Wi-Fi 802.11 b/g/n
支持 Bluetooth 5.x Dual-mode(BT+BLE)
支持 Wi-Fi / 蓝牙共存
USB 2.0 HS OTG （引出到 USB Type-C 接口）
具体参数可以查看Sipeed科技的 M1s DOCK 开发板说明页。
可以看到，这款芯片的能力还是很强的，完全可以媲美之前非常火的入门级Linux芯片 F1C100S，另外，它支持FreeRTOS，所以可以当做裸机进行开发，代替单片机。但是可能由于是新出的产品，或是由于其他原因，目前这款产品只有Sipeed科技生产的模组，没有纯芯片售卖。目前体验设备便是Sipeed科技推出的全功能测试开发板：【Sipeed M1s DOCK 开发板】

开始使用体验

1：环境搭建

--Linux开发环境搭建
参考Sipeed科技的【上手使用】教程的1-4大节，搭建linux使用环境后，使用模拟U盘的方式将bin文件拖拽进去即可体验。如果有问题，请自行查找解决办法。
这里我使用VMware软件运行ubuntu16.04环境进行测试。支持快速内外复制等功能。如果是别的虚拟机环境，自行判断是否支持。
由于购买时间较早，所以需要根据教程的 3.2【串口烧录】来更新板载BL702固件来实现稳定的下载，在使用图形化界面烧录最新的固件，来实现 3.1【U盘烧录】。后面编译生成的bin文件都可以通过U盘烧录来快速更新。
目前主要测试程序都是基于三个核心中的C906核心的。
--SDK下载和编译测试
参考【上手使用】教程的第5大节，下载SDK并配置好编译工具链，然后就可以编译并下载程序测试。
可以跟着操作一遍【lvge_demo】的编译和下载操作，熟悉整个流程。
新手小提示：
- 1：程序需要两个文件夹，一个是 M1s_BL808_SDK ，另一个是 M1s_BL808_example ，可以用 VSCode 打开这两个文件夹所在的文件夹，就可以使用【Ctrl + 单击】需要了解的函数就能进行快速追踪跳转了。如果只打开例子文件夹是不会跳转的，或是文本会包含所在文本的文件夹地址。
- 2：修改【lvgl_demo】的示例内容方法如下：在配置头文件 M1s_BL808_SDK/compnets/lvgl/lvgl/lv_conf.h 中，LV_BUILD_EXAMPLES 配置部分进行示例切换，默认是 LV_USE_DEMO_BENCHMARK 例子。将想要的例子后面的0切换为1，其他的切换为0，然后在 M1s_BL808_example/c906_app/lvgl_demo/main.c 的主文件中将之前的 lv_demo_benchmark() 函数屏蔽，更换为开启的demo的函数，比如music例子是 M1s_BL808_SDK/compnets/lvgl/lvgl/demos/lv_demo_music.h中的lv_demo_music()函数，其他几个例子类似，都在M1s_BL808_SDK/compnets/lvgl/lvgl/demos文件夹下对应的文件夹内。
- 3：编译其他几个例子需要开启对应的字体（具体开启那些字体，可以按照报错提示来），字体开关在配置头文件 M1s_BL808_SDK/compnets/lvgl/lvgl/lv_conf.h 中，快速搜索LV_FONT_MONTSERRAT_ 即可跳转到，后面的数字是你需要开启的字体包。
- 4：export BL_SDK_PATH 这一步每次重开都要重新来一次，否则会找不到编译链。有长效修改的方法，可自行搜索尝试。

2：LVGL体验

LVGL是由来自匈牙利首都布达佩斯的 Gábor Kiss-Vámosi最早于2016年编写并开源的一款可运行于低资源的MCU设备上的开源嵌入式GUI库（轻量级通用型图形库）。
其GitHub地址为：【LVGL Git】
LVGL当时叫 LittlevGL而不是LVGL，后来作者统一修改为 LVGL 甚至连仓库地址都改了。目前最新版本已经发展到了 v9.0.0 版本，在6.0版本时，我还体验过移植和简单使用。当时还没有拖拽式GUI设计软件，所有界面都要手写。如今，LVGL已经有了如SquareLine Studio、GUI-Guider等GUI设计软件，可以直接PC上进行界面设计和仿真运行，得到【所见即所得】的方便效果。而且随着LVGL的发展壮大，其中文教程资源等都有了极大的发展，比如【百问网】就有包含文档和视频教程在内的丰富的教程资源，而且以前【正点原子】就有编写过专门的LVGL教程。
现在，首先下载和体验【SquareLine Studio】软件。
SquareLine Studio是LVGL官方提供的GUI设计软件，可以在LVGL官网直接点击到下载页面。目前最新版本是V1.2.1。按照官网的说明，它只有30天的全功能体验时间。
按照教程下载安装后（具体安装步骤可以参考其他网友的教程，很多的），即可新建一个工程进行GUI设计了。
在新建界面，可以看到，SquareLine Studio支持的LVGL版本只有8.3.3和8.3.4两个版本：

【M1s DOCK】开发板的屏幕是 1.69 寸 240x280 电容触摸屏，所以我们需要在新建界面将Resolution设置为（280,240），Color depth 要设置为（16 bit swap）模式。设置好名字和要保存的地址后就可以点击 CREATE 新建工程了。其实也可以点击上方的 Example 来查看官方提供的几个比较丰富的demo示例，跑起来很绚丽。不过由于开发板官方提供的LVGL例程所使用的的版本是8.2的，而SquareLine Studio只能选择两个更高的版本，所以下载demo后，程序并不能正常运行。以后有时间再移植成最新的版本再测试吧。
GUI设计界面如图： BL808:【M1s DOCK开发板】与LVGL 使用体验
（具体含义和操作可以自行搜索教程使用，也可以自己摸索）
我们可以点击一个【Button】到界面。

然后点击左上角的【Export】，选择【Export UI Files】生成代码到指定文件夹。
生成成功后，可以看到指定文件夹下有几个生成的文件：

将这几个文件复制到linux环境中的 M1s_BL808_example/c906_app/lvgl_demo/ 文件夹下（此文件夹下除了原本的 bouffalo.mk 和 main.c，其他的都可以删掉）。
我用的是VMware虚拟机，所以支持win与ubuntu环境的快速复制。如果是别的虚拟机环境，自行处理文件复制问题。
将 ui.h 文件中的 #include "lvgl/lvgl.h" 改为 #include "lvgl.h"，不然会报错，据说这个是 SquareLine Studio 的BUG。
将 main.c中的 demo测试相关的代码替换为ui.h中的ui_init()函数。
编译通过后，将开发板配置为U盘下载模式（USB插在OTG口，按住两侧按键再按RST按键），将 M1s_BL808_example/c906_app/build_out/lvgl_demo.bin 文件拖拽到U盘中即可。
可以看到，所见即所得：

LVGL升级体验

完成基础示例后，既可以进行更复杂一些的基础示例了。
首先进行一次页面切换。
点击做下角的【Screen】图标即可增加一个显示界面了。
在界面2上增加一个【Arc】控件。

下面，就应该思考该如何做界面切换了。首先，计划需要实现的功能：点击按钮进入第二页面，右划第二界面回到第一页面。
实现方法如下：

选中第一页面的按钮，可以看到右边的属性设置栏，可以对按钮进行各种属性配置。
点击最下面的【ADD EVENT】,可以看到，有几个事件类型选项，我们做如下选择：
- 【Trigger】选择【CLICKED】，即点击事件
- 【Action】选择【CHANGE SCREEN】，即切换屏幕
  
  然后点击【ADD】，增加这个点击事件，然后就可以对此事件进一步配置：
- 【Screen to】选择【Screen2】，即切换到屏幕2(名称可以自行修改，对应到自己的屏幕的名称)
- 其他选项默认（可自行测试功能，或是查看手册查找功能说明）
  
  此时就算配置完成了第一步，实现点击按钮切换屏幕。可以点击【运行】三角号按钮进行模拟测试。
后面可以进行同样的配置，点击第二页的屏幕，选中屏幕，右侧进行配置
* 【Trigger】选择【GESTURE_RIGHT】，即右划事件
* 【Screen to】选择【Screen1】，即切换到屏幕1

然后点击【ADD】，添加事件，进入到事件配置界面。
* 【Screen to】选择【Screen1】，即切换到屏幕1
此时完成预定目标的配置，实现右划切换回屏幕1，可以点击【运行】三角号按钮进行模拟测试。
点击【Export】->【Export UI Files】生成代码。
复制替换生成的代码到linux对应环境下，然后编译下载，进行实际运行查看，可以看到实现了既定目标，在设备上跑起来了，按钮和滑动也能正常切换。

LVGL操控设备

目前我们已经完成了LVGL的简单绘制，基本事件绑定等体验功能，但具体来说，也只是使用SquareLine Studio本身实现的，不需要编写一行代码就能实现（需要移植好的设备环境），并没有涉及LVGL之外的交互。所以下面尝试一下，将LVGL与硬件交互联系起来，然后就能举一反三，实现完整复杂的逻辑功能了。

首先，计划需要实现的功能：将屏幕2上的【Arc】控件于设备背面的LED的亮度绑定，实现拖拽【Arc】的角度就能控制LED的亮度。
然后，我们来看一下LED的PWM驱动例子。
打开 M1s_BL808_example/c906_app/pwm_demo 中的main.c，查看PWM的例子。
可以看到，PWM操作背面的LED灯，只需要几个特定的函数。
再然后，我们考虑怎么将LVGL的【Arc】拖动事件与PWM调值联系起来。
- 选中屏幕2的【Arc】控件，点击右下角的【ADD EVENT】，增加一个事件。
- 【Trigger】选择【VALUE_CHANGED】，即值改变事件
- 【Action】选择【CALL_FUNCTION】，即调用函数
- 点击【ADD】，进入配置
- 给调用函数起一个名字，在【Action】->【Function name】文本框中输入起的名字，如[Arc_PWMControl] ，注意，名字要够一定字数
  配置完成，开始生成文件。
  将生成的文件复制替换到linux环境下，打开文件夹，可以看到 ui_events.c 中有一个函数：

void Arc_PWMControl(lv_event_t * e) { 	// Your code here }

里面没有任何功能。所以我们需要在本函数中添加回调函数对应的处理，即获取改变后的值，然后设置对应脉宽给PWM，实现调节亮度。
使用如下函数即可获取到【Arc】控件的当前值：

int16_t ArcValue = 0; lv_obj_t* arc = lv_event_get_target(e);//获取目标控件指针 ArcValue = lv_arc_get_value(arc) ;//获取目标值

然后就可以使用这个值，调用 pwm_demo 中的 m1s_xram_pwm_set_duty 函数进行占空比配置。我们可以在main函数中整合一下PWM操作相关的函数，包括初始化和占空比调节，进行调用。在main.c中增加如下两个函数：

``` #include "m1s_c906_xram_pwm.h" #define PWM_PORT (0) #define PWM_PIN (8) #define PWM_FREQ 2000  //PWM频率设置 //PWM驱动LED初始化代码 void LED_PWMInit(int freq,int duty){     m1s_xram_pwm_init(PWM_PORT, PWM_PIN, freq, duty);     m1s_xram_pwm_start(PWM_PORT, PWM_PIN); } //设置占空比 void LED_PWMDutySet(int duty){     m1s_xram_pwm_set_duty(PWM_PORT, PWM_PIN, PWM_FREQ, duty);    } ```

将LED_PWMInit（）函数放置到main函数中，将LED_PWMDutySet（）函数使用extern关键字引用到ui_events.c中。
查看pwm_demo中的m1s_xram_pwm_set_duty()函数，可以看到，占空比为0-99，我们的【Arc】范围为0-100，所以需要限制【Arc】的范围。两种方法：

1：是在【Arc】属性配置控件中将【Range max】最大值属性设置为99
2：在程序中增加判断，大于99的都设置为99
也可以两种都用上，增加保险。
然后在Arc_PWMControl（）函数中调用，将ArcValue 值传给m1s_xram_pwm_set_duty（）函数即可。
另外，由于LED灯电路上的驱动电路的不同（高电平端控制或是低电平端控制），所以PWM脉宽与LED亮度不一定成正比，可以加上一句 ArcValue = 99-ArcValue; 来换算。
具体程序如下(仅供参考)：
main.c:

/* FreeRTOS */ #include <FreeRTOS.h> #include <task.h>  /* bl808 c906 std driver */ #include <bl808_glb.h>  #include "demos/lv_demos.h" #include "lv_port_disp.h" #include "lv_port_indev.h" #include "lvgl.h"  #include "ui.h" #include "m1s_c906_xram_pwm.h" static void lvgl_task(void *param) {     while (1) {         lv_task_handler();         vTaskDelay(1);     }     vTaskDelete(NULL); }  #define PWM_PORT (0) #define PWM_PIN (8) #define PWM_FREQ 2000  //PWM驱动LED初始化代码 void LED_PWMInit(int freq,int duty){     m1s_xram_pwm_init(PWM_PORT, PWM_PIN, freq, duty);     m1s_xram_pwm_start(PWM_PORT, PWM_PIN); } //设置占空比 void LED_PWMDutySet(int duty){     m1s_xram_pwm_set_duty(PWM_PORT, PWM_PIN, PWM_FREQ, duty);    }  void main() {     LED_PWMInit(PWM_FREQ,99);//PWM初始化，默认占空比设为99     lv_init();     lv_port_disp_init();     lv_port_indev_init();//触摸相关     ui_init();     lv_task_handler();     xTaskCreate(lvgl_task, (char *)"lvgl task", 512, NULL, 15, NULL); }

ui_events.c中程序如下：

#include "ui.h"  extern void LED_PWMDutySet(int duty);  void Arc_PWMControl(lv_event_t * e) { 	// Your code here 	int16_t ArcValue = 0; 	lv_obj_t* arc = lv_event_get_target(e);//获取目标控件指针 	ArcValue = lv_arc_get_value(arc) ;//获取目标值 	if(ArcValue>99)ArcValue=99; 	 	ArcValue = 99-ArcValue;//占空比对应灯的亮度；由于LED驱动方式的不同，亮度与占空比不一定是正比 							//这样处理后便将亮度与占空比换算为正比了 	 	LED_PWMDutySet(ArcValue);  }

将程序编译，然后将 build_out文件夹下生成的 lvgl_demo.bin 拖拽到模拟U盘中更新程序，可以看到已经实现了既定目标：

点击【button】切换到第二页面
右划第二页面回到第一页面
拖拽【Arc】控件实现控制背面LED的亮度

（LED在背面，此处不再展示）

以上只是一些简单的例程，用于实现LVGL的操作体验和与硬件的交互实现的流程,更多功能便可以很轻松的拓展了。其实还有很多优化空间的，比如【Arc】控件的左右滑动会激发页面滑动效果从而回到第一页面，右下角的参数窗口没去掉，点击指示图标是一个USB图标，SDK的lvgl版本与编辑器的版本不同导致复杂界面卡死等。这些都可以自行深入学习并完善。
关于LVGL深入的学习，还请自行查看相关教程。而且例程是基于freertos嵌入式操作系统的，在main函数中可以看到，lv_task_handler（）句柄是在 lvgl_task 任务中循环执行的，所以可以创建其他线程执行lvgl之外的功能，而不是仅仅依靠lvgl控件的回调函数实现。后面有时间会再写一些好玩的东西，比如深入理解一下LVGL的移植，然后实现其他的绘图库的移植，比如之前写过的旋转立方体：