1. 前言
基于RVB2601的GUI程式是利用Lvgl開源元件實作在OLED螢幕上的字元和圖形顯示。開發者可以利用Lvgl元件在OLED螢幕上實作Label控件顯示功能。
建議在看本文之前，先詳細看下
RVB2601資源。本例程名為ch2601_gui_demo，可以通過CDK直接從OCC拉取。
2. 硬體配置
2.1 顯示屏
RVB2601開發闆采用的是OLED顯示屏， 位于開發闆正面。
2.2 螢幕實體接口
CH2601開發闆采用單彩色圖形顯示面闆，螢幕分辨率128x64 pixel，螢幕背景顔色可選，該程式中采用的是一塊黃色背景的螢幕。螢幕控制器采用SSD1309，通過4 wire SPI接口與主晶片連接配接, 原理圖如下所示, 對應的pin引腳分别為PA27、PA28、PA29、PA30。 原理圖如下：
軟體通過對SPI進行讀寫操作來實作對OLED屏上的像素進行點操作，進而實作整個屏的點亮操作。
3. GUI軟體開發
3.1 LVGL介紹
LVGL全稱Light and Versatile Graphics Library,是一個自由的，開源的GUI庫，具有界面精美，資源消耗小，可移植度高, 響應式布局等特點, 全庫采用純 c 語言開發.
主要特性如下.
- 具有非常豐富的内置控件,像 buttons, charts, lists, sliders, images 等
- 進階圖形效果：動畫，反鋸齒，透明度，平滑滾動
- 支援多種輸入裝置,像 touchpad, mouse, keyboard, encoder 等
- 支援多語言的 UTF-8 編碼
- 支援多個和多種顯示裝置，例如同步顯示在多個彩色屏或單色屏上
- 完全自定制的圖形元素
- 硬體獨立于任何微控制器或顯示器
- 可以縮小到最小記憶體 (64 kB Flash, 16 kB RAM)
- 支援作業系統、外部儲存和 GPU（非必須）
- 僅僅單個幀緩沖裝置就可以呈現進階視覺特效
- 使用 C 編寫以獲得最大相容性(相容 C++)
- 支援 PC 模拟器
- 為加速 GUI 設計,提供教程,案例和主題,支援響應式布局
- 提供了線上和離線文檔
- 基于自由和開源的 MIT 協定
- 支援MicroPython
3.2 例程下載下傳
打開CDK，點選HOME圖示，查找ch2601_gui_demo後，打開工程可以看到以下目錄：
3.3 LVGL移植接口
Lvgl移植代碼位于app/src/lvgl_porting檔案夾内，其包含oled.c和oled.h。
- 以下功能接口位于app/src/lvgl_porting/oled.c， 實作SPI管腳的初始化，主要針對CS, DATA, CLOCK, DATAIN管腳，同時實作了對不同管腳的讀寫操作。
1. static void oled_gpio_init()
2. {
3. //
4. csi_gpio_pin_init(&pin_clk, PA28);
5. csi_gpio_pin_dir(&pin_clk, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
6. csi_gpio_pin_init(&pin_mosi, PA29);
7. csi_gpio_pin_dir(&pin_mosi, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
8. csi_gpio_pin_init(&pin_cs, PA27);
9. csi_gpio_pin_dir(&pin_cs, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
10. csi_gpio_pin_init(&pin_miso, PA30); //dc
11. csi_gpio_pin_dir(&pin_miso, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
12. }
13.
14. static void lcd_cs(uint8_t d)
15. {
16. if (d == 1) {
17. csi_gpio_pin_write(&pin_cs, GPIO_PIN_HIGH);
18. } else {
19. csi_gpio_pin_write(&pin_cs, GPIO_PIN_LOW);
20. }
21. }
22.
23. static void lcd_dc(uint8_t d)
24. {
25. if (d == 1) {
26. csi_gpio_pin_write(&pin_miso, GPIO_PIN_HIGH);
27. } else {
28. csi_gpio_pin_write(&pin_miso, GPIO_PIN_LOW);
29. }
30. }
31.
32. static void lcd_sclk(uint8_t d)
33. {
34. if (d == 1) {
35. csi_gpio_pin_write(&pin_clk, GPIO_PIN_HIGH);
36. } else {
37. csi_gpio_pin_write(&pin_clk, GPIO_PIN_LOW);
38. }
39. }
40.
41. static void lcd_sdin(uint8_t d)
42. {
43. if (d == 1) {
44. csi_gpio_pin_write(&pin_mosi, GPIO_PIN_HIGH);
45. } else {
46. csi_gpio_pin_write(&pin_mosi, GPIO_PIN_LOW);
47. }
48. }
c - 以下功能函數位于app/src/lvgl_porting/oled.c，通過SPI實作對螢幕的指令和資料寫操作。
1. void Write_Command(unsigned char Data)
2. {
3. unsigned char i;
4.
5. lcd_cs(0);
6. lcd_dc(0);
7. for (i = 0; i < 8; i++) {
8. lcd_sclk(0);
9. lcd_sdin((Data & 0x80) >> 7);
10. Data = Data << 1;
11. lcd_sclk(1);
12. }
13. lcd_dc(1);
14. lcd_cs(1);
15. }
16.
17. void Write_Data(unsigned char Data)
18. {
19. unsigned char i;
20.
21. lcd_cs(0);
22. lcd_dc(1);
23. for (i = 0; i < 8; i++) {
24. lcd_sclk(0);
25. lcd_sdin((Data & 0x80) >> 7);
26. Data = Data << 1;
27. lcd_sclk(1);
28. }
29. lcd_dc(1);
30. lcd_cs(1);
31. }
c - 以下功能函數位于app/src/lvgl_porting/oled.c檔案中，實作對螢幕的基本指令操作，例如設定螢幕行列位址，螢幕的亮度控制等。
1. void Set_Start_Column(unsigned char d)
2. {
3. Write_Command(0x00 + d % 16); // Set Lower Column Start Address for Page Addressing Mode
4. // Default => 0x00
5. Write_Command(0x10 + d / 16); // Set Higher Column Start Address for Page Addressing Mode
6. // Default => 0x10
7. }
8.
9. void Set_Addressing_Mode(unsigned char d)
10. {
11. Write_Command(0x20); // Set Memory Addressing Mode
12. Write_Command(d); // Default => 0x02
13. // 0x00 => Horizontal Addressing Mode
14. // 0x01 => Vertical Addressing Mode
15. // 0x02 => Page Addressing Mode
16. }
17.
18. void Set_Column_Address(unsigned char a, unsigned char b)
19. {
20. Write_Command(0x21); // Set Column Address
21. Write_Command(a); // Default => 0x00 (Column Start Address)
22. Write_Command(b); // Default => 0x7F (Column End Address)
23. }
24.
25. void Set_Page_Address(unsigned char a, unsigned char b)
26. {
27. Write_Command(0x22); // Set Page Address
28. Write_Command(a); // Default => 0x00 (Page Start Address)
29. Write_Command(b); // Default => 0x07 (Page End Address)
30. }
31.
32. void Set_Start_Line(unsigned char d)
33. {
34. Write_Command(0x40 | d); // Set Display Start Line
35. // Default => 0x40 (0x00)
36. }
37.
38. void Set_Contrast_Control(unsigned char d)
39. {
40. Write_Command(0x81); // Set Contrast Control for Bank 0
41. Write_Command(d); // Default => 0x7F
42. }
43.
44. void Set_Segment_Remap(unsigned char d)
45. {
46. Write_Command(d); // Set Segment Re-Map
47. // Default => 0xA0
48. // 0xA0 => Column Address 0 Mapped to SEG0
49. // 0xA1 => Column Address 0 Mapped to SEG127
50. }
51.
52. void Set_Entire_Display(unsigned char d)
53. {
54. Write_Command(d); // Set Entire Display On / Off
55. // Default => 0xA4
56. // 0xA4 => Normal Display
57. // 0xA5 => Entire Display On
58. }
59.
60. void Set_Inverse_Display(unsigned char d)
61. {
62. Write_Command(d); // Set Inverse Display On/Off
63. // Default => 0xA6
64. // 0xA6 => Normal Display
65. // 0xA7 => Inverse Display On
66. }
67.
68. void Set_Multiplex_Ratio(unsigned char d)
69. {
70. Write_Command(0xA8); // Set Multiplex Ratio
71. Write_Command(d); // Default => 0x3F (1/64 Duty)
72. }
73.
74. void Set_Display_On_Off(unsigned char d)
75. {
76. Write_Command(d); // Set Display On/Off
77. // Default => 0xAE
78. // 0xAE => Display Off
79. // 0xAF => Display On
80. }
81.
82. void Set_Start_Page(unsigned char d)
83. {
84. Write_Command(0xB0 | d); // Set Page Start Address for Page Addressing Mode
85. // Default => 0xB0 (0x00)
86. }
87.
88. void Set_Common_Remap(unsigned char d)
89. {
90. Write_Command(d); // Set COM Output Scan Direction
91. // Default => 0xC0
92. // 0xC0 => Scan from COM0 to 63
93. // 0xC8 => Scan from COM63 to 0
94. }
95.
96. void Set_Display_Offset(unsigned char d)
97. {
98. Write_Command(0xD3); // Set Display Offset
99. Write_Command(d); // Default => 0x00
100. }
101.
102. void Set_Display_Clock(unsigned char d)
103. {
104. Write_Command(0xD5); // Set Display Clock Divide Ratio / Oscillator Frequency
105. Write_Command(d); // Default => 0x70
106. // D[3:0] => Display Clock Divider
107. // D[7:4] => Oscillator Frequency
108. }
109.
110. void Set_Low_Power(unsigned char d)
111. {
112. Write_Command(0xD8); // Set Low Power Display Mode
113. Write_Command(d); // Default => 0x04 (Normal Power Mode)
114. }
115.
116. void Set_Precharge_Period(unsigned char d)
117. {
118. Write_Command(0xD9); // Set Pre-Charge Period
119. Write_Command(d); // Default => 0x22 (2 Display Clocks [Phase 2] / 2 Display Clocks [Phase 1])
120. // D[3:0] => Phase 1 Period in 1~15 Display Clocks
121. // D[7:4] => Phase 2 Period in 1~15 Display Clocks
122. }
123.
124. void Set_Common_Config(unsigned char d)
125. {
126. Write_Command(0xDA); // Set COM Pins Hardware Configuration
127. Write_Command(d); // Default => 0x12
128. // Alternative COM Pin Configuration
129. // Disable COM Left/Right Re-Map
130. }
131.
132. void Set_NOP()
133. {
134. Write_Command(0xE3); // Command for No Operation
135. }
136.
137. void Set_Command_Lock(unsigned char d)
138. {
139. Write_Command(0xFD); // Set Command Lock
140. Write_Command(d); // Default => 0x12
141. // 0x12 => Driver IC interface is unlocked from entering command.
142. // 0x16 => All Commands are locked except 0xFD.
143. }
c - 該功能函數位于app/src/lvgl_porting/oled.c檔案中，實作對螢幕的初始化。
1. static void oled_initialize()
2. {
3. Set_Command_Lock(0x12); // Unlock Driver IC (0x12/0x16)
4. Set_Display_On_Off(0xAE); // Display Off (0xAE/0xAF)
5. Set_Display_Clock(0xA0); // Set Clock as 116 Frames/Sec
6. Set_Multiplex_Ratio(0x3F); // 1/64 Duty (0x0F~0x3F)
7. Set_Display_Offset(0x00); // Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
8. Set_Start_Line(0x00); // Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
9. Set_Low_Power(0x04); // Set Normal Power Mode (0x04/0x05)
10. Set_Addressing_Mode(0x02); // Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
11. Set_Segment_Remap(0xA1); // Set SEG/Column Mapping (0xA0/0xA1)
12. Set_Common_Remap(0xC8); // Set COM/Row Scan Direction (0xC0/0xC8)
13. Set_Common_Config(0x12); // Set Alternative Configuration (0x02/0x12)
14. Set_Contrast_Control(Brightness); // Set SEG Output Current
15. Set_Precharge_Period(0x82); // Set Pre-Charge as 8 Clocks & Discharge as 2 Clocks
16. Set_VCOMH(0x34); // Set VCOM Deselect Level
17. Set_Entire_Display(0xA4); // Disable Entire Display On (0xA4/0xA5)
18. Set_Inverse_Display(0xA6); // Disable Inverse Display On (0xA6/0xA7)
19.
20. Fill_RAM(0x00); // Clear Screen
21.
22. Set_Display_On_Off(0xAF); // Display On (0xAE/0xAF)
23. }
c - 該功能函數位于app/src/main.c檔案中，實作在螢幕固定處畫一個label, 顯示一串字元串。
1. static void gui_label_create(void)
2. {
3. lv_obj_t *p = lv_label_create(lv_scr_act(), NULL);
4. lv_label_set_long_mode(p, LV_LABEL_LONG_BREAK);
5. lv_label_set_align(p, LV_LABEL_ALIGN_CENTER);
6. lv_obj_set_pos(p, 0, 4);
7. lv_obj_set_size(p, 128, 60);
8. lv_label_set_text(p, "THEAD RISC-V\nGUI\nDEMO");
9. }
c 3.4. 編譯運作
編譯通過後，點選下載下傳，下載下傳成功後複位運作。可看屏上顯示"THEAD RISC-V\nGUI\nDEMO" 字元串。
4. 總結
本例程介紹了如何通過SPI接口來實作對OLED螢幕的圖形顯示。後續還有更多的開發例程，敬請期待！