开发绚丽界面:嵌入式图形库(LVGL、emWin、AWTK)

前言

        早些年的单片机开发中,很多都是使用文字菜单界面,这种界面让人感觉非常的朴实无华,内容言简意赅,如果使用图形库进行开发,你的产品一下子就让别人觉得有点高级,更容易去接收它。对于现在来说,很多的嵌入式图形库都可以做出绚丽的界面,占用RAM小,网上资料也多,学习难度不大。下面仅介绍几款常用的图形库。

1.  LVGL

LVGL官方链接

LVGL是我使用的第一款图形库,是免费开源的嵌入式图形库,可为任何 MCU、MPU 和显示器创建漂亮的 UI界面,现在它可以使用UI 编辑器SquareLine Studio来简化开发,这个编辑器我没有使用过,之前开发都是通过写C语言代码形式直接开发的。

代码可以直接到LVGL官方GitHub中提取,同时也提供了在线文档、Demo示例程序等,目前版本已经更新到了V8.3.4了。

1.1  特性

  • 强大的构建块,例如按钮、图表、列表、滑块、图像等。

  • 具有动画、抗锯齿、不透明度、平滑滚动的高级图形

  • 各种输入设备,如触摸板、鼠标、键盘、编码器等。

  • 使用 UTF-8 编码的多语言支持

  • 多显示器支持,即同时使用多个TFT、单色显示器

  • 具有类 CSS 样式的完全可定制的图形元素

  • 独立于硬件:与任何微控制器或显示器一起使用

  • 支持操作系统、外部存储器和 GPU,但不是必需的

  • 单帧缓冲操作,即使具有高级图形效果

  • 用 C 编写以获得最大兼容性(C++ 兼容)

  • 1.2  硬件要求

    绝大多数MCU都能满足要求。

  • 16、32 或 64 位微控制器或处理器
  • 推荐 大于16 MHz 时钟速度
  • 闪存/ROM:> 64 kB 用于非常重要的组件(建议 > 180 kB)
  • 内存:
  • 静态 RAM 使用:~2 kB,具体取决于使用的功能和对象类型
  • 堆栈:> 2kB(建议> 8 kB)
  • 动态数据(堆):> 4 KB(如果使用多个对象,建议> 48 kB)。由lv_conf.h中的LV_MEM_SIZE设置。
  • 显示缓冲区:> “水平分辨率”像素(推荐>10× “水平分辨率”
  • 1.3 移植

    lvgl移植到嵌入式项目中也比较简单,首先下载好源码、调好LCD的显示驱动程序(画点函数那些),画图函数与lvgl显示接口衔接上即可,stm32中有提供DMA2D优化显示驱动,lvgl也支持触摸屏触摸,有相应的接口,另外还需要提供时钟给lvgl(提供心跳,使其保持响应)。

    LVGL移植教程,跟着教程走,一路九十九。

    1.4  模拟器

    LVGL可以使用模拟器在Windows/Linux/MacOS下运行,这可以大大加快你的开发进程,调试也很方便,Sim源码(它有别于嵌入式源码)可以到GitHub中下载,需要用到SDL库。

    模拟器搭建教程

    1.5 其它

    LVGL还提供了图形、文字转换工具等…….

    2. emwin

    emWin是Segger公司针对嵌入式平台开发的稳定、高效的图形软件库,适合用于任何图形LCD的操作应用,并可输出高质量的无锯齿的文字和图形。它是不开源的,只提供调用库。

    SEGGER 公司授权给 ST、NXP,Energy Micro 等,凡是使用这些芯片厂商生产的处理器的都可以免费使用 emWin。ST芯片的emwin叫STemWin,STemWin 针对 ST 的芯片做了优化。

    emwin官方下载链接,有各种工具下载,也提供了各种Demo示例程序。

    2.1  可视化工具AppWizard

    可视化工具可以大大加快开发,可以实时的查看制造的UI界面,便于细微的调整。

    英文版使用教程,中文版的教程有很多,例如安富莱的emwin教程正点原子的emwin视频教程,入门相对简单,熟悉了控件功能、函数接口后就能得心应手设计界面了。

    2.2  模拟器的使用

    目前官网提供的最新sim版本是V6.30,下载之后使用VS打开,直接在PC上运行模拟器示例(有些VS的版本过高,编译例程会报错,配置下链接器即可)。

    3.  AWTK

    AWTK开发指南

    源码下载

    AWTK意为Toolkit AnyWhere,顾名思义就是一个可以在任何地方开发的工具集,是一个开源 GUI 引擎,旨在为嵌入式系统、WEB、各种小程序、手机和 PC 打造的通用 GUI 引擎,为用户提供一个功能强大、高效可靠、简单易用、可轻松做出炫酷效果的 GUI 引擎。

    AWTK本身是用 C 语言开发的,上层界面开发目前支持C/JS;它性能高、内存开销小,无需学习 AWTK 控件本身的 API,而且有很多的示例代码直接用。

    3.1  AWTK Designer可视化软件

    软件下载地址

    需要注册后才能下载使用,流程参考链接

    不再需要手写 XML,拖拽方式设计界面,所见即所得,快速预览,一键打包资源。使用教程

    3.2  例程展示

     在AWStudio中,有几个例程可供下载编译,以下展示手表UI;

    智能手表展示链接(可以滑动点击操作)

    4. 其它GUI

    为什么叫其它GUI呢?因为我对此没有过多的了解过,只是对其进行归纳总结,用的时候方便查询。

    4.1  QT for MCU

    QT我们都知道,使用C++开发,重在理解信号与槽,可以发出出一款在PC上运行的软件,例如串口调试软件等。QT for MCU,是一个可以在嵌入式MCU上跑的QT UI。

    QT for MCU开发指导链接

    4.2  GUIX

    Azure RTOS GUIX (GUIX) 是图形界面框架的一种高性能实时实现,专用于基于 ThreadX 的嵌入式应用程序,可立即移植到几乎任何具有 ANSI C 编译器和 ThreadX 支持的处理器体系结构。入门指导链接

    4.3  柿饼UI

    柿饼UI(Persimmon UI)是RT-Thread一款专注于嵌入式领域,由C/C++语言构建,为用户提供类安卓效果的GUI解决方案。为用户提供了设计器+JavaScript语言的开发模式,用户只需拖拽UI控件,写一些简单的JS控制逻辑,就可以实现绚丽、复杂的UI效果。相对于传统纯C语言开发模式的GUI,柿饼UI可以极大的提高开发效率,降低代码调试难度,加快产品迭代速度。

    与非网视频教程

    b站教程

    总结

    嵌入式中有很多种GUI可供选择,因地制宜选择合适的一款进行开发,了解使用过其中一两款后,其它的GUI就很容易入门了,只是API接口不同而已,而且很多都是可以使用可视化软件开发的,缩短开发时长的同时也更利于初学者入门。

    如果阅读这篇文章后,有给你带来一定的帮助,就麻烦点个小小的赞吧,这会是我持续更新的动力,谢谢~

                                                                                                             //一个苟且在技术区的博主.

    物联沃分享整理
    物联沃-IOTWORD物联网 » 开发绚丽界面:嵌入式图形库(LVGL、emWin、AWTK)

    发表评论