设计说明

6 Dec 2024

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代码目录

luban-lite/packages/artinchip/lvgl-ui
├── aic_demo      // aic lvgl demo
├── lv_driver     // lvgl 显示和 2D 加速对接
├── lvgl          // lvgl 库
├── aic_ui.c      // aic demo 入口
├── aic_ui.h      // aic demo 头文件
├── lv_conf.h     // lvgl 配置文件
├── lv_demo.c     // lvgl demo 入口函数
└── SConscript

LVGL 整体流程

LVGL 的运行基于定时器 (Timer)，系统需要给 LVGL 一个“心跳”，即定时调用 lv_tick_get() 函数来获取当前时间，才能正常运转。LVGL 运行流程中涉及以下关键函数：

lv_tick_get()：获取以毫秒为单位的 tick 时间。
lv_timer_handler()：在 while 循环中的基于定时器的任务处理

函数 lv_task_handler() 会调用 lv_timer_handler()。lv_tick_get() 决定了 lv_timer_handler() 基于定时器的任务处理的时间的准确性。

lv_tick_get() 的实现代码

在文件 lv_hal_tick.c 中的 lv_tick_get() 的实现代码如下：

uint32_t lv_tick_get(void)
{
#if LV_TICK_CUSTOM == 0

    /*If `lv_tick_inc` is called from an interrupt while `sys_time` is read
    *the result might be corrupted.
    *This loop detects if `lv_tick_inc` was called while reading `sys_time`.
    *If `tick_irq_flag` was cleared in `lv_tick_inc` try to read again
    *until `tick_irq_flag` remains `1`.*/
    uint32_t result;
    do {
        tick_irq_flag = 1;
        result        = sys_time;
    } while(!tick_irq_flag); /*Continue until see a non interrupted cycle*/

    return result;
#else
    return LV_TICK_CUSTOM_SYS_TIME_EXPR;
#endif
}

在头文件 lv_rt_thread_conf.h 中定义了上述函数中的 LV_TICK_CUSTOM_SYS_TIME_EXPR

#define LV_TICK_CUSTOM 1
#define LV_TICK_CUSTOM_INCLUDE LV_RTTHREAD_INCLUDE
#define LV_TICK_CUSTOM_SYS_TIME_EXPR (rt_tick_get_millisecond())    /*Expression evaluating to current system time in ms*/

创建 LVGL 线程的代码如下所示：

static void lvgl_thread_entry(void *parameter)
{
#if LV_USE_LOG
    lv_log_register_print_cb(lv_rt_log);
#endif /* LV_USE_LOG */
    lv_init();
    lv_port_disp_init();
    lv_port_indev_init();
    lv_user_gui_init();

    /* handle the tasks of LVGL */
    while(1)
    {
        lv_task_handler();
        rt_thread_mdelay(SLEEP_PERIOD);
    }
}

int lvgl_thread_init(void)
{
    rt_err_t err;

    err = rt_thread_init(&lvgl_thread, "LVGL", lvgl_thread_entry, RT_NULL,
        &lvgl_thread_stack[0], sizeof(lvgl_thread_stack), LPKG_LVGL_THREAD_PRIO, 0);
    if(err != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to create LVGL thread");
        return -1;
    }
    rt_thread_startup(&lvgl_thread);

    return 0;
}

LVGL 通过定时器机制来驱动其内部任务处理，用户只需实现下列显示、输入设备和 UI 界面相关的初始化函数，即可快速构建嵌入式系统的图形界面：

lv_port_disp_init()：实现显示接口的对接以及硬件 2D 加速的对接
lv_port_indev_init()：实现触摸屏的对接
lv_user_gui_init()：适配不同 UI 界面的初始化

LVGL 层次结构

LVGL 层次结构主要包括以下几个部分：

Display：显示设备，是对显示驱动的封装和抽象。
Screen：屏幕对象，表示不同的界面。
Layer：图层，表示屏幕上的不同绘制区域。
一个 display 包含多个 screen，每个 screen 又包含多个 layer。layer 按照层级关系叠加在一起，形成最终的显示效果。具体来说：
- Active Screen：当前活动的屏幕，承载主要的应用程序界面，是所有操作的主要界面，处于最底层。
  
  一般在 Active Screen 实现不同的 app 界面，用户可以创建多个 screen，但只能有一个 screen 设置为 Active Screen
- Top layer：位于 Active Screen 之上的图层，通常用来创建弹出窗口。
  
  Top layer 永远在 Active Screen 之上。
- System layer：位于最顶层，通常用于显示系统级别的信息，比如鼠标可以在 System layer，永远不会被遮挡

为了更好地理解 LVGL 的层次结构，可以参考以下图层叠加的示意图：

父子结构

父子结构的设计是 LVGL 面向对象的核心设计之一，使得图形界面的层次关系和布局管理变得非常直观和灵活。父子结构的特点如下所示：

每一个对象都包含一个父对象，screen 对象除外。
一个父对象可以包含任意数量的子对象。
创建对象时需要传入父对象的指针，如果父对象为 NULL，则表示创建的是 screen 对象。
```
lv_obj_create(NULL);
```
父对象和子对象一起移动。
父子对象一起移动

图 4. 父子对象移动
子对象超出父对象部分不可见。

图 5. 子对象可见区域