【DigiKey“智造万物，快乐不停”创意大赛】3、使用lv_port_esp32适配1.69寸触摸屏

walker2048 · 发表于2023-11-27 22:02

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本帖最后由 walker2048 于 2023-11-28 12:37 编辑

前言

我们这次使用的屏幕是淘宝上可以买到的IPS液晶屏，带触摸。由于很多小伙伴都想知道如何快速驱动这款屏幕和触摸，就写了这篇文章。

这款屏幕使用的屏幕驱动是st7789v，触摸驱动是CST816D。

一、下载源码并配置st7789屏幕显示

其实LVGL官方是有适配esp32的专用仓库的，虽然也有一年多没更新了，也能用。这个版本使用的是 LVGL 7.9版本，ESP-IDF是4.2版本（我自己电脑上是5.1版本，根据编译错误提示改几个函数就行了）。

1.1 直接使用命令下载源码，下载后获取子仓源码，全部完成后就可以开始配置了。

git clone --recursive https://github.com/lvgl/lv_port_esp32.git

1.2 进入源码目录后，先激活esp-idf环境。加载环境提示如下图

1.3 环境加载成功后，将目标设置成esp32-s3

idf.py set-target esp32-s3

1.4 设置完毕后，开启配置模式

idf.py menuconfig

1.4.1 选择屏幕驱动芯片

从前言的描述可以看到，我们使用的这款触摸屏的屏幕驱动是st7789，所以这里选择st7789

1.4.2 激活反色模式，自定义SPI速度（若不修改SPI速度，默认是20MHz，会有点点卡）

1.4.3 设置屏幕引脚，这里需要配置6个屏幕引脚，其中RST是不会影响屏幕驱动情况的，大部分情况下不设置问题也不大（未设置时需将屏幕RST引脚接电阻到3.3V拉高）。

1.4.4 设置屏幕分辨率，开启颜色转换（就是RGB颜色排序问题，反正开启了颜色就正常了，这里不去讲解原理了，我也不会）

1.4.5 设置屏幕旋转方向。这里选择最后一个（最后跟触摸屏数据要匹配，要么调屏幕，要么改触屏驱动计算方式）

1.4.5 关闭默认demo的自动滑动效果。接下来我们就要移植触屏驱动了，自己滑就行，没必要开这个。

这样改完，直接编译，烧录到设备上，就能看到屏幕亮起来啦。

二、添加触摸屏驱动

添加触摸屏驱动其实没这么复杂，我们可以去抄袭一下成品的Arduino库，通过阅读库源码，可以看出初始化这个触摸屏并不需要折腾什么，上电后给一个复位信号，然后读取设备ID即可。

其实读取设备ID只是方便调试，例如读取不到ID可能是线接错了之类的。然后就可以定期从触摸屏寄存器里读取触摸数据就行了。

[![arduino-library-badge](https://www.ardu-badge.com/badge/CST816S.svg?)](https://www.arduinolibraries.info/libraries/cst816-s)

按lvgl驱动的风格写好的代码如下：

2.1 添加cst816.h文件(components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_touch/cst816.h)

#ifndef __CST816T_H
#define __CST816T_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#ifdef LV_LVGL_H_INCLUDE_SIMPLE
#include "lvgl.h"
#else
#include "lvgl/lvgl.h"
#endif

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

typedef struct {
    bool inited;
    char product_id[1];
    uint16_t max_x_coord;
    uint16_t max_y_coord;
    uint8_t i2c_dev_addr;
} cst816t_status_t;


#define CST816T_ADDR 0X15
#define CST816T_I2C_SLAVE_ADDR   0x15



void cst816t_init(uint16_t dev_addr);
bool cst816t_read(lv_indev_drv_t *drv, lv_indev_data_t *data);

#endif

#ifdef __cplusplus
}
// #endif
#endif /* __CST816T_H */

2.2 添加cst816.c文件

#include "cst816.h"

#include <driver/i2c.h>
#include <esp_log.h>
#ifdef LV_LVGL_H_INCLUDE_SIMPLE
#include <lvgl.h>
#else
#include <lvgl/lvgl.h>
#endif

#include "../lvgl_i2c_conf.h"
#include "tp_i2c.h"

#define TAG "CST816T"

static cst816t_status_t cst816t_status;
uint8_t cst816t_read_len(uint16_t reg_addr, uint8_t *data, uint8_t len) {
  uint8_t res = 0;
  res = i2c_master_write_read_device(TOUCH_I2C_PORT, CST816T_ADDR, ®_addr, 1,
                                     data, len, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);

  return res;
}

uint8_t cst816t_chipId(void) { return 0; }
static esp_err_t cst816t_get_touch_points_num(uint8_t *touch_points_num) {
  uint8_t res = 0;
  res = cst816t_read_len(0x02, touch_points_num, 1);
  return res;
}

esp_err_t cst816t_read_pos(uint8_t *touch_points_num, uint16_t *x,
                           uint16_t *y) {
  uint8_t data[4];

  cst816t_get_touch_points_num(touch_points_num);
  if (0 == *touch_points_num) {
    *x = 0;
    *y = 0;
    return 1;
  } else {
    cst816t_read_len(0x03, data, 4);

    *x = ((data[0] & 0x0f) << 8) | data[1];
    *y = ((data[2] & 0x0f) << 8) | data[3];
  }

  return ESP_OK;
}

esp_err_t cst816t_i2c_read(uint8_t slave_addr, uint16_t register_addr,
                           uint8_t *data_buf, uint8_t len) {
  i2c_cmd_handle_t i2c_cmd = i2c_cmd_link_create();

  i2c_master_start(i2c_cmd);
  i2c_master_write_byte(i2c_cmd, (slave_addr << 1) | I2C_MASTER_WRITE, true);
  i2c_master_write_byte(i2c_cmd, register_addr, I2C_MASTER_ACK);

  i2c_master_start(i2c_cmd);
  i2c_master_write_byte(i2c_cmd, (slave_addr << 1) | I2C_MASTER_READ, true);

  i2c_master_read_byte(i2c_cmd, data_buf, I2C_MASTER_NACK);
  i2c_master_stop(i2c_cmd);
  esp_err_t ret =
      i2c_master_cmd_begin(TOUCH_I2C_PORT, i2c_cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);
  i2c_cmd_link_delete(i2c_cmd);
  return ret;
}

esp_err_t cst816t_i2c_write8(uint8_t slave_addr, uint16_t register_addr,
                             uint8_t data) {
  i2c_cmd_handle_t i2c_cmd = i2c_cmd_link_create();

  i2c_master_start(i2c_cmd);
  i2c_master_write_byte(i2c_cmd, (slave_addr << 1) | I2C_MASTER_WRITE, true);
  i2c_master_write_byte(i2c_cmd, register_addr, I2C_MASTER_ACK);

  i2c_master_start(i2c_cmd);
  i2c_master_write_byte(i2c_cmd, data, true);

  i2c_master_stop(i2c_cmd);
  esp_err_t ret =
      i2c_master_cmd_begin(TOUCH_I2C_PORT, i2c_cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);
  i2c_cmd_link_delete(i2c_cmd);
  return ret;
}

void cst816t_init(uint16_t dev_addr) {
  if (!cst816t_status.inited) {
    cst816t_status.i2c_dev_addr = dev_addr;
    uint8_t data_buf[10];
    esp_err_t ret;

    ESP_LOGI(TAG, "Checking for CST816T Touch Controller ");

    if ((ret = cst816t_i2c_read(dev_addr, 0x15, &data_buf, 1) != ESP_OK)) {
      vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
      ESP_LOGE(TAG, "Error reading from device: %s",
               esp_err_to_name(ret)); // Only show error the first time
                                      // return;
    }
    if ((ret = cst816t_i2c_read(dev_addr, 0xa7, &data_buf, 1) != ESP_OK)) {
      ESP_LOGE(TAG, "Error reading from device: %s",
               esp_err_to_name(ret)); // Only show error the first time
      ESP_LOGE(TAG, "device ID: %02x", data_buf[0]);
      // return;
    }

    cst816t_status.inited = true;
  }
}

bool cst816t_read(lv_indev_drv_t *drv, lv_indev_data_t *data) {

  uint8_t touch_points_num = 0;
  uint16_t x = 0;
  uint16_t y = 0;

  cst816t_read_pos(&touch_points_num, &x, &y);

#if CONFIG_LV_TOUCH_INVERT_X
  x = LV_HOR_RES_MAX - x;
#endif
#if 1
  y = 280 - y;
#endif
#if 1
  int16_t swap_buf = x;
  x = y;
  y = swap_buf;
#endif

  data->point.x = x;
  data->point.y = y;
  if (touch_points_num > 0) {
    data->state = LV_INDEV_STATE_PR;
    ESP_LOGI(TAG, "X=%u Y=%u", data->point.x, data->point.y);
    ESP_LOGV(TAG, "X=%u Y=%u", data->point.x, data->point.y);
  } else {
    data->state = LV_INDEV_STATE_REL;
  }

  return false;
}

2.3 在touch_driver.c文件里添加对应的初始化代码和触屏读取函数调用，如果不添加，就没办法获取到触屏数据。

components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_touch/touch_driver.c

void touch_driver_init(void)
{
#if defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_XPT2046)
    xpt2046_init();
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT6X06)
    ft6x06_init(FT6236_I2C_SLAVE_ADDR);
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_STMPE610)
    stmpe610_init();
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_ADCRAW)
    adcraw_init();
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT81X)
    /* nothing to do */
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_RA8875)
    ra8875_touch_init();
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_CST816)
    cst816t_init(CST816T_I2C_SLAVE_ADDR);
#endif
}

bool touch_driver_read(lv_indev_drv_t *drv, lv_indev_data_t *data)
{
    bool res = false;

#if defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_XPT2046)
    res = xpt2046_read(drv, data);
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT6X06)
    res = ft6x36_read(drv, data);
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_STMPE610)
    res = stmpe610_read(drv, data);
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_ADCRAW)
    res = adcraw_read(drv, data);
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT81X)
    res = FT81x_read(drv, data);
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_RA8875)
    res = ra8875_touch_read(drv, data);
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_CST816)
    res = cst816t_read(drv, data);
#endif

    return res;
}

2.4 touch_driver.h 添加cst816.h头文件引用。如果不添加会有编译错误，提示找不到上一步加到代码里的两个函数。

components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_touch/touch_driver.h

#if defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_XPT2046)
#include "xpt2046.h"
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT6X06)
#include "ft6x36.h"
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_STMPE610)
#include "stmpe610.h"
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_ADCRAW)
#include "adcraw.h"
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT81X)
#include "FT81x.h"
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_RA8875)
#include "ra8875_touch.h"
#elif defined (CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_CST816)
#include "cst816.h"
#endif

2.5 在构建系统配置文件里添加cst816驱动文件配置，如果不添加，在链接阶段会提示找不到cst816t_read和cst816t_init这两个符号

components/lvgl_esp32_drivers/CMakeLists.txt

# Add touch driver to compilation only if it is selected in menuconfig
if(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER)
    list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/touch_driver.c")
    list(APPEND LVGL_INCLUDE_DIRS lvgl_touch)

    # Include only the source file of the selected
    # touch controller.
    if(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_XPT2046)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/xpt2046.c")
    elseif(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT6X06)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/ft6x36.c")
    elseif(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_STMPE610)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/stmpe610.c")
    elseif(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_ADCRAW)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/adcraw.c")
    elseif(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_FT81X)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/FT81x.c")
    elseif(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_RA8875)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/ra8875_touch.c")
    elseif(CONFIG_LV_TOUCH_CONTROLLER_CST816)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/cst816.c")
    endif()

    if(CONFIG_LV_TOUCH_DRIVER_PROTOCOL_SPI)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/tp_spi.c")
    elseif(CONFIG_LV_TOUCH_DRIVER_PROTOCOL_I2C)
        list(APPEND SOURCES "lvgl_touch/tp_i2c.c")
    endif()
endif()

三、修改Kconfig文件

由于我们添加了CST816的相关源码，按LVGL的风格配置好Kconfig信息，用来添加触摸屏的引脚和部分配置。

（文件路径components/lvgl_esp32_drivers/lvgl_touch/Kconfig）

将第3行到40行修改成以下内容，主要就是添加CST816的配置信息

    config LV_TOUCH_CONTROLLER
	int
	default 0 if LV_TOUCH_CONTROLLER_NONE
	default 1 if LV_TOUCH_CONTROLLER_XPT2046
	default 2 if LV_TOUCH_CONTROLLER_FT6X06
	default 3 if LV_TOUCH_CONTROLLER_STMPE610
        default 4 if LV_TOUCH_CONTROLLER_ADCRAW
        default 5 if LV_TOUCH_CONTROLLER_FT81X
        default 6 if LV_TOUCH_CONTROLLER_RA8875
    default 7 if LV_TOUCH_CONTROLLER_CST816

    choice
	prompt "Select a touch panel controller model."
	default LV_TOUCH_CONTROLLER_NONE
	help
	    Select the controller for your touch panel.

	config LV_TOUCH_CONTROLLER_NONE
	    bool "None"
	config LV_TOUCH_CONTROLLER_XPT2046
            select LV_TOUCH_DRIVER_PROTOCOL_SPI
            bool "XPT2046"
	config LV_TOUCH_CONTROLLER_FT6X06
            select LV_TOUCH_DRIVER_PROTOCOL_I2C
            bool "FT6X06"
        config LV_TOUCH_CONTROLLER_STMPE610
            select LV_TOUCH_DRIVER_PROTOCOL_SPI
            bool "STMPE610"
        config LV_TOUCH_CONTROLLER_ADCRAW
            select LV_TOUCH_DRIVER_ADC
            bool "ADCRAW"
        config LV_TOUCH_CONTROLLER_FT81X
            select LV_TOUCH_DRIVER_PROTOCOL_SPI
            bool "FT81X"
        config LV_TOUCH_CONTROLLER_RA8875
            select LV_TOUCH_DRIVER_DISPLAY
            bool "RA8875"
    config LV_TOUCH_CONTROLLER_CST816
        select LV_TOUCH_DRIVER_PROTOCOL_I2C
        bool "CST816"
        select LV_TOUCH_DRIVER_DISPLAY
            bool "CST816"
    endchoice

在倒数第二行添加 CST816的额外配置内容，并按原理图的引脚指定好默认引脚。


    menu "Touchpanel Configuration (CST816)"
        depends on LV_TOUCH_CONTROLLER_CST816

        config LV_TOUCH_I2C_SDA
            int
            prompt "GPIO for SDA (I2C)"
            range 0 39 if IDF_TARGET_ESP32
            range 0 43 if IDF_TARGET_ESP32S2

            default 14
            help
            Configure the I2C touchpanel SDA pin here.

        config LV_TOUCH_I2C_SCL
            int "GPIO for clock signal SCL (I2C)"
            range 0 39 if IDF_TARGET_ESP32
            range 0 43 if IDF_TARGET_ESP32S2
            
            default 13
            help
            Configure the I2C touchpanel SCL pin here.

        config LV_TOUCH_PIN_IRQ
            int "GPIO for IRQ (Interrupt Request)"
            range 0 39 if IDF_TARGET_ESP32
            range 0 43 if IDF_TARGET_ESP32S2
	    
            default 21 if LV_PREDEFINED_PINS_38V4
            default 21
            help
            Configure the touchpanel IRQ pin here.

        config LV_TOUCH_INVERT_X
            bool
            prompt "Invert X coordinate value"
            default n

        config LV_TOUCH_INVERT_Y
            bool
            prompt "Invert Y coordinate value"
            default n

    endmenu

然后编译好源码，就可以上传到板子上测试了。测试视频如下，触摸还是比较流畅的。

walker2048 · 发表于2023-11-28 13:08

touch

视频在这里

秦天qintian0303 · 发表于2023-11-28 13:24

就怕这种库的适配，要是没有教程，真心不知道哪里出问题了

walker2048 · 发表于2023-11-29 15:54

秦天qintian0303 发表于 2023-11-28 13:24 就怕这种库的适配，要是没有教程，真心不知道哪里出问题了

感觉玩多了RTOS就熟悉了，我也是第一次折腾这个，也没啥能参考的教程。一个多小时就搞定了。

wangerxian · 发表于2023-11-29 17:27

walker2048 发表于 2023-11-28 13:08
touch
视频在这里

稳定在33FPS，看来还不错。

wangerxian · 发表于2023-11-29 17:28

居然支持那么多种屏幕芯片驱动。

walker2048 · 发表于2023-11-29 19:11

wangerxian 发表于 2023-11-29 17:28 居然支持那么多种屏幕芯片驱动。

没支持的屏也可以去抄一下Arduino的库，难度不算大

wangerxian · 发表于2023-11-30 10:35

walker2048 发表于 2023-11-29 19:11 没支持的屏也可以去抄一下Arduino的库，难度不算大

最近正准备抄Arduino的SD卡库呢。

lion101

楼主，你好，按照你的方法移植cst816T的驱动，编译发现缺头文件，尤其是这个tp_i2c.h ，请问在哪？#include "../lvgl_i2c_conf.h" #include "tp_i2c.h"

lion101

新手小白一枚，按照上面你的方法，把显示给搞定了，谢谢。触摸部分沿用你的方法，编译缺lvgl_i2c_conf.h和tp_i2c.h两个头文件，请楼主帮忙

walker2048

lion101 发表于 2024-8-29 23:33 新手小白一枚，按照上面你的方法，把显示给搞定了，谢谢。触摸部分沿用你的方法，编译缺lvgl_i2c_conf.h和t ...

发一下具体报错的详细信息看看，我印象中没有这种错误

lion101

walker2048 发表于 2024-8-30 13:28 发一下具体报错的详细信息看看，我印象中没有这种错误

编译cst816.c时报错，找不到vgl_i2c_conf.h 和tp_i2c.h

我用的是lvgl8.3,我看你用的是7.9。会不会和版本有关系？这个两个头文件我在我机器里的lvgl文件夹里也是搜索不到

walker2048

lion101 发表于 2024-9-5 01:18 编译cst816.c时报错，找不到vgl_i2c_conf.h 和tp_i2c.h 我用的是lvgl8.3,我看你用的是7.9。会不会和版 ...

8.3也可以不用lvgl的内置驱动吧，你是用微雪的板子还是自己做的？如果是微雪的，我晚点会开源一个工程

lion101

walker2048 发表于 2024-9-5 09:06 8.3也可以不用lvgl的内置驱动吧，你是用微雪的板子还是自己做的？如果是微雪的，我晚点会开源一个工程

用的是微雪的板子，我看了下，老版本lvgl的内置驱动有我缺少的那两个头文件

lion101

walker2048 发表于 2024-9-5 09:06 8.3也可以不用lvgl的内置驱动吧，你是用微雪的板子还是自己做的？如果是微雪的，我晚点会开源一个工程

楼主有空开微雪的工程

walker2048

lion101 发表于 2024-9-5 23:14 楼主有空开微雪的工程

https://gitee.com/walker2048/esp32_169t/tree/master/2_throughput_test/lv_esp32

这个是之前无聊折腾的espnow吞吐量测试案例，适配的lvgl 9.1，最近暂时没空折腾，先看看这个能不能用

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