手把手教你：如何在树莓派Pico上，开发LVGL9.x C/C++应用

原创 EDN电子技术设计 2025-06-10 17:39

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树莓派Pico搭载RP2040微控制器，是一款适用于图形用户界面(GUI)应用的通用硬件，尤其适合与开源LVGL(轻量级多功能图形库)搭配使用。随着LVGL9的最新发布，开发人员可以更加充分地利用其提升的性能、新功能和增强的灵活性。然而，要在RP2040上高效运行LVGL，需要优化资源使用，尤其是充分利用两个Cortex-M0+核心。

本文探讨了如何在RP2040上设置和运行LVGL9.x，实现多核处理，并启用XPT2046电阻式触摸屏，同时在两个核心之间分配任务以最大限度地提高性能。内容涵盖系统架构、显示、输入处理以及多核应用的实际示例。通过本文，读者能够在RP2040上轻松高效地运行LVGL9，使其成为嵌入式GUI应用的可行选择。希望Arduino IDE的“Board Manager”能够支持各种树莓派Pico开发板(RP2040)，从而简化编译器配置。

准备环境

下载最新版本的Arduino IDE(截至目前：2.3.4)。从“文件”菜单中进入“首选项”，然后将以下URL复制粘贴到“Additional boards manager URLs”中(图1)：

https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json

图1：Arduino IDE首选项

打开Board Manager并安装树莓派Pico/RP2040/RP2350。(图2)。

图2：“树莓派Pico...”板的安装

RP2040 MCU

RP2040是一款由树莓派开发的微控制器，于2021年1月发布。它旨在以低成本提供高性能，是嵌入式系统、业余爱好者项目和专业应用的理想之选。多家公司已开发了多种Pico开发板(基于RP2040 MCU)，但第一款正式的Pico开发板如图3所示。你可以使用任意Pico开发板版本来学习本文，不过请查阅制造商文档，以了解其I/O图，以便修改配置文件。

图3：官方树莓派Pico板，由树莓派基金会开发(2M闪存)

RP2040微控制器规格

CPU：双核Arm Cortex-M0+(最高133MHz)

SRAM：264KB(分成多个组)

存储：无内置闪存，需要外部QSPI Flash(最高支持16MB)

GPIO：30个引脚(其中4个可用作ADC)

I/O接口

2×SPI、2×I²C、2×UART

16×PWM通道

8×PIO(可编程I/O)，用于自定义外设

USB：USB1.1，支持主机和设备

电源：1.8V至3.3V操作

其他特性：硬件乘法器/除法器、浮点单元、看门狗定时器和实时时钟(RTC)

LVGL配置

LVGL的配置和定义在V8.x到V9.x有所不同。图4显示了LVGL9.x的定义，你应该将其写入Arduino的“void setup()”函数上方。请根据你的屏幕分辨率修改“TFT_HOR_RES”和“TFT_VER_RES”。我的这个是示例的分辨率为320*240。

图4：LVGL-9定义

LVGL最具挑战性的函数是“flush”，它将数据发送到屏幕并进行渲染，图5展示了该函数。为了支持LVGL9，我们对该函数进行了一些修改，默认的MCU和LCD通信接口是通过“TFT_eSPI”库实现的SPI。

图5：LVGL flush函数

TFT_eSPI配置

我们必须告诉“TFT_eSPI”库使用Pico开发板的SPI引脚。打开Pico开发板的GPIO引脚布局，并在设置文件中分配SPI和其他引脚(CS、RD等)。图6显示了官方树莓派Pico开发板的GPIO指南。图7显示了我对“User_Setup.h”文件的修改，你可以修改此文件，并将这些引脚分配给其他SPI和GPIO。

图6：官方树莓派Pico开发板的引脚排列

图7：Pico板SPI和ILI9341的其他引脚

在设置文件的底部，你可以初始化SPI外设(SPI-0、SPI-1等)以及LCD SPI、触摸屏XPT2046(“TFT_eSPi”库的默认触摸屏芯片)的时钟频率。我配置了SPI-1硬件，设置LCD为32MHz，触摸屏为2.5MHz(图8)。

图8：LCD和XPT2046触摸屏的SPI设置和时钟频率

void setup()

LVGL9的设置函数应该像图9那样写，LVGL8.x和LVGL9之间是有很大差异的，我花了相当多的时间来调整和修改它。

图9：RP2040的LVGL9.x配置

双核

要启用微控制器的第二个核心，必须调用multicore_launch_core1并将其分配给函数，该函数自然会包含一个无限循环，图10展示了如何实现它，我每500毫秒切换一次Pico LED(GPIO-25)来验证第二个核心的运行情况。这不是一个软件RTOS，而是一个真正的硬件多处理系统，一个CPU核心流畅地运行LVGL，另一个核心运行用户代码。