LVGL庫入門教程02-基本控制項與交互

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LVGL 本質上是一個 GUI 庫，它包含大量的控制項(widget)，即按鈕、標簽、滑塊、菜單欄這種具有一定人機交互特征的組合圖形。LVGL 在設計時，採用了一定面向對象編程的設計思路，有效降低了代碼編寫的難度。

LVGL 和大多數 GUI 庫的工作方式都是類似的，其代碼編寫的基礎思路為：

  • 創建 GUI 根窗體對象
  • 在窗體上繪製各種控制項
  • 為控制項編寫響應函數函數
  • 在主事件迴圈中等待用戶觸發事件響應

如果之前有 GUI 庫的使用經驗的話，應該可以比較容易明白 LVGL 代碼的編寫思路。

標簽

標簽(label)應該是 GUI 最簡單也是最基礎的控制項之一。標簽的作用就是顯示一小段說明文字。接下來通過介紹標簽來介紹 LVGL 控制項的創建、佈局與設置屬性。

標簽的創建

通過以下函數可以創建一個標簽：

lv_obj_t* lv_label_create(lv_obj_t* parent);

lv_obj_t 是 LVGL 所有控制項的通用類型，包括根窗體在內的所有控制項都使用該結構描述。

參數 parent 指定了標簽需要被放在哪一個父容器中。由於一個較大的項目內會存在許多控制項，因此往往需要將一個較大的視窗劃分為若幹結構，每一個結構放入用途相似的的控制項，使用戶更易熟悉如何操作。例如，一個文本編輯器視窗可能會按功能分為頂層菜單欄、側邊導航欄、底部狀態欄以及中間的編輯區，每個區域的控制項都可以安排在各欄內統一調整。

最基本的父容器就是整個顯示屏視窗對象，可以使用 lv_scr_act() 函數獲取當前的視窗對象。操作系統上的視窗可以設置一些屬性，例如視窗大小、標題文字、圖標等，不過嵌入式屏幕往往是固定的，因此視窗對象一般只作控制項的父容器使用。

使用以下代碼就可以在當前視窗中創建一個標簽了：

lv_obj_t* label01 = lv_label_create(lv_scr_act());

創建得到的標簽沒有任何可顯示的內容，可以調用 lv_label_set_text() 為標簽添加上文字：

lv_label_set_text(label01, "Hello, world!");

這樣就可以在屏幕中顯示一些文本了。LVGL 支持直接顯示 Unicode 文字，只要在源文件使用 UTF-8 編碼即可。如果要顯示變數的值，LVGL 也提供了 lv_label_set_text_fmt() 函數，可以直接格式化文本。

接下來編譯工程並下載，就可以看到顯示的效果了：

-

標簽的佈局

以上創建的標簽預設放在屏幕的左上角，並且如果創建多個標簽等控制項，它們都會被重疊放置在左上角。如果需要將控制項安排到合適的位置，就需要安排它們的佈局。一般情況下，可以用以下函數重新調整一個控制項的佈局：

void lv_obj_align(lv_obj_t* obj, lv_align_t align, lv_coord_t x_ofs, lv_coord_t y_ofs);

align 指定了控制項的對齊方式，可以檢查枚舉類型 lv_align_t 來獲取支持的對齊方式。x_ofs 和 y_ofs 是對齊後的額外偏移量，正值表示額外向右下偏移。

LVGL 包含了許多枚舉類型，如果不知道該如何傳值，可以查看頭文件包含的枚舉值。

和大多數 GUI 庫一樣，屏幕的左上角為坐標原點 (0, 0) ，往右為 x 軸正向，往下為 y 軸正向，坐標的單位為像素或解析度。

例如，如果額外給以上標簽添加對齊：

lv_obj_align(label01, LV_ALIGN_CENTER, 0, -30);

那麼它就會出現在屏幕中間向上 30 像素的位置：

image

如果要創建更靈活的佈局，可以使用 lv_obj_create() 創建一個基本對象。這種直接創建的基本對象一般用作框架，然後通過嵌套框架的形式組織對齊，例如：

/* outer widget align */
lv_obj_t* cont_top = lv_obj_create(lv_scr_act());
lv_obj_t* cont_bottom = lv_obj_create(lv_scr_act());
lv_obj_align(cont_top, LV_ALIGN_TOP_LEFT, 0, 0);
lv_obj_align(cont_bottom, LV_ALIGN_BOTTOM_RIGHT, 0, 0);
/* inner widget align */
lv_obj_t* label_top = lv_label_create(cont_top);
lv_label_set_text(label_top, "At Top Left");
lv_obj_align(label_top, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);
lv_obj_t* label_bottom = lv_label_create(cont_bottom);
lv_label_set_text(label_bottom, "At Bottom Right");
lv_obj_align(label_bottom, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);

這裡先將外層的框架在屏幕上對齊，然後再在框內創建標簽，讓標簽在框架內對齊。效果為：

image

通過這種嵌套的對齊方式，可以先讓一些基礎控制項在框架內對齊，然後再讓框架之間相對對齊。這種對齊方式更靈活，而且方便日後調整各個控制項的相對位置。

LVGL 的所有控制項都是以這種相對位置的形式組織的。官方文檔提供了一張圖片，可以很清楚地描述所有的相對對齊方式：

image

由於居中對齊經常用到，可以直接使用 lv_obj_center(*obj*) 函數設置無偏移的居中對齊。

預設的基本控制項是有樣式的，並且註意到它們長寬都是固定的，如果包含的控制項過長，它還會提供一個滾動條。如果需要調整控制項的尺寸，可以使用函數，lv_obj_set_width() 和 lv_obj_set_height() 分別調整長寬，或使用 lv_obj_set_size() 一併調整：

lv_obj_t* cont = lv_obj_create(lv_scr_act());
lv_obj_t* label = lv_label_create(cont);
lv_label_set_text(label, "Helllllo, world!");
lv_obj_set_size(cont, 160, 50);
lv_obj_center(cont);
lv_obj_center(label);

image

所有的控制項都具有寬度和高度基本屬性，因此這幾個函數對任意的控制項都有效。

標簽的長模式和顏色調整

框架包含的控制項過長會提供一個滾動條，確保包含的內容都可見。標簽在創建時，它的寬度會適應包含文本的寬度。如果給一個標簽重新調整尺寸，使得它的寬度小於文本的寬度，那麼它包含的文本就會自動摺疊：

lv_obj_t* label01 = lv_label_create(lv_scr_act());
lv_label_set_text(label01, "A very loooooooooooooooong text");
lv_obj_set_width(label01, 100);

image

如果文本確實過長，超過了標簽的長寬極限，那麼可以使用函數

void lv_label_set_long_mode(lv_obj_t * obj, lv_label_long_mode_t long_mode);

給標簽設置一個長模式。標簽一共有 5 種長模式，每種模式的表現形式如下：

枚舉值 說明
LV_LABEL_LONG_WRAP 將過寬的文本換行，以多行的方式顯示所有文本
LV_LABEL_LONG_DOT 將過長的文本隱藏並以省略號代替
LV_LABEL_LONG_SCROLL 將文本來回滾動顯示
LV_LABEL_LONG_SCROLL_CIRCULAR 將文本迴圈滾動顯示
LV_LABEL_LONG_CLIP 去除過長部分的文本

如果文本顯示時有多行，那麼可以使用

void lv_obj_set_style_text_align(lv_obj_t* obj, lv_text_align_t value, lv_style_selector_t selector);

將文本垂直對齊。第三個參數 selector 是設置樣式用的，這裡可以暫時不用理會。

以下動圖展示了三種長模式：顯示省略號、換行並居中對齊，以及迴圈滾動：

image

需要註意的是，除了滾動以外的其它模式如果沒有明確高度，都會在文本過長時優先嘗試調整標簽高度。

滾動是一種特殊的動畫，在後續介紹到動畫時還可以創建更豐富的動畫效果，可以自行調整文本的滾動行為。

標簽的文本可以改變顏色。LVGL 里，調整顏色是通過特殊格式的文本作用的。為了改變顏色，首先需要啟用這一模式：

lv_label_set_recolor(label01, true);

重新調整顏色的文本格式為：

#RRGGBB text#

這樣 text 對應的文本就會顯示為 #RRGGBB 對應的色值。如果屏幕使用的是 16bit 的顏色也不要緊，LVGL 會自動轉換顏色。

例如：

lv_label_set_text(label01, "#0000ff Re-color# #ff00ff text# #ff0000 of a# label.");

顯示效果為：

image

按鈕

按鈕(button)也是一個比較基礎的控制項。按鈕除了可以顯示一些提示文字外，還可以點擊並獲取響應。接下來通過介紹按鈕來介紹為控制項綁定事件的一般方式。

按鈕的創建和事件綁定

按鈕的創建和佈局方式都與標簽類似：

lv_obj_t* btn01 = lv_btn_create(lv_scr_act());
lv_obj_align(btn01, LV_ALIGN_CENTER, 0, -40);

但是註意，創建得到的按鈕只是一個簡單的形狀。為了給它添加說明文本，需要在其中創建一個標簽：

lv_obj_t* label01 = lv_label_create(btn01);
lv_label_set_text(label01, "Button");
lv_obj_center(label01);

顯示的效果為：

image

按鈕不同於框架，按鈕會自動調整寬高來適應其包含的標簽大小。

創建的按鈕已經預設具有點擊動畫，不過還無法對點擊作出回應。接下來需要給按鈕添加回調函數。可以使用以下函數為按鈕綁定回調函數：

lv_obj_add_event_cb(lv_obj_t* obj, lv_event_cb_t event_cb, lv_event_code_t filter, void* user_data);

任意可交互控制項都可以使用該函數添加回調函數。這裡不用管該函數的返回值。event_cb 是事件的回調函數，filter 決定按鈕會對哪些事件作出響應，可以在 user_data 傳入一些自定義的數據。

檢查類型 lv_event_cb_t 的定義就可以明白如何編寫回調函數。回調函數有且僅有一個 lv_event_t 類型的參數。該類型是一個比較複雜的結構類型，目前只需要明白它包括的結構成員包括自定義數據 user_data 即可。

例如，以下創建了一個簡單的回調函數：

static void button_clicked_cb(lv_event_t* e) {
    static uint8_t count = 0;
    count++;
    lv_label_set_text_fmt((lv_obj_t*)e->user_data, "Clicked: %d", count);
}

這裡通過自定義參數來修改外部標簽的文本。那麼在綁定時，就需要這樣傳入參數：

lv_obj_add_event_cb(btn01, button_simple_cb, LV_EVENT_CLICKED, label01);

image

這裡讓按鈕只對點擊事件產生響應。如果要讓按鈕對多個事件響應的話，需要先讓按鈕對所有事件 LV_EVENT_ALL 產生響應的話，然後在回調函數內進一步判斷事件類型：

lv_event_code_t code = lv_event_get_code(e);
if (code == LV_EVENT_CLICKED) {
    /* ... event handler ... */
}

這就像在中斷函數內判斷中斷源一樣。

不過以上回調還可以使用另一種不傳入用戶參數的形式完成。首先，通過

lv_obj_t* lv_event_get_target(lv_event_t* e);

可以獲取產生事件的控制項，然後通過

lv_obj_t* lv_obj_get_child(const lv_obj_t* obj, int32_t id);

獲取該控制項的子控制項。在創建控制項時，需要傳入父容器控制項，創建時父容器也會通過 id 記錄包含的子控制項，創建最早的控制項 id 就是 0 ，第二早的 id 是 1 ，最晚的 id 還可以表示為 -1 等。這樣就可以在事件回調函數內獲取被點擊按鈕的標簽控制項對象了。

控制項的通用行為

LVGL 中，可以通過

void lv_obj_add_flag(lv_obj_t* obj, lv_obj_flag_t f);

為控制項設置一些通用的標誌，來改變控制項的行為。

例如，以上按鈕都是普遍的按鈕，它們通過點擊來觸發響應。但是還有一部分按鈕，像控制鍵是通過點擊來切換啟用/關閉狀態的。那麼此時就可以給按鈕添加一個這樣的標誌：

lv_obj_t* btn02 = lv_btn_create(lv_scr_act());
lv_obj_add_flag(btn02, LV_OBJ_FLAG_CHECKABLE);

這樣創建的按鈕可以對 LV_EVENT_VALUE_CHANGED 這個特殊的事件響應，而普通的按鈕不行。不僅如此，切換之後的部分樣式也會發生改變：

image

可以給一個控制項添加多個標誌，只需要使用按位或運算符 | 連接起來即可。還可以清除一個控制項的標誌。例如，如果給一個框架清除可滾動的標誌，那麼當它包含長文本時就不再可以滾動顯示全部內容：

lv_obj_t* cont = lv_obj_create(lv_scr_act());
lv_obj_t* label = lv_label_create(cont);
lv_obj_clear_flag(cont, LV_OBJ_FLAG_SCROLLABLE);
lv_label_set_text(label, "A label contains very long text");
lv_obj_set_size(cont, 160, 50);

效果為：

標誌是一個很重要的內容，通過為控制項加上各種標誌，可以自定義更多抽象的控制項類型。例如，具有 LV_OBJ_FLAG_CLICKABLE 標誌的控制項可以響應點擊事件，這種響應不僅包括回調函數，還關係著點擊時的動畫效果。LVGL 一共提供了 27 個獨立的標誌，其中有 8 個可供用戶自定義。可以檢查 lv_obj_flag_t 枚舉定義來查看包含的所有標誌位。

開關

開關的創建

以上創建的通過點擊來切換啟用/關閉狀態的按鈕可以使用開關(switch)代替。創建開關和創建其它控制項類似：

lv_obj_t* sw = lv_switch_create(lv_scr_act());

開關的效果如下，通過單擊可以切換開關狀態：

開關具有標誌 LV_OBJ_FLAG_CHECKABLE ，因此可以響應事件 LV_EVENT_VALUE_CHANGED 。

開關的狀態

一個控制項可以具有多種標誌，標誌就是控制項的抽象介面，決定了控制項具有哪些行為。控制項還具有多種不同的狀態，在每種狀態下，它的樣式都是不一樣的。可以通過

void lv_obj_add_state(lv_obj_t* obj, lv_state_t state);

給一個控制項設置不同的狀態來切換樣式。例如，如果給開關設置狀態 LV_STATE_CHECKED ，它會表現出打開的狀態。不同狀態下控制項接收的響應也不一樣，例如如果給開關加上 LV_STATE_DISABLED 的狀態，點擊時它就無法接收任何響應，連樣式也不會再切換了。

可以在響應函數內通過 lv_obj_has_state(obj, state) 來判斷一個控制項處於什麼狀態，從而決定執行什麼樣的代碼。這種方式更貼合控制項的行為。

每個控制項都有 9 種獨立的狀態，還有 4 種狀態可以由用戶自由定義，這些狀態都被放在頭文件 lv_obj.h 中。可以使用按位與運算符 | 給一個控制項添加多個狀態。例如，可以給一個開關設置為既開啟又只讀 LV_STATE_CHECKED | LV_STATE_DISABLED ，那麼它的樣式就會表現為：

狀態是在標誌之上的概念，在不同的狀態下控制項可能具有不同的標誌。

基本交互控制項

下拉列表

下拉列表(drop-down list)也是一個非常簡單的控制項。下拉列表在點擊後會出現一些選項，點擊選擇後就可以觸發一些事件。

可以通過 lv_dropdown_set_options() 為下拉列表創建列表項：

lv_obj_t* drop01 = lv_dropdown_create(lv_scr_act());
lv_dropdown_set_options(drop01, "STM32F1\n"
                                "STM32F4\n"
                                "STM32H7\n"
                                "STM8");

LVGL 會自動拆分多行本文的每一行並分別創建一個列表項。下拉列表預設的行為是展示第一個列表項，並通過用戶選擇來切換展示的列表項：

下拉列表在選擇列表項時會觸發 LV_EVENT_VALUE_CHANGED 事件，可以通過

uint16_t lv_dropdown_get_selected(const lv_obj_t* obj);
void lv_dropdown_get_selected_str(const lv_obj_t* obj, char* buf, uint32_t buf_size);

來獲取當前選中列表項索引或文本，如果要獲取文本的話需要自行準備一個文本緩衝區。

下拉列表可以通過

void lv_dropdown_set_text(lv_obj_t* obj, const char* txt)

給它設置一個固定的文本，這樣的下拉列表可以充當下拉菜單使用。

下拉列表還可以通過

void lv_dropdown_set_dir(lv_obj_t* obj, lv_dir_t dir);
void lv_dropdown_set_symbol(lv_obj_t* obj, const void* symbol);

修改列表項出現的位置和下拉列表右側的符號，由此可以組合出上拉列表、左拉列表等。

滾動列表

滾動列表(roller)和下拉列表類似，不過它是通過滾動來切換選擇的列表項的。

滾動列表的創建、事件響應和獲取選中值的方式都和下拉列表類似。以下是滾動列表的創建方式：

lv_obj_t* roller01 = lv_roller_create(lv_scr_act());
lv_roller_set_options(roller01,
                      "Monday\nTuesday\nWednesday\n"
                      "Thursday\nFriday\nSaturday\nSunday",
                      LV_ROLLER_MODE_INFINITE);

在設置列表項時滾動列表多了一個參數，代表滾動到底後需要停止還是迴圈往複。滾動列表非常適合用於列表項稍微有些多，沒有足夠的空間展示所有列表項的情況。因此，滾動列表還可以使用函數

void lv_roller_set_visible_row_count(lv_obj_t *obj, uint8_t row_cnt);

設置可見的列表項個數。如果設置為偶數，那麼會有兩個列表項只顯示一半，就像動圖中展示的一樣。

首發於：http://frozencandles.fun/archives/316

參考資料/延伸閱讀

https://docs.lvgl.io/master/widgets/index.html

LVGL 官方文檔——控制項。在此可以查看更多文中沒有提到的控制項類型和使用細節，並查看官方編寫的示例代碼。


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