提升嵌入式开发幸福感的小技巧

通过优化编译流程、改进部署方式和精简开发环境，我们可以将宝贵的时间更多地投入到业务逻辑和功能创新上，而不是浪费在繁琐的重复性操作中

0. 调整lvgl工程，使工程能支持切换平台

在开发嵌入式GUI应用（如LVGL）时，最高效的方式是实现“PC端模拟调试，开发板端实机运行”。这需要我们将工程调整为跨平台架构，让同一套源代码无需修改，即可在x86和ARM等不同平台上编译运行

开源示例工程：本文所有配置的完整实现，可以参考此开源项目：

Github:Cross-LVGL-demo

Gitee:cross-LVGL-demo

核心原理

利用CMake构建系统的平台判断能力，结合C语言的预处理指令，为不同平台链接不同的底层驱动。

  • PC平台：使用 SDL2 (Simple DirectMedia Layer) 库来模拟显示窗口和鼠标键盘输入。
  • ARM平台：使用嵌入式Linux标准的 Framebuffer (缓冲区刷新显示) 和 evdev (输入) 驱动。

第一步：改造构建系统 CMake

1. 创建独立的ARM工具链文件 (arm.cmake)

将交叉编译配置独立出来，使主配置文件更整洁。

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# 设置目标系统名称
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)

# 指定交叉编译工具链的路径
set(TOOLCHAIN_DIR "/usr/local/arm/5.4.0/usr/")

# 指定编译器
set(CMAKE_C_COMPILER "${TOOLCHAIN_DIR}/bin/arm-linux-gcc")
set(CMAKE_CXX_COMPILER "${TOOLCHAIN_DIR}/bin/arm-linux-g++")
set(CMAKE_C_FLAGS"-Wl -rpath=.")

# 指定 find_library, find_path 等命令的搜索路径模式
# 从不搜索宿主系统路径，只在工具链路径中找程序
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
# 只在工具链路径中找库
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
# 只在工具链路径中找头文件
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)
# 只在工具链路径中找 CMake 包配置文件
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)

2. 修改主CMakeLists.txt，增加平台判断逻辑

使用CMake内置变量CMAKE_CROSSCOMPILING来自动识别当前编译环境。

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cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(main C)

set(CMAKE_C_STANDARD 99)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)

# --- 平台配置 ---
if(CMAKE_CROSSCOMPILING)
    set(TARGET_ARCH "arm")
    set(PLATFORM_LIBS pthread freetype m)
else() # PC
    set(TARGET_ARCH "pc")
    find_package(SDL2 REQUIRED)
    find_package(Threads REQUIRED)
    set(PLATFORM_LIBS SDL2::SDL2 Threads::Threads freetype m)
endif()

link_directories("libs/freetype/lib/${TARGET_ARCH}")

execute_process(COMMAND bash configure.sh ${TARGET_ARCH} WORKING_DIRECTORY ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

# --- 头文件 ---
include_directories(
    .
    libs/freetype/include
    UI
    lvgl
    lv_drivers
    # lv_demos 
    # lv_examples
)

# --- 源文件 ---
file(GLOB_RECURSE ALL_SOURCES
    "lvgl/src/*.c" 
    "lv_drivers/*.c"
    "lvgl/demos/*.c" 
    "lvgl/examples/*.c" 
    "UI/*.c"
)

# --- 构建主程序 ---
add_executable(${PROJECT_NAME} main.c mouse_cursor_icon.c ${ALL_SOURCES})

# --- 链接平台库 ---
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE ${PLATFORM_LIBS})

3. 添加configure.sh脚本，自动修改LVGL配置文件

自动化修改lv_conf.h和lv_drv_conf.h中的宏定义。

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#!/bin/bash

# 检查参数数量
if [ "$#" -ne 1 ]; then
    echo "用法: $0 <pc|arm>"
    exit 1
fi

TARGET_ARCH=$1
LV_DRV_CONF_PATH="lv_drv_conf.h"
LV_CONF_PATH="lv_conf.h"

# 检查文件是否存在
if [ ! -f "$LV_DRV_CONF_PATH" ]; then
    echo "错误：未找到 lv_drv_conf.h 文件: $LV_DRV_CONF_PATH"
    exit 1
fi
if [ ! -f "$LV_CONF_PATH" ]; then
    echo "错误：未找到 lv_conf.h 文件: $LV_CONF_PATH"
    exit 1
fi

echo "正在为 '$TARGET_ARCH' 架构配置驱动和内核..."

if [ "$TARGET_ARCH" = "pc" ]; then
    # --- 配置 lv_drv_conf.h (驱动层) ---
    echo "配置 lv_drv_conf.h: 启用 SDL, 禁用 Framebuffer/evdev"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*USE_SDL\s*\)[01]/#define USE_SDL 1/' "$LV_DRV_CONF_PATH"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*USE_FBDEV\s*\)[01]/#define USE_FBDEV 0/' "$LV_DRV_CONF_PATH"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*USE_EVDEV\s*\)[01]/#define USE_EVDEV 0/' "$LV_DRV_CONF_PATH"

    # --- 配置 lv_conf.h (内核层) ---
    echo "配置 lv_conf.h: 禁用自定义 Tick (LV_TICK_CUSTOM=0)，因为 SDL 会处理"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*LV_TICK_CUSTOM\s*\)[01]/#define LV_TICK_CUSTOM 0/' "$LV_CONF_PATH"

elif [ "$TARGET_ARCH" = "arm" ]; then
    # --- 配置 lv_drv_conf.h (驱动层) ---
    echo "配置 lv_drv_conf.h: 禁用 SDL, 启用 Framebuffer/evdev"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*USE_SDL\s*\)[01]/#define USE_SDL 0/' "$LV_DRV_CONF_PATH"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*USE_FBDEV\s*\)[01]/#define USE_FBDEV 1/' "$LV_DRV_CONF_PATH"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*USE_EVDEV\s*\)[01]/#define USE_EVDEV 1/' "$LV_DRV_CONF_PATH"

    # --- 配置 lv_conf.h (内核层) ---
    echo "配置 lv_conf.h: 启用自定义 Tick (LV_TICK_CUSTOM=1) 以使用 custom_tick_get()"
    sed -i 's/^\([[:space:]]*#\s*define\s*LV_TICK_CUSTOM\s*\)[01]/#define LV_TICK_CUSTOM 1/' "$LV_CONF_PATH"

else
    echo "无效参数: '$TARGET_ARCH'。请使用 'pc' 或 'arm'"
    exit 1
fi

echo "配置完成"

第二步：改造应用代码 main.c

使用预处理指令#if USE_SDL来包裹平台相关的代码。

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/**
 * @file main
 * @brief 整合了 PC 和 ARM 平台的启动代码
 */

/*********************
 *      INCLUDES
 *********************/
#define _DEFAULT_SOURCE /* needed for usleep() */
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// 驱动配置文件
#include "lv_drv_conf.h"

// LVGL 核心库
#include "lvgl/lvgl.h"

// UI 代码头文件
#include "obj/head.h"
#include "UI/ui.h"

// 添加对examples的引用
#include "lvgl/examples/lv_examples.h"

// 根据 lv_drv_conf.h 中的 USE_SDL 宏来包含不同的平台驱动头文件
#if USE_SDL
    /* ========================= */
    /*     PC/SDL 平台头文件      */
    /* ========================= */
    #define SDL_MAIN_HANDLED
    #include <SDL2/SDL.h>
    #include "lv_drivers/sdl/sdl.h"
#else
    /* ================================ */
    /*     ARM/Framebuffer 平台头文件     */
    /* ================================ */
    #include "lv_drivers/display/fbdev.h"
    #include "lv_drivers/indev/evdev.h"
    #include <sys/time.h>
    uint32_t custom_tick_get(void); // ARM 平台 tick 函数声明
#endif


/**********************
 *  STATIC PROTOTYPES
 **********************/
static void hal_init(void);


/**********************
 *   GLOBAL FUNCTIONS
 **********************/
int main(int argc, char **argv)
{
    (void)argc; /* Unused */
    (void)argv; /* Unused */

    /* 初始化 LVGL */
    lv_init();

    /* 初始化 HAL (显示, 输入设备, tick) */
    hal_init();

    /* === 调用 UI 代码 === */
    // obj_pos1();
    ui_init();

    
    // obj_sjpg_1();  // 用图片数组显示
    // obj_sjpg_2();  // 用指定路径显示 
    // obj_freetype_text();// 显示文字
    // lv_flex_test();   // 布局测试
    /* 主循环 */
    while(1) {
        lv_timer_handler();
        usleep(5 * 1000);
    }

    return 0;
}


/**********************
 *   STATIC FUNCTIONS
 **********************/

/**
 * @brief 初始化硬件抽象层 (HAL)
 *        根据 USE_SDL 的值选择初始化 PC/SDL 平台或 ARM/Framebuffer 平台
 */
static void hal_init(void)
{
#if USE_SDL
    /* ================================== */
    /*          PC/SDL 平台初始化           */
    /* ================================== */
    sdl_init();

    /* 创建一个显示缓冲区 */
    static lv_disp_draw_buf_t disp_buf1;
    static lv_color_t buf1_1[SDL_HOR_RES * 100];
    lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf1, buf1_1, NULL, SDL_HOR_RES * 100);

    /* 创建一个显示驱动 */
    static lv_disp_drv_t disp_drv;
    lv_disp_drv_init(&disp_drv);
    disp_drv.draw_buf = &disp_buf1;
    disp_drv.flush_cb = sdl_display_flush;
    disp_drv.hor_res = SDL_HOR_RES;
    disp_drv.ver_res = SDL_VER_RES;
    lv_disp_t * disp = lv_disp_drv_register(&disp_drv);

    /* 设置默认主题 */
    lv_theme_t * th = lv_theme_default_init(disp, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), LV_THEME_DEFAULT_DARK, LV_FONT_DEFAULT);
    lv_disp_set_theme(disp, th);

    lv_group_t * g = lv_group_create();
    lv_group_set_default(g);

    /* 添加鼠标输入设备 */
    static lv_indev_drv_t indev_drv_1;
    lv_indev_drv_init(&indev_drv_1);
    indev_drv_1.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;
    indev_drv_1.read_cb = sdl_mouse_read;
    lv_indev_drv_register(&indev_drv_1);

    /* 添加键盘输入设备 */
    static lv_indev_drv_t indev_drv_2;
    lv_indev_drv_init(&indev_drv_2);
    indev_drv_2.type = LV_INDEV_TYPE_KEYPAD;
    indev_drv_2.read_cb = sdl_keyboard_read;
    lv_indev_t *kb_indev = lv_indev_drv_register(&indev_drv_2);
    lv_indev_set_group(kb_indev, g);
    
    /* 添加鼠标滚轮输入设备 */
    static lv_indev_drv_t indev_drv_3;
    lv_indev_drv_init(&indev_drv_3);
    indev_drv_3.type = LV_INDEV_TYPE_ENCODER;
    indev_drv_3.read_cb = sdl_mousewheel_read;
    lv_indev_t * enc_indev = lv_indev_drv_register(&indev_drv_3);
    lv_indev_set_group(enc_indev, g);

#else
    /* ======================================= */
    /*              ARM 平台初始化              */
    /* ======================================= */
    #define DISP_BUF_SIZE (128 * 1024)

    fbdev_init();

    static lv_color_t buf[DISP_BUF_SIZE];
    static lv_disp_draw_buf_t disp_buf;
    lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, buf, NULL, DISP_BUF_SIZE);

    static lv_disp_drv_t disp_drv;
    lv_disp_drv_init(&disp_drv);
    disp_drv.draw_buf   = &disp_buf;
    disp_drv.flush_cb   = fbdev_flush;
    disp_drv.hor_res    = 800;
    disp_drv.ver_res    = 480;
    lv_disp_drv_register(&disp_drv);

    evdev_init();
    static lv_indev_drv_t indev_drv_1;
    lv_indev_drv_init(&indev_drv_1);
    indev_drv_1.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;
    indev_drv_1.read_cb = evdev_read;
    lv_indev_t *mouse_indev = lv_indev_drv_register(&indev_drv_1);

    LV_IMG_DECLARE(mouse_cursor_icon)
    lv_obj_t * cursor_obj = lv_img_create(lv_scr_act());
    lv_img_set_src(cursor_obj, &mouse_cursor_icon);
    lv_indev_set_cursor(mouse_indev, cursor_obj);

#endif
}

#if !USE_SDL
/**
 * @brief ARM/fbdev 平台 tick 获取函数实现
 */
uint32_t custom_tick_get(void)
{
    static uint64_t start_ms = 0;
    if(start_ms == 0) {
        struct timeval tv_start;
        gettimeofday(&tv_start, NULL);
        start_ms = (tv_start.tv_sec * 1000000 + tv_start.tv_usec) / 1000;
    }

    struct timeval tv_now;
    gettimeofday(&tv_now, NULL);
    uint64_t now_ms;
    now_ms = (tv_now.tv_sec * 1000000 + tv_now.tv_usec) / 1000;

    uint32_t time_ms = now_ms - start_ms;
    return time_ms;
}
#endif

1. 使用telnet，避免频繁切换窗口和反复串口调试

Telnet 连接开发板分为两部分：开发板配置 和 主机配置。

注意虚拟机必须配置静态ip，如果不知道怎么配置静态IP，看这个文章：

配置静态ip的步骤

开发板配置

  1. 确保开发板与电脑在同一网段，例如 192.168.11.x

  2. 将所需软件放到合适的位置。

  3. 在 /etc/profile 文件中加入 Telnet 服务的后台启动命令，例如：

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    if ! ps | grep -q "[t]elnetd"; then                         
        /IOT/telnetd &                                          
    fi

    这样每次开机都会自动启动 Telnet 服务

主机配置

  1. 在 Ubuntu 主机上安装 Telnet 客户端：

    1
    sudo apt install telnet

  2. 使用以下命令连接开发板：

    1
    telnet 192.168.11.??

    连接成功后即可在电脑终端直接操作开发板

2. 使用nfs，将ubuntu里的文件夹挂载到开发版

NFS（Network File System，网络文件系统）可以让开发板直接访问Ubuntu上的目录，省去拷贝文件的步骤。
确保开发板与电脑在同一网段，例如 192.168.11.x
注意虚拟机必须配置静态ip，如果不知道怎么配置静态IP，看这个文章：

配置静态ip的步骤

主机配置（Ubuntu）

  1. 安装 NFS 服务端：

    1
    sudo apt-get install nfs-kernel-server

  2. 编辑共享目录配置文件 /etc/exports

    1
    sudo vi /etc/exports

    在文件末尾添加一行：

    1
    /media/skyforever/Data/share 192.168.11.??(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)
    • /media/skyforever/Data/share 为需要共享的目录
    • 192.168.11.0/24 表示允许同一网段的设备访问
    • no_root_squash 允许开发板上的 root 用户保留权限

  3. 重启 NFS 服务使配置生效：

    1
    sudo systemctl restart nfs-kernel-server

  4. 查看NFS服务是否正常运行

    1
    sudo systemctl status nfs-kernel-server

开发板配置（GEC6818）

  1. GEC6818 开发板自带 NFS 客户端，无需额外安装服务。

  2. 在 /etc/profile 中添加挂载命令，保证开机自动挂载：

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    if ! mount | grep -q "/mnt/nfs"; then
        mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.11.??:/media/skyforever/Data/share /mnt/nfs
    fi
    • 192.168.11.85 是主机的 IP 地址。
    • /mnt/nfs 是开发板上的挂载点。

  3. 保存并重启开发板后，就可以在 /mnt/nfs 目录下直接访问主机上的共享文件夹

3. 使用vscode的配置文件选项，避免调用大量插件造成卡顿

现代IDE功能强大，但也可能因为安装了适用于不同语言（Web、Python等）的众多插件而变得臃肿，在进行嵌入式C/C++开发时尤其影响性能。VSCode的“配置文件(Profiles)”功能可以完美解决此问题。

目的：为嵌入式开发创建一个专属、轻量、无干扰的IDE环境。

操作步骤

  1. 创建新配置文件

    • 点击VSCode左下角的 齿轮图标。

    • 选择 配置文件 > 添加配置文件。

      image-20250826103857012

    • 为新配置文件命名，例如“C/C++”。

      image-20250826104136844

    • 在弹出的选项中，可以选择从默认配置文件复制，这样无需重新安装插件，或者用官方推荐的插件列表

      image-20250826104239106

  2. 定制嵌入式专属环境
    切换到新创建的“C/C++”配置文件后：

    • 打开 扩展 侧边栏 (Ctrl+Shift+X)。
    • 将所有与C/C++嵌入式开发无关的插件禁用。例如Python、Jupyter、Prettier、Live Server等。
    • 仅保留核心插件，如：
      • C/C++
      • CMake Tools

  3. 无缝切换
    之后，你可以通过左下角的齿轮图标，在不同的配置文件之间快速切换。

    当你需要进行嵌入式开发时，切换到“C/C++”配置文件，VSCode会立刻关掉无关插件的负载，变得极其流畅和专注。

许可协议

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