【瑞萨RA8D1 LVGL/LWIP评测】LVGL添加输入设备：EC1

2026-02-07 01:10 | 来源：电子世界报

在上一篇文章《【瑞萨RA8D1 LVGL/LWIP评测】RA8D1 部署FreeRTOS+LVGL》中，我们基于瑞萨 CPKCOR-RA8D1 开发板部署了 FreeRTOS + LVGL 的代码。但是该LVGL工程缺少输入设备，本文我们既不搞按键、也不添加触屏，添加一种比较特殊的输入设备：Encoder 编码器。本文似乎是全网首个瑞萨单片机使用GPT 硬件计数模式读取EC11旋转编码器的文章，我们这就开搞!

一、基础环境准备

硬件部分

CPKCOR-RA8D1 核心板
CPKEXP-EKRA8x1 扩展板
EC11 旋转编码器

软件部分

e²Studio 2025-12 (25.12.0)
Renesas FSP 6.3.0
J-Link RTT Viewer V8.92

请基于上篇文章部署好的 FreeRTOS+LVGL 的基础环境进行开发。

二、工作原理

EC11 是一种常见的增量式机械旋转编码器，其工作原理可以概括为以下三个核心点：

1. 结构与信号产生
    EC11 内部有两组金属触点（通常标记为 Phase A 和 Phase B）。
    旋转时：内部的金属拨片会随着转动周期性地接触和断开公共端（COM，通常接地）。
    输出信号：A 相和 B 相会分别产生两个正交（相位差为 90°）的方波脉冲信号。

2. 相位差判断方向
    通过 A、B 两路信号跳变的先后顺序来识别旋转方向：
    顺时针 (CW)：当 A 相产生下降沿时，B 相还处于高电平。
    逆时针 (CCW)：当 A 相产生下降沿时，B 相已经处于低电平。

现代微控制器的定时器一般支持编码器计数的场景，在“计数模式”下，底层硬件会自动监测这种超前/滞后关系，从而自动增加或减少计数器的值。

3. 机械特性
定位感（Detents）：EC11 通常带有“咔哒”声的定位点。每转动一个定位点，A/B 相会完成一个或多个完整的脉冲周期。
机械抖动（Bouncing）：由于触点是机械接触，信号在跳变瞬间会产生几毫秒的杂波。因此我们在处理波形时要加以过滤，比如开启 Noise Filter。

在瑞萨 RA8 系列中，EC11 编码器的检测主要有两种实现路径：GPT 硬件计数模式（最推荐，全硬件自动处理）和 ICU 外部中断模式（纯软件逻辑）。本文我们玩得“高端”一点，就用GPT！

三、FSP图形化配置

Pin引脚

开始前，我们首先翻一翻 RA8D1 芯片手册和扩展板原理图，找找合适的输入捕获引脚，用来连接编码器的A、B相。

P400 和 P401 作为 GPT6 的A、B相，在扩展板中引出，正好满足我们的需求。

我们在 Pin 配置的 GPT6 中启用相应引脚。

Stack配置

我们通过 Timers -> Timer，General PWM(r_gpt) 选项引入GPT。Stack框图：

随后修改GPT配置项：

1. Channel 选择 6，代表GPT6

2. Input 的 Count Up Source 选择 GTIOCA Rising Edge While GTIOCB Low

3. Input 的 Count Down Source 选择 GTIOCA Falling Edge While GTIOCB Low

4. Noice Filter 选择 PCLKD/64，启动滤波

四、代码绑定

1. 在board_init.c 中，加入初始化代码：

R_GPT_Open(g_encoder_timer.p_ctrl, g_encoder_timer.p_cfg);
R_GPT_Start(g_encoder_timer.p_ctrl);

2. 在LVGL的移植文件 rm_lvgl_port.c 中，加入编码器回调方法

static void encoder_read_cb(lv_indev_t * indev, lv_indev_data_t * data) {
    FSP_PARAMETER_NOT_USED(indev);

    static uint32_t last_raw_count = 0;
    timer_status_t status;

    // 瑞萨 FSP 接口获取硬件计数值
    R_GPT_StatusGet(g_encoder_timer.p_ctrl, &status);
    uint32_t current_raw_count = status.counter;

    // 计算增量
    int32_t diff = (int32_t)(current_raw_count - last_raw_count);
    diff = diff > 1000 ? 0 : diff;

    data->enc_diff = (int16_t)diff;

    /* 更新旧值 */
    last_raw_count = current_raw_count;
}

3. 在LVGL的移植文件 rm_lvgl_port.c 的 RM_LVGL_PORT_Open 中，加入编码器注册代码：

g_indev_encoder = lv_indev_create();
lv_indev_set_type(g_indev_encoder, LV_INDEV_TYPE_ENCODER);
lv_indev_set_read_cb(g_indev_encoder, encoder_read_cb);

五、UI设计

本文我们使用GUI Guider进行UI设计，引入slider控件来测试编码器是否正常工作。我们创建一个222x480分辨率的竖屏，添加一个图片和slider，slider可以控制图片的透明度。

导出代码，复制到src下新建的ui文件夹中。

最后在LVGL线程中初始化使用的UI，将焦点设置在slider上。

代码如下：

extern lv_indev_t * g_indev_encoder;

void bind_slider(void) {
    /* 1. 创建一个组 (Group) */
    lv_group_t * g = lv_group_create();
    lv_group_set_default(g); // 设为默认组，后续创建的控件会自动加入

    /* 2. 将编码器绑定到组 */
    lv_indev_set_group(g_indev_encoder, g);

    /* 3. 关键：进入编辑模式 */
    // 在编辑模式下，编码器旋转才会改变 Slider 的 Value
    // 如果不在编辑模式，旋转通常用于在不同控件间切换焦点
    lv_group_set_editing(g, true);
}

/* LVGL Thread entry function */
/* pvParameters contains TaskHandle_t */
void lvgl_thread_entry(void *pvParameters)
{
    int i = 0, cnt = 0;
    char label[10];
    FSP_PARAMETER_NOT_USED (pvParameters);

    lv_init();
    board_init();
    bind_slider();
    setup_ui(&guider_ui);
    events_init(&guider_ui);
    lv_timer_handler();

    while (1)
    {
        lv_timer_handler();
        vTaskDelay (5);
    }
}

六、烧录运行

烧录代码，转动EC11编码器，可以看到 slider 可以随之左右滑动，图像透明度也会随之变化。

至此，我们就在 RA8D1 的 LVGL 中成功添加了EC11旋转编码器设备。

本文工程源码：

lvgl_encoder_rtos.zip

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【瑞萨RA8D1 LVGL/LWIP评测】LVGL添加输入设备：EC1

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