如何将 C/C++ 应用程序与 LVGL 交叉编译用于树莓派主板

该项目演示了利用 Ubuntu 22.04 主机系统上轻量与多功能图形库（LVGL）的 C/C++ 应用成功交叉编译，部署到运行 Raspberry Pi OS（Legacy）Lite（目标）的 Raspberry Pi Zero W（目标）上，该系统是一个为资源有限设备优化的 32 位操作系统。该应用在 ELECROW 10.1 英寸 HDMI 电容触摸 IPS 显示屏上提供了响应式图形用户界面（GUI）。它配备了 1280×800 分辨率的 LCD 和触摸屏，支持无需任何驱动程序的即插即用功能。

什么是“交叉编译”？

交叉编译是指在PC（主机）上编译代码，通常是Linux PC，以生成适用于不同硬件（目标）的可执行程序，例如树莓派Zero。目标通常具有不同的硬件和软件特性，例如不同的处理器架构或操作系统。

当目标硬件缺乏资源、工具或环境直接编译代码时，如嵌入式系统、移动设备或物联网设备或游戏主机等专用平台，这种方法常常是必需的。通过交叉编译，开发者可以利用主机系统的强大资源，高效地为目标硬件构建应用。

环境设置（主机）

如果你用的是Windows PC（大多数用户都是这样），建议用VMware Workstation（免费）安装Ubuntu 20或Ubuntu 221或者WSL（我更喜欢用VMware）。图1展示了运行Ubuntu 64的VMware环境。

在 Linux 命令提示符中执行以下命令以安装关键包：

Sudo APT更新

Sudo apt install libc6-armel-cross libc6-dev-armel-cross binutils-arm-linux-gnueabi libncurses5-dev build-essential bison flex libssl-dev bc

然后，执行以下命令：

Sudo apt install GCC-arm-Linux-gnueabi G++-arm-Linux-gnueabi

现在，主持人准备整理我们的第一个节目。

树莓派零点

树莓派零W（图2）是一款由树莓派基金会开发的紧凑但性能强大的单板计算机，专为空间有限的项目设计，如物联网设备、机器人技术和复古游戏。尺寸仅为65mm x 30mm x 5mm，搭载1GHz单核ARM11处理器（Broadcom BCM2835）和512MB内存，性能适中但性能强大。

与原版Pi Zero不同，Zero W内置802.11b/g/n Wi-Fi和蓝牙4.1，非常适合无需外接接收器的无线应用。它提供microSD卡插槽用于存储，mini-HDMI接口用于1080p视频输出，micro-USB用于数据，一个独立的micro-USB供电，以及一个未填充的40针GPIO接口，用于连接传感器、LED或其他硬件。CSI 摄像头连接器支持树莓派摄像头，配备专用线缆。虽然其单核CPU和单个micro-USB数据端口限制了其在重度多任务或桌面应用中的应用，但其低功耗（120mA至370mA）及与树莓派操作系统的兼容性使其适合轻量级嵌入式项目。建议使用USB集线器、mini-HDMI适配器和5V、2.5A电源等配件，以释放其全部潜力。

RP Zero W（目标）布置

下载树莓派操作系统（Legacy）Lite1. 截至今天，最新发布的版本是在6日th2025年5月。我建议用“树莓派成像器”在microSD卡上安装操作系统2. 把MicroSD卡插入读卡器，连接到你的电脑。别忘了检查和/或输入主机名、用户名/密码和SSH的默认值。

图3显示了我偏好的配置。你可以自由设置你想要的主机名、用户名和密码。我建议使用高质量且高速的MicroSD卡，比如32GB的SanDisk Micro SDHC Class 10 Ultra，或类似品牌。

ELECROW 10.1英寸显示器设置

我用的是ELCROW的10.1英寸IPS HDMI LCD屏幕3。 分辨率是1280×800。液晶面板配备电容触摸屏，适用于各种嵌入式应用（见图4）。你可以用普通的HDMI显示器，但紧凑的触摸屏屏幕就更复杂了。

将MicroSD卡插入读卡器，插入Ubuntu机器（见图5）。进入“bootfs”硬盘，打开“config.txt”文件。将以下文字复制粘贴到“config.txt”文件中（图6）。你的显示器现在已经准备好支持1280*800分辨率了。

max_usb_current=1
hdmi_force_hotplug=1
config_hdmi_boost=7
hdmi_group=2
hdmi_mode=87
hdmi_drive=1
display_rotate=0
hdmi_cvt 1280 800 60 6 0 0 0 0

编制LVGL应用

要在Linux中编译代码，你应该准备一个Makefile并引入交叉编译器4（图7）编译器是“arm-linux-gnueabi-gcc”，但为什么？

“arm-linux-gnueabi-gcc”工具链是树莓派 Zero-W 的稳健选择，因为它支持 ARMv6 架构。与针对ARMv7且与Zero W的ARMv6不兼容的“arm-linux-gnueabihf-gcc”不同，该编译器确保了正确的指令集兼容性。

图8展示了“main.c”文件4.右键点击屏幕，选择“在终端中打开”。在命令提示符中输入“make”。编译器生成一些消息并生成输出文件（见图9）。终于，我们的应用程序准备好了（你可以重新命名）。

如果你的MicroSD卡还连接着Ubuntu，打开“rootfs”硬盘（见图10），把“myGUI”文件复制到根文件夹（见图11）。你完成了。

如何运行应用程序

树莓派 Zero-W 仅提供一个数据（非电源）micro-USB 端口，该端口由 LCD 触摸屏使用。不过，这块板子是连接到本地WiFi网络的（你还记得树莓派成像器吗？）。这个WiFi连接让我们可以使用SSH并访问命令提示符。

我这边的板子IP地址是：192.168.100.40。你的RP板的IP地址很可能不同。你可以用无线网络检测连接设备的信息，找到你RP板的IP地址，或者使用以下命令：

主机名 -I

因此，你可以使用SSH客户端（如Bitvise SSH客户端）连接到你的主板，并用用户名和密码登录。在命令提示符中，执行此命令将打开我们的图形界面应用程序：

sudo /root/myGUI

图12显示了运行该应用程序的LCD。如果遇到执行权限错误，你可以用命令提示符（用“chmod”命令）修改文件权限设置，或者把你的micro-SD卡插入Ubuntu，直观地修改myGUI权限。

参考文献

1 树莓派操作系统镜像
2 树莓派成像仪
3 ELECROW 10.1英寸显示屏
4 源代码