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1． 引言 人機界面是嵌入式系統的重要組成部分，當前比較流行的GUI主要有：Nano-X,microwindows, minigui,QT/Embedded,OpenGUI等，普遍采用客戶/服務器結構，多線程概念，主要用于嵌入式Linux系統中。uc/os-ii是一個簡單、高效的嵌入式實時操作系統內核，憑借其源代碼開放，系統內核可剪裁等特點，被廣泛應用到各種嵌入式系統中。但是，uc/os-ii只是一個實時多任務內核，不具有現代操作系統的線程，客戶/服務器機制，上述GUI不能方便的運行在uc/os-ii上。 uC/GUI是一個源代碼開放的GUI，可以實現Windows風格的圖形界面。微型是其最大的特點，占用很小的系統資源，易于移植，功能強大；可以運行在uc/os-ii操作系統中；采用了100%的ANSI C編寫，可以應用于任何LCD和CPU中；加上其源代碼開放的特點，使用起來非常靈活。 2． 系統組成 系統是基于三星的S3C44B0X， 1MB的Flash：SST39VF160，8MB的SDRAM：HY57V641620；使用了CASIO公司320×240象素STN偽彩色LCD，輸入使用4線電阻式觸摸屏，操作系統為uc/os-ii ，編譯器使用ARM公司ADS1.2；根據實際需要設計了兩路A/D轉換電路、一路D/A轉換電路。 3． uC/GUI的移植 在進行移植之前首先要了解uC/GUI的組織結構。uC/GUI是以ANSI C源碼包的形式提供的，由Config和GUI兩個目錄組成： Config包含了對uC/GUI進行配置的文件 GUI/ConvertMono 使用黑白顯示設備時，所要使用的灰度轉換函數 GUI/ConvertColor 使用彩色顯示設備時，所要使用的彩色轉換函數 GUI/Core uC/GUI核心代碼 GUI/Font uC/GUI與字體相關的代碼文件 GUI/MemDev 內存設備支持文件代碼 GUI/LCDDriver LCD驅動文件代碼 GUI/Touch 支持觸摸屏輸入的文件代碼 GUI/Widget 控件代碼，包括編輯框、列表框、按鈕、選擇框等 GUI/WM Config目錄下包含了LCDConf.h，GUITouchConf.h和GUIConf.h三個文件用來對具體使用的LCD驅動程序、觸摸屏驅動程序和uC/GUI進行配置。 uC/GUI的移植過程主要是對Config目錄下三個文件的修改，以及進行觸摸屏和LCD驅動程序的編寫。 3.1觸摸屏的移植 在使用觸摸屏之前必須將Config目錄下GUIConf.h中的GUI_SUPPORT_TOUCH設置為 1，由于項目中使用了操作系統所以同時將GUI_OS也設置為 1。觸摸屏觸點位置的獲得是通過調用GUI/core/目錄中GUI_TOUCH_DriverAnalog.c文件中的 GUI_TOUCH_Exec( )函數來實現的，對該函數進行修改后的偽代碼如下： void GUI_TOUCH_Exec(void) { 讀取觸點在觸摸屏上（x, y）點實際坐標值； 進行實際坐標值到邏輯坐標的轉換； 調用GUI_TOUCH_StoreState(x, y)保存邏輯坐標值； } 系統為了實時得到觸點坐標，就要不斷調用GUI_TOUCH_Exec( )函數。因此需要在uc/os-ii操作系統中建立一個單獨的任務對該函數進行調用，這樣可以保證觸摸屏任務的實時響應。實現方式如下： void Task_Touch(void*id){ //建立觸摸屏任務 while(1){ GUI_TOUCH_Exec(); //調用此函數 OSTimeDly(1); } //延時一個時鐘節拍 } 3.2 液晶屏的移植 LCD的移植與具體使用的LCD有關，并且相同的LCD可以有不同的顯示模式，這些都影響相關配置文件的修改。本系統使用的是CASIO公司320×240象素STN偽彩色LCD，S3C44B0X中的LCD控制器與LCD的連接方式為8位單掃描方式，顯示模式為彩色顯示。 配置的參數包含在LCDConf.h文件中，修改后的參數如下： #define LCD_XSIZE 320 //X,Y大小 #define LCD_YSIZE 240 #define LCDCOLOR //定義顯示模式 #define LCD_BITSPERPIXEL 8 //每個象素點的位數 #define LCD_SWAP_RB 1 //是否交換藍色分量和紅色分量 #define LCD_FIXEDPALETTE 332 //調色板模式，本例使用3紅，3綠，2藍 #define LCD_MAX_LOG_COLORS (256) //最大的邏輯顏色數 以上是對LCD各配置參數的修改，接下來將完成LCD驅動API函數。其偽代碼如下： U32 BUFFER[LCD_YSIZE][ LCD_XSIZE/4] //定義顯存, 對顯存操作直接反映到LCD上 int LCD_L0_Init(void){ // LCD初始化函數 關閉LCD； 設定S3C44B0X LCD控制寄存器； 打開LCD； return 0; } void LCD_SetPixel(BUFFER, x, y, color) //畫象素點函數 BUFFER[(y)][(x)/4]=((BUFFER[(y)][(x)/4]&("(0xff000000>>((x)%4)*8)))|( (c) 另外，在uc/os-ii操作系統中也需要建立一個單獨的任務對GUI_Exec()函數進行調用，以保證屏幕的及時刷新，給此屏幕刷新任務分配一個盡量低的優先級，確保核心任務的實時性。實現方式如下： void Task_LCDfresh (void *id) { //該任務完成屏幕刷新 while(1) { GUI_Exec(); //完成屏幕刷新 GUI_X_ExecIdle(); } //空閑任務 } 3.3 uc/os-ii接口文件的編寫 uc/os-ii下使用uC/GUI需要提供一些內核接口函數，來實現任務間同步。接口函數實現如下： static OS_EVENT *DispSem; //uC/GUI使用的信號量 int GUI_X_GetTime (void) //獲得當前時間 { return ((int)OSTimeGet()); } void GUI_X_Delay (int period) //uC/GUI中的時間延時 { INT32U ticks; ticks = (period * 1000) / OS_TICKS_PER_SEC; OSTimeDly(ticks); } void GUI_X_InitOS (void) //初始化信號量 { DispSem = OSSemCreate(1); } void GUI_X_Lock (void) //鎖定GUI任務 { INT8U err; OSSemPend(DispSem, 0, &err); } void GUI_X_Unlock (void){ //解除鎖定 OSSemPost(DispSem); } U32 GUI_X_GetTaskId (void) { //返回當前任務的ID號 return ((U32)(OSTCBCur->OSTCBPrio)); } 有了這些內核接口函數，就可以使uC/GUI運行于uc/os-ii系統上。通過任務調度來實現各個任務間的協調工作，在任務建立時注意不要超出GUI/Core/guitask.c中規定的任務最大數GUI_MAXTASK。 4． 中文小字庫的實現 uC/GUI 帶有多種常用的ASCII字體，也支持UNICODE字符顯示。移植GUI目的就是使人機界面友好﹑方便操作，所以對于國內用戶來說裝入漢字庫是必須的。由于嵌入式系統內存資源十分有限，而整個漢字庫又十分龐大，裝入漢字庫就意味著要犧牲很多的內存空間�；谏鲜隹紤]本文提出了建立自己的小型漢字庫，不但解決了漢字顯示問題還節約了寶貴的內存空間。接下來重點講述小型漢字庫的創建方法及其相關程序代碼。 uC/GUI的文字顯示是通過查找字模的方式實現。字庫中每一個字母都有其對應的字模，所有字母的字模都是由GUI_FONT和GUI_FONT_PROP這兩個結構體來統一管理。從漢字庫中選出所必須的漢字，組成自己的漢字庫，選出的漢字其機內碼可能是不連續的，這樣必須要為每一個漢字建立一個GUI_FONT_PROP結構，再將它們鏈接成鏈表。此種方法比較煩瑣，要為每個漢字都建立一個鏈表結構。本文提出了一種新的構造方式，即采取自定義的編碼。自定義的編碼也是兩個字節，但這些編碼必須是連續的，這樣就將不連續的漢字機內碼映射到此連續區域。此時只需要建立一個GUI_FONT_PROP結構就可以管理所有的漢字了。比如要實現“參數設置”這四個漢字，具體實現的偽代碼如下： /* 參 */ GUI_FLASH const unsigned char acFontHZ12_b2ce[24] = {……………} //漢字“參”的點陣 /* 數 */ GUI_FLASH const unsigned char acFontHZ12_cafd[24] = {……………} //漢字“數”的點陣 /* 設 */ GUI_FLASH const unsigned char acFontHZ12_c9e8[24] = {……………} //漢字“設”的點陣 /* 置 */ GUI_FLASH const unsigned char acFontHZ12_d6c3[24] = {……………} //漢字“置”的點陣 GUI_FLASH const GUI_CHARINFO GUI_FontHZ12_CharInfo[4] = { //建立自己的漢字庫 { 12, 12, 2, (void GUI_FLASH *)&acFontHZ12_b2ce }, //參0xa1a1 { 12, 12, 2, (void GUI_FLASH *)&acFontHZ12_cafd }, //數0xa1a2 { 12, 12, 2, (void GUI_FLASH *)&acFontHZ12_c9e8 }, //設0xa1a3 { 12, 12, 2, (void GUI_FLASH *)&acFontHZ12_d6c3 } //置0xa1a4 }； GUI_FLASH const GUI_FONT_PROP GUI_FontHZ12_Propa2= { 0xa1a1, //映射地址起始位置 0xa1fe, //映射地址結束位置 &GUI_FontHZ12_CharInfo[0], //字模代碼入口位置 0 }; GUI_FLASH const GUI_FONT GUI_FontHZ12 = { GUI_FONTTYPE_PROP_SJIS, //字體類型 12, //字體的高度 12, //字體Y軸的間距 1, //Y軸的放大倍數 1, //X軸的放大倍數 (void GUI_FLASH *)&GUI_FontHZ12_Propa2 }; 完成上述代碼后，再將GUIConfig.h中的GUI_DEFAULT_FONT設置為：&GUI_FontHZ12 ；在GUI/Core/GUI.H中定義：extern const GUI_FONT GUI_FontHZ12 ；至此移植的主要工作已完成，將修改后的代碼加入工程中一起編譯，漢字就能顯示在LCD屏幕上了。 5． uC/GUI應用實例 本文中數據采集主要是對離子信號采集，并將采集到的信號進行繪圖。對于采集時的各種參數需要人工設置，包括：觸發方式﹑采集間隔﹑脈沖寬度﹑顯示時間﹑累加次數﹑平均次數。另一種需要采集的是溫度，包括：樣品溫度﹑腔體溫度﹑尾部溫度﹑擴散內溫﹑擴散外溫。 6． 結束語 具體應用證明，uC/GUI結構緊湊，功能完善，支持多種硬件平臺，在多任務環境下工作穩定可靠，非常適合做uC/OS-ii的圖形用戶界面。而且uC/GUI還提供了幾個非常有用的工具軟件，其中包括一個仿真器，它使得在進行移植工作的同時，就可以在仿真器上進行軟件界面部分的程序編寫，給整個軟件的編寫提供了有力的支持，加快了整個系統的開發速度。另外，uc/GUI強大的圖形功能，使人機界面更加豐富、友好，使其在嵌入式系統中得到了廣泛應用。 |
