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　　摘要：uC/GUI結(jié)構(gòu)緊湊，功能完善，支持多種硬件平臺，在多任務(wù)環(huán)境下工作穩(wěn)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(gè)非常有用的工具軟件，其中包括一個(gè)仿真器，它使得在進(jìn)行移植工作的同時(shí)，就可以在仿真器上進(jìn)行軟件界面部分的程序編寫，給整個(gè)軟件的編寫提供了有力的支持，加快了整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)速度。另外，uc/GUI強(qiáng)大的圖形功能，使人機(jī)界面更加豐富、友好，使其在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

       1、引言
　　
　　人機(jī)界面是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)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(wù)器結(jié)構(gòu)，多線程概念，主要用于嵌入式Linux系統(tǒng)中。uc/os-ii是一個(gè)簡單、的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核，憑借其源代碼開放，系統(tǒng)內(nèi)核可剪裁等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到各種嵌入式系統(tǒng)中。但是，uc/os-ii只是一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，不具有現(xiàn)代操作系統(tǒng)的線程，客戶/服務(wù)器機(jī)制，上述GUI不能方便的運(yùn)行在uc/os-ii上。
　　
　　uC/GUI是一個(gè)源代碼開放的GUI，可以實(shí)現(xiàn)Windows風(fēng)格的圖形界面。微型是其zui大的特點(diǎn)，占用很小的系統(tǒng)資源，易于移植，功能強(qiáng)大；可以運(yùn)行在uc/os-ii操作系統(tǒng)中；采用了的ANSIC編寫，可以應(yīng)用于任何LCD和CPU中；加上其源代碼開放的特點(diǎn)，使用起來非常靈活。
　　
　　2、系統(tǒng)組成
　　
　　系統(tǒng)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(tǒng)為uc/os-ii，編譯器使用ARM公司ADS1.2；根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)了兩路A/D轉(zhuǎn)換電路、一路D/A轉(zhuǎn)換電路。系統(tǒng)的功能框圖如圖（1）所示：　　　　
　　3、uC/GUI的移植
　　
　　在進(jìn)行移植之前首先要了解uC/GUI的組織結(jié)構(gòu)。uC/GUI是以ANSIC源碼包的形式提供的，由Config和GUI兩個(gè)目錄組成，如表（1）所示：
　　　　　　
　　Config目錄下包含了LCDConf.h，GUITouchConf.h和GUIConf.h三個(gè)文件用來對具體使用的LCD驅(qū)動程序、觸摸屏驅(qū)動程序和uC/GUI進(jìn)行配置。
　　
　　uC/GUI的移植過程主要是對Config目錄下三個(gè)文件的修改，以及進(jìn)行觸摸屏和LCD驅(qū)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(shè)置為1，由于項(xiàng)目中使用了操作系統(tǒng)所以同時(shí)將GUI_OS也設(shè)置為1。觸摸屏觸點(diǎn)位置的獲得是通過調(diào)用GUI/core/目錄中GUI_TOUCH_DriverAnalog.c文件中的GUI_TOUCH_Exec（）函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，對該函數(shù)進(jìn)行修改后的偽代碼如下：
　　
　　voidGUI_TOUCH_Exec（void）
　　
　　{
　　
　　讀取觸點(diǎn)在觸摸屏上（x,y）點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)值；
　　
　　進(jìn)行實(shí)際坐標(biāo)值到邏輯坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；
　　
　　調(diào)用GUI_TOUCH_StoreState（x,y）保存邏輯坐標(biāo)值；
　　
　　}
　　
　　系統(tǒng)為了實(shí)時(shí)得到觸點(diǎn)坐標(biāo)，就要不斷調(diào)用GUI_TOUCH_Exec（）函數(shù)。因此需要在uc/os-ii操作系統(tǒng)中建立一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)對該函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，這樣可以保證觸摸屏任務(wù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)。實(shí)現(xiàn)方式如下：
　　
　　voidTask_Touch（void*id）{//建立觸摸屏任務(wù)
　　
　　while（1）{GUI_TOUCH_Exec（）;//調(diào)用此函數(shù)
　　
　　OSTimeDly（1）;}//延時(shí)一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍
　　
　　}
　　
　　3.2液晶屏的移植
　　
　　LCD的移植與具體使用的LCD有關(guān)，并且相同的LCD可以有不同的顯示模式，這些都影響相關(guān)配置文件的修改。本系統(tǒng)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(shù)包含在LCDConf.h文件中，修改后的參數(shù)如下：
　　
　　#defineLCD_XSIZE320//X,Y大小
　　
　　#defineLCD_YSIZE240
　　
　　#defineLCDCOLOR//定義顯示模式
　　
　　#defineLCD_BITSPERPIXEL8//每個(gè)象素點(diǎn)的位數(shù)
　　
　　#defineLCD_SWAP_RB1//是否交換藍(lán)色分量和紅色分量
　　
　　#defineLCD_FIXEDPALETTE332//調(diào)色板模式，本例使用3紅，3綠，2藍(lán)
　　
　　#defineLCD_MAX_LOG_COLORS（256）//zui大的邏輯顏色數(shù)
　　
　　以上是對LCD各配置參數(shù)的修改，接下來將完成LCD驅(qū)動API函數(shù)。其偽代碼如下：
　　
　　U32BUFFER[LCD_YSIZE][LCD_XSIZE/4]//定義顯存,對顯存操作直接反映到LCD上
　　
　　intLCD_L0_Init（void）{//LCD初始化函數(shù)
　　
　　關(guān)閉LCD；
　　
　　設(shè)定S3C44B0XLCD控制寄存器；
　　
　　打開LCD；
　　
　　return0;
　　
　　}
　　
　　voidLCD_SetPixel（BUFFER,x,y,color）//畫象素點(diǎn)函數(shù)
　　
　　BUFFER[（y）][（x）/4]=（（BUFFER[（y）][（x）/4]&（~（0xff000000>>（（x）%4）*8）））|（（c）<<（（4-1-（（x）%4））*8）））;
　　
　　另外，在uc/os-ii操作系統(tǒng)中也需要建立一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)對GUI_Exec（）函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，以保證屏幕的及時(shí)刷新，給此屏幕刷新任務(wù)分配一個(gè)盡量低的優(yōu)先級，確保核心任務(wù)的實(shí)時(shí)性。實(shí)現(xiàn)方式如下：
　　
　　voidTask_LCDfresh（void*id）{//該任務(wù)完成屏幕刷新
　　
　　while（1）{GUI_Exec（）;//完成屏幕刷新
　　
　　GUI_X_ExecIdle（）;}//空閑任務(wù)
　　
　　}
　　
　　3.3uc/os-ii接口文件的編寫
　　
　　uc/os-ii下使用uC/GUI需要提供一些內(nèi)核接口函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)任務(wù)間同步。接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：
　　
　　staticOS_EVENT*DispSem;//uC/GUI使用的信號量
　　
　　intGUI_X_GetTime（void）//獲得當(dāng)前時(shí)間
　　
　　{return（（int）OSTimeGet（））;}
　　
　　voidGUI_X_Delay（intperiod）//uC/GUI中的時(shí)間延時(shí)
　　
　　{INT32Uticks;
　　
　　ticks=（period*1000）/OS_TICKS_PER_SEC;
　　
　　OSTimeDly（ticks）;}
　　
　　voidGUI_X_InitOS（void）//初始化信號量
　　
　　{DispSem=OSSemCreate（1）;}
　　
　　voidGUI_X_Lock（void）//鎖定GUI任務(wù)
　　
　　{INT8Uerr;
　　
　　OSSemPend（DispSem,0,&err）;}
　　
　　voidGUI_X_Unlock（void）{//解除鎖定
　　
　　OSSemPost（DispSem）;
　　
　　}
　　
　　U32GUI_X_GetTaskId（void）{//返回當(dāng)前任務(wù)的ID號
　　
　　return（（U32）（OSTCBCur->OSTCBPrio））;
　　
　　}
　　
　　有了這些內(nèi)核接口函數(shù)，就可以使uC/GUI運(yùn)行于uc/os-ii系統(tǒng)上。通過任務(wù)調(diào)度來實(shí)現(xiàn)各個(gè)任務(wù)間的協(xié)調(diào)工作，在任務(wù)建立時(shí)注意不要超出GUI/Core/guitask.c中規(guī)定的任務(wù)zui大數(shù)GUI_MAXTASK。
　　
　　4、中文小字庫的實(shí)現(xiàn)
　　
　　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(jī)界面友好﹑方便操作，所以對于國內(nèi)用戶來說裝入漢字庫是必須的。由于嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存資源十分有限，而整個(gè)漢字庫又十分龐大，裝入漢字庫就意味著要犧牲很多的內(nèi)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(jié)約了寶貴的內(nèi)存空間。接下來重點(diǎn)講述小型漢字庫的創(chuàng)建方法及其相關(guān)程序代碼。
　　
　　uC/GUI的文字顯示是通過查找字模的方式實(shí)現(xiàn)。字庫中每一個(gè)字母都有其對應(yīng)的字模，所有字母的字模都是由GUI_FONT和GUI_FONT_PROP這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體來統(tǒng)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(jī)內(nèi)碼可能是不連續(xù)的，這樣必須要為每一個(gè)漢字建立一個(gè)GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu)，再將它們鏈接成鏈表。此種方法比較煩瑣，要為每個(gè)漢字都建立一個(gè)鏈表結(jié)構(gòu)。本文提出了一種新的構(gòu)造方式，即采取自定義的編碼。自定義的編碼也是兩個(gè)字節(jié)，但這些編碼必須是連續(xù)的，這樣就將不連續(xù)的漢字機(jī)內(nèi)碼映射到此連續(xù)區(qū)域。此時(shí)只需要建立一個(gè)GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu)就可以管理所有的漢字了。比如要實(shí)現(xiàn)“參數(shù)設(shè)置”這四個(gè)漢字，具體實(shí)現(xiàn)的偽代碼如下：
　　
　　/*參*/
　　
　　GUI_FLASHconstunsignedcharacFontHZ12_b2ce[24]={……………}//漢字“參”的點(diǎn)陣
　　
　　/*數(shù)*/
　　
　　GUI_FLASHconstunsignedcharacFontHZ12_cafd[24]={……………}//漢字“數(shù)”的點(diǎn)陣
　　
　　/*設(shè)*/
　　
　　GUI_FLASHconstunsignedcharacFontHZ12_c9e8[24]={……………}//漢字“設(shè)”的點(diǎn)陣
　　
　　/*置*/
　　
　　GUI_FLASHconstunsignedcharacFontHZ12_d6c3[24]={……………}//漢字“置”的點(diǎn)陣
　　
　　GUI_FLASHconstGUI_CHARINFOGUI_FontHZ12_CharInfo[4]={//建立自己的漢字庫
　　
　　{12,12,2,（voidGUI_FLASH*）&acFontHZ12_b2ce},//參0xa1a1
　　
　　{12,12,2,（voidGUI_FLASH*）&acFontHZ12_cafd},//數(shù)0xa1a2
　　
　　{12,12,2,（voidGUI_FLASH*）&acFontHZ12_c9e8},//設(shè)0xa1a3
　　
　　{12,12,2,（voidGUI_FLASH*）&acFontHZ12_d6c3}//置0xa1a4
　　
　　}；
　　
　　GUI_FLASHconstGUI_FONT_PROPGUI_FontHZ12_Propa2={
　　
　　0xa1a1,//映射地址起始位置
　　
　　0xa1fe,//映射地址結(jié)束位置
　　
　　&GUI_FontHZ12_CharInfo[0],//字模代碼入口位置
　　
　　0
　　
　　};
　　
　　GUI_FLASHconstGUI_FONTGUI_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(shù)
　　
　　1,//X軸的放大倍數(shù)
　　
　　（voidGUI_FLASH*）&GUI_FontHZ12_Propa2
　　
　　};
　　
　　完成上述代碼后，再將GUIConfig.h中的GUI_DEFAULT_FONT設(shè)置為：&GUI_FontHZ12；在GUI/Core/GUI.H中定義：externconstGUI_FONTGUI_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(yīng)用實(shí)例
　　
　　本文中數(shù)據(jù)采集主要是對離子信號采集，并將采集到的信號進(jìn)行繪圖。對于采集時(shí)的各種參數(shù)需要人工設(shè)置，包括：觸發(fā)方式﹑采集間隔﹑脈沖寬度﹑顯示時(shí)間﹑累加次數(shù)﹑平均次數(shù)。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(kuò)散內(nèi)溫﹑擴(kuò)散外溫。
　　
　　控制系統(tǒng)界面如圖（2）、圖（3）所示，圖（2）為系統(tǒng)的主界面，通過各種按鈕能夠進(jìn)入相應(yīng)的子窗口。圖（3）是溫度監(jiān)測界面，將采集到的溫度值顯示在編輯框內(nèi)。　　　　　　
　　6、結(jié)束語
　　
　　具體應(yīng)用證明，uC/GUI結(jié)構(gòu)緊湊，功能完善，支持多種硬件平臺，在多任務(wù)環(huán)境下工作穩(wěn)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(gè)非常有用的工具軟件，其中包括一個(gè)仿真器，它使得在進(jìn)行移植工作的同時(shí)，就可以在仿真器上進(jìn)行軟件界面部分的程序編寫，給整個(gè)軟件的編寫提供了有力的支持，加快了整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)速度。另外，uc/GUI強(qiáng)大的圖形功能，使人機(jī)界面更加豐富、友好，使其在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。