嵌入式用戶圖形接口uC/GUI的簡(jiǎn)單分析

uC/GUI是Micrium公司開(kāi)發(fā)的通用的嵌入式用戶圖形界面軟件。

uC/GUI簡(jiǎn)介

uC/GUI是Micrium公司開(kāi)發(fā)的通用的嵌入式用戶圖形界面軟件。它給任何使用圖形LCD的應(yīng)用程序提供獨(dú)立于處理器和LCD控制器之外的有效的圖形用戶接口?？梢詰?yīng)用于單一任務(wù)環(huán)境，也可以應(yīng)用于多任務(wù)環(huán)境中。uC/GUI能夠應(yīng)用于任何LCD控制器和CPU的任何尺寸的物理顯示或者模擬顯示中。

uC/GUI的特點(diǎn)如下：

適用于任何8位/16位/32位CPU，可允許于支持ANSI C的任何編譯器，適用于任何控制器驅(qū)動(dòng)任何LCD(單色，灰度，或者彩色)，通過(guò)配置宏，可支持任何接口，可配置顯示尺寸，可在LCD的任何一點(diǎn)上顯示字符和畫(huà)位圖，對(duì)于顯示尺寸和速度提供優(yōu)化進(jìn)程，編譯時(shí)間依賴于采用的優(yōu)化進(jìn)程，支持虛擬顯示，虛擬顯示的尺寸比實(shí)際顯示大。

uC/GUI文件組織

uC/GUI目錄下的文件有配置文件目錄Config，GUI庫(kù)函數(shù)目錄，以及為GUI編寫的應(yīng)用程序目錄。下面分別簡(jiǎn)要介紹相應(yīng)目錄下的函數(shù)，更為詳細(xì)的文件介紹請(qǐng)參考我的uC/GUI移植的源代碼。

uC/GUI\Config\目錄：

GUICONF.h： 配置GUI移植到不同操作系統(tǒng)的選項(xiàng)。在本論文中配置移植到uC/OSII中，允許多任務(wù)調(diào)用uC/GUI函數(shù)。

GUITouchConf.h：配置觸摸屏的選項(xiàng)以及編寫觸摸屏的驅(qū)動(dòng)。本文移植uC/GUI所使用的LCD屏不支持觸摸屏，所以此文件為空。

LCD_Init.C: LCD控制器的初始化文件。

LCD_Conf.h： LCD顯示屏的選項(xiàng)文件，包括bpp，調(diào)試板模式，水平、豎直方向的分辨率等等。

uC/GUI\GUI\AntiAlias\目錄：

這個(gè)目錄中包含9個(gè)文件，處理顯示的邊緣模糊效果，也就是抗鋸齒和優(yōu)化LCD鋸齒。液晶屏上畫(huà)斜線往往都有鋸齒，所以通過(guò)優(yōu)化算法進(jìn)行美化。

uC/GUI\GUI\ConvertColor\目錄：

這個(gè)目錄中包含14個(gè).C文件，涉及調(diào)色板模式。uC\GUI的調(diào)色板模式支持111模式，222模式，223，323，332，444，555， 565，8666等相關(guān)模式。我在論文中使用的LCD屏，為單色16級(jí)灰度屏，因而不涉及到這些模式。但為了保持UC\GUI文件的完整性，該目錄以及目錄下14個(gè)文件，仍然保存在移植文件中。

uC/GUI\GUI\ConvertMono\目錄：

此目錄下的文件描述單色顯示的不同模式，包含4個(gè)文件。

uC/GUI\GUI\Core

此目錄下包含129個(gè)文件，是uC/GUI的核心部分。包括GUI頭文件，GUI顯示各種文本，二進(jìn)制，十進(jìn)制，十六進(jìn)制，字符型文本，字符串，在不同的位置顯示二進(jìn)制，十進(jìn)制，十六進(jìn)制，字符型文本，字符串等;GUI設(shè)置各種字體;GUI的2-D圖形庫(kù)，GUI繪圖函數(shù)，在各種位置繪各種點(diǎn)，線，位圖，多邊形，長(zhǎng)方形，圓等等;GUI獲取函數(shù)，獲取當(dāng)前點(diǎn)，線，位圖，多邊形，長(zhǎng)方形，圓，當(dāng)前字體，當(dāng)前二進(jìn)制，十進(jìn)制，十六進(jìn)制，字符型文本，字符串等函數(shù);設(shè)置GUI畫(huà)筆函數(shù);GUI支持的鼠標(biāo)函數(shù);GUI支持的鍵盤函數(shù)，GUI支持的觸摸屏函數(shù);GUI設(shè)置LCD函數(shù)等等。這些函數(shù)，在uC/GUI系統(tǒng)中都是必須的函數(shù)。正是這些函數(shù)的組合，使得uC/GUI具有復(fù)雜而且完備的圖形用戶接口。而且，這些函數(shù)的組合，使得uC/GUI可以單獨(dú)的使用，也可以通過(guò)配置文件，移植到各種操作系統(tǒng)中使用。

uC/GUI\GUI\Font

此目錄下包含的是uC/GUI支持的字體。

uC/GUI\GUI\LCDDriver

LCD API目錄。該目錄下包含很多已經(jīng)完備的LCD控制器的驅(qū)動(dòng)程序以及API函數(shù)。

uC/GUI\GUI\MemDev

MemDev目錄。

MemDev主要用于防止在畫(huà)交迭圖時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)。 uC/GUI函數(shù)繪圖不使用MemDev時(shí)，畫(huà)圖操作直接寫到終端上顯示，交迭繪圖執(zhí)行時(shí)刷新屏幕，多次刷新時(shí)就會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。例如，要在背景色中畫(huà)圖，且在前景中寫一些透明的文字，實(shí)現(xiàn)的步驟就是先畫(huà)圖，然后寫文字，那么結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)文字的抖動(dòng)。如果在程序中使用MemDev，則所有的執(zhí)行操作都在 MemDev中執(zhí)行，當(dāng)所有的操作都執(zhí)行完畢之后，最后的結(jié)果才會(huì)送到屏幕上顯示，因而可以避免多次刷新，從而避免抖動(dòng)。

此目錄下包含這MemDev的所有函數(shù)，包括創(chuàng)建MemDev函數(shù)，激活MemDev，執(zhí)行畫(huà)圖操作，顯示到終端，刪除MemDev函數(shù)等等。

uC/GUI\GUI\Touch

觸摸屏驅(qū)動(dòng)函數(shù)所在目錄。uC/GUI只支持模擬的觸摸屏。因而此目錄下只包含模擬觸摸屏。

uC/GUI\GUI\Widget

此目錄包含窗口控件函數(shù)，總共46個(gè)函數(shù)。UC/GUI中窗口控件機(jī)制時(shí)uC/GUI的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)，也是應(yīng)用難點(diǎn)。運(yùn)用窗口管理和回調(diào)機(jī)制，運(yùn)用窗口控件函數(shù)，可以任意在LCD屏幕上實(shí)現(xiàn)類似于windows的界面，這樣完備的功能在工業(yè)自動(dòng)化控制和觸摸屏應(yīng)用上有著深遠(yuǎn)而積極的意義。

此目錄下的函數(shù)主要包括uC/GUI的窗口控件，如按鈕BUTTON，校驗(yàn)窗CHECKBOX，編輯區(qū)EDIT，窗口框FRAMEWIN，列表 LISTBOX，進(jìn)度條PROGBAR，音頻按鈕RADIOBUTTON,滾動(dòng)條SCROLLERBAR，改變值的灰度條SLIDER，以及文本框 TEXT相關(guān)的各種函數(shù)。

uC/GUI\GUI\WM

此目錄包括窗口管理函數(shù)，總共52個(gè)函數(shù)。UC/GUI中，窗口管理中的消息傳遞機(jī)制和回調(diào)機(jī)制，也是uC/GUI的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)和應(yīng)用難點(diǎn)。4.3節(jié)中將詳細(xì)介紹這兩點(diǎn)。

此目錄下的函數(shù)主要包括設(shè)置、返回、建立背景窗口、父窗口、各種子窗口以及相應(yīng)的尺寸、窗口句柄，起點(diǎn)x，y坐標(biāo)，窗口寬度，高度，位置等等，還包括改變窗口的大小，以及最關(guān)鍵的窗口的回調(diào)函數(shù)，窗口重繪函數(shù)等等。

uC/GUI的窗口管理

簡(jiǎn)介

uC/GUI的窗口管理是一個(gè)單獨(dú)的軟件，不是uC/GUI的基本組成部分。詳細(xì)代碼見(jiàn)\uCGUI\GUI\WM。

當(dāng)使用uC/GUI窗口管理時(shí)，任何能顯示在顯示終端上的內(nèi)容都包含在一個(gè)窗口里面，這個(gè)窗口是LCD屏幕上的一個(gè)給用戶畫(huà)圖或者顯示目標(biāo)的區(qū)域。窗口可以是任何尺寸的，可以一次在屏幕上顯示多個(gè)窗口，也可以在其它窗口當(dāng)中或之前顯示窗口。

窗口管理的幾個(gè)名詞：

活動(dòng)窗口：

當(dāng)前正在用來(lái)畫(huà)圖或是顯示操作的窗口。

回調(diào)函數(shù)

回調(diào)函數(shù)是由用戶定義的，當(dāng)特定事件發(fā)生時(shí)，指示圖形系統(tǒng)調(diào)用特定函數(shù)的函數(shù)。通常當(dāng)窗口的內(nèi)容發(fā)生改變時(shí)，它們用來(lái)自動(dòng)重繪窗口。例如，窗口內(nèi)顯示一幅位圖，當(dāng)窗口移動(dòng)時(shí)，位圖并不會(huì)自動(dòng)移動(dòng)，此時(shí)，就需要調(diào)用回調(diào)函數(shù)對(duì)窗口進(jìn)行重繪，即，從觀眾的角度來(lái)看，移動(dòng)窗口和窗口內(nèi)容。[!--empirenews.page--]

子/父窗口

子窗口是相對(duì)于父窗口定義的窗口。無(wú)論何時(shí)，只要父窗口移動(dòng)，則子窗口們都要相應(yīng)移動(dòng)。子窗口被父窗口完全包含。擁有同一個(gè)父窗口的子窗口們互相間稱為兄弟。

客戶區(qū)

窗口的客戶區(qū)就是窗口的可用區(qū)。如果窗口包含方框或標(biāo)題欄，則客戶區(qū)就是方框或標(biāo)題欄的內(nèi)部區(qū)域。

句柄

當(dāng)一個(gè)新的窗口被創(chuàng)建時(shí)，WM分配一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符，稱為句柄。句柄用在后續(xù)對(duì)該窗口操作的所有函數(shù)中，而且可以利用該句柄唯一標(biāo)識(shí)該窗口。

有效窗口/無(wú)效窗口

有效窗口是一個(gè)已經(jīng)完全更新，不需要重繪的窗口。不管是完全重繪還是局部重繪。當(dāng)窗口內(nèi)容發(fā)生改變時(shí)，WM則標(biāo)識(shí)窗口無(wú)效。下一次重繪之后(調(diào)用回調(diào)函數(shù))，窗口又變?yōu)橛行А?/p>

回調(diào)機(jī)制

uC/GUI提供給窗口和窗口控件的回調(diào)機(jī)制的背后，是一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)標(biāo)志。在大多數(shù)的窗口系統(tǒng)中，流控不僅僅時(shí)從用戶程序到圖形系統(tǒng)，而且還要能夠從用戶程序到圖形系統(tǒng)，并且能夠通過(guò)用戶程序提供的回調(diào)函數(shù)，返回到用戶程序。這個(gè)機(jī)制，就稱為回調(diào)機(jī)制。在uC/GUI中，回到機(jī)制用來(lái)在窗口管理中出控制窗口的重繪操作，這使得窗口管理的有效性成為可能。

回調(diào)函數(shù)的使用

使用回調(diào)函數(shù)建立一個(gè)窗口時(shí)，必須有一個(gè)回調(diào)函數(shù)。所用的回調(diào)函數(shù)必須有如下原型：

void callback (WM_MESSAGE *pMsg)。 其中pMsg為指向消息的指針。

回調(diào)函數(shù)執(zhí)行的功能依賴于所接收到的消息。以上原型后一般跟著switch表達(dá)式，表達(dá)式定義不同的case表達(dá)式下不同的信息對(duì)應(yīng)的不同行為，至少要有一個(gè)重繪函數(shù)：WM_PAINT()。如程序清單4.1,建立一個(gè)自動(dòng)更新窗口的回調(diào)函數(shù)

void WinHandler (WM_MESSAGE * pMsg)

{

switch (pMsg->MsgId)

{

case: WM_PAINT GUI_SetBkColor(0xff00);

GUI_Clear();

GUI_DispStringAt(“hello world”,0,0);

Break;

}

}

程序清單 4.1 建立一個(gè)自動(dòng)更新窗口的回調(diào)函數(shù)：

#include "GUI.H"

/* 背景窗的回調(diào)函數(shù) */

static void cbBackgroundWin(WM_MESSAGE* pMsg)

{

switch (pMsg->MsgId)

{

case WM_PAINT: GUI_Clear();

default: WM_DefaultProc(pMsg);

}

}

/* 前景窗的回調(diào)函數(shù) */

static void cbForegroundWin(WM_MESSAGE* pMsg)

{

switch (pMsg->MsgId)

{

case WM_PAINT: GUI_SetBkColor(GUI_GREEN);

GUI_Clear();

GUI_DispString("Foreground window");

default: WM_DefaultProc(pMsg);

}

}

/* 回調(diào)機(jī)制 */

static void DemoRedraw(void)

{

GUI_HWIN hWnd;

while(1)

{

/*創(chuàng)建一個(gè)前景窗 */

hWnd = WM_CreateWindow(10, 10, 100, 100, WM_CF_SHOW, cbForegroundWin, 0);

/*顯示前景窗*/

GUI_Delay(1000);

/* 刪除前景窗 */

WM_DeleteWindow(hWnd);

GUI_DispStringAt("Background of window has not been redrawn", 10, 10);

/* 等待，顯示并不重繪 */

GUI_Delay(1000);

GUI_Clear();

/* 設(shè)置背景窗的回調(diào)功能 */

WM_SetCallback(WM_HBKWIN, cbBackgroundWin);

/*創(chuàng)建一個(gè)前景窗 */

hWnd = WM_CreateWindow(10, 10, 100, 100,WM_CF_SHOW, cbForegroundWin, 0);

/* 顯示前景窗*/

GUI_Delay(1000);

/*刪除前景窗 */

WM_DeleteWindow(hWnd);

/* 等待，顯示將重繪*/

GUI_Delay(1000);

/* 刪除回調(diào)函數(shù) */

WM_SetCallback(WM_HBKWIN, 0);

}

}

void main(void)

{

GUI_Init();

DemoRedraw();

}

消息傳遞機(jī)制

程序清單4.2中，回調(diào)函數(shù)執(zhí)行的功能依賴于所接收到的消息。Switch語(yǔ)句中根據(jù)消息的類型，分別執(zhí)行不同的功能。

WM_MESSAGE的成員如下：

MsgId：消息類型

HWin: 目的窗口

HWinSrc: 源窗口

Data.p : 數(shù)據(jù)指針

Data.v: 數(shù)據(jù)值

其中MsgId的類型如下：

WM_PAINT: 窗口重繪

WM_CREATE: 窗口一建立就發(fā)送

WM_DELETE: 窗口一刪除就發(fā)送

WM_SIZE : 窗口尺寸發(fā)生改變就發(fā)送

WM_MOVE : 窗口移動(dòng)就發(fā)送

WM_SHOW : 接收到show命令就發(fā)送

WM_HIDE : 接收到hide命令就發(fā)送

WM_TOUCH: 觸摸屏信息

應(yīng)用程序還可以為自己定義額外的消息。為保證它們不用到uC/GUI的消息ID，用戶定義的消息從WM_USER后面開(kāi)始，如：

#define MY_MESSAGE_AAA WM_USER +0

#define MY_MESSAGE_BBB WM_USER +1