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uC/GUI是Micrigm 公司推出的用于嵌入式系統的圖形用戶(hù)接口(graphics user interface，GUI)軟件包，由于uC/GUI完全以ANSI-C編寫(xiě)，因此它與處理器無(wú)關(guān)，可以很方便地移植到不同的操作系統和嵌入式微處理器上，并可支持不同尺寸的圖形液晶顯示器。它采用層次化的設計，功能強大，移植方便，被廣泛地應用于嵌入式領(lǐng)域，如PDA、機頂盒以及DVD NCD播放機等。本文詳細介紹了uC/GUI在ARM 內核S3C44B0X的移植。實(shí)踐證明uC/GUI具有良好的實(shí)時(shí)性和穩定性以及廣泛的應用前景。 1、硬件連接與液晶顯示原理 本設計使用的硬件采用ARM7開(kāi)發(fā)板，液晶模塊為L(cháng)78C64，它是7.8in 256色STN型LCD顯示屏，分辨率為640×480。 LCD控制器外部接口信號的定義及其與LCD模塊各信號之間的對應關(guān)系如下： (1)VFRAME：LCD控制器與LCD驅動(dòng)器之間的幀同步信號。該信號負責指出LCD屏新的一幀開(kāi)始的時(shí)間。LCD控制器在一個(gè)完整幀顯示完成后立即插入一個(gè)VFRAME信號，并開(kāi)始新一幀的顯示。該信號與LCD模塊的YD信號相對應; (2)VLINE：LCD控制器和LCD驅動(dòng)器之間的線(xiàn)同步脈沖信號。該信號用于將LCD驅動(dòng)器水平線(xiàn)(行)移位寄存器的內容傳送給LCD屏顯示。LCD控制器在整個(gè)水平線(xiàn)(整行)數據移入LCD控制器后，插入一個(gè)VLINE信號。該信號與LCD模塊的LP信號相對應; (3)VCLK：LCD控制器和LCD驅動(dòng)器之間的像素時(shí)鐘信號。由LCD控制器送出的數據在VCLK的上升沿處送出，在VCLK的下降沿被LCD驅動(dòng)器采樣。該信號與LCD模塊的XCK信號相對應; (4)VM：LCD驅動(dòng)器的AC信號。VM信號被LCD驅動(dòng)器用于改變行和列的電壓極性，從而控制像素點(diǎn)的顯示和熄滅。VM信號可以與每個(gè)幀同步，也可以與可變數量的VLINE信號同步; (5)VD3～0 LCD：像素點(diǎn)的數據輸入端口。與LCD模塊的D3～0相對應： (6)VD7～4 LCD：像素點(diǎn)的數據輸入端口。與LCD模塊的D7～4相對應。 液晶顯示原理：寫(xiě)滿(mǎn)整個(gè)屏的數據稱(chēng)為1個(gè)“幀”數據，YD是幀同步信號，該信號啟動(dòng)LCD屏的新一幀數據。兩個(gè)YD脈沖之間的時(shí)間長(cháng)度稱(chēng)為幀周期。根據LCD模塊的特性，刷新時(shí)間為12～14ms，頻率為70～80Hz。每一幀包括480個(gè)LP脈沖。LP為行(共480行)數據輸入鎖存信號，也就是行同步脈沖信號。該信號啟動(dòng)LCD屏的新一行數據。XCK為行數據輸入信號，也就是每1行中像素點(diǎn)數據傳輸的時(shí)鐘信號。每組8位的數據在XCK的下降沿被輸入鎖存，因此，每1行包括640×3/8個(gè)XCK脈沖信號。D0～D7是8位的顯示數據輸入信號。 2、驅動(dòng)程序設計 下面分三步完成液晶的初始化。 (1)I/O口的初始化 由于采用S3C44B0X的PC接口和PD接口作為L(cháng)CD驅動(dòng)接口，因此，需要設置PC接口工作在第3功能狀態(tài)和PD接口工作在第2功能狀態(tài)。 (2)相應控制寄存器的設置方法 S3C44B0X包括一個(gè)LCD控制器時(shí)序發(fā)生器TIMEGEN， 由它來(lái)產(chǎn)生VFRAM，VLINE，VCLK和VM 控制時(shí)序。這些控制信號由寄存器LCOCON1和LCDCON2進(jìn)行配置。通過(guò)對寄存器種配置項目的設置，TIMEGEN就可以產(chǎn)生適應于各種LCD屏的控制信號了。 VFRAM和VLINE脈沖的產(chǎn)生是通過(guò)對LCDCON2寄存器的HOZVAL和LINEVAL進(jìn)行配置來(lái)完成的。每個(gè)域都與LCD的尺寸和顯示模式有關(guān)。 其中，HOZVAL=(顯示寬度/VD數據線(xiàn)位數)-1。 在彩色模式下，顯示寬度=3×每行的像素點(diǎn)數。 對所選的液晶模塊，HOZVAL=(640×3/8)-1;LINEVAL=(顯示寬度)-1。 對所選的液晶模塊，LlNEVAL=480-1。 VCLK信號的頻率可以通過(guò)LCDCON1寄存器的CLKVAL域來(lái)確定，即 VCLK=MCLK/(CLKVAL×2) LCD控制器的最大VCLK頻率為16.5MHz，幾乎支持所有已有的LCD驅動(dòng)器。由于上述關(guān)系，CLKVAL的值決定了VCLK的頻率。為了確定CLKVAL的值，應該計算一下LCD控制器向VD端口傳輸數據的速率，以便使VCLK的值大于數據傳輸的速率。 數據傳輸速率的公式為： 數據傳輸速率=HS×VS×FR×MV 其中，HS—LCD的行像素值;VS—LCD的列像素值：FR—幀速率;MV—模式值，這里取8位單掃描，彩色。 對于所選用的液晶模塊：HS=640;VS=480;FR=70Hz：MV=3/8。因此，數據傳輸速率=640×480×70×3/8=8,064,000Hz。 VCLK值應該大于8MHz而小于16MHz，因此，CLKVAL可以取9～15。 (3)完整的液晶初始化程序 C程序 void LCD_Init_Controler() { rLCDCON1=(0)|(2>22)>1); //256-color，LCDBANK，LCDBASEU rLCDSADDR2=M5D((((U32)frameBuffer256+(SCR_XSIZE*LCD_YSIZE))>>1))|(MVAL經(jīng)過(guò)以上幾步，就完成了液晶的硬件驅動(dòng)，下面就是移植軟件包，調用底層驅動(dòng)，完成復雜的顯示任務(wù)。 3、uC/GUI軟件包的移植 3.1 uC/GUI特點(diǎn) (1)支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相應的ANSI-C編譯器即可; (2)所有硬件接口定義都使用可配置的宏; (3)字符、位圖可顯示與LCD的任意點(diǎn)，并不限制與字節長(cháng)度的整數倍數地址; (4)所有程序在長(cháng)度和速度方面都進(jìn)行了優(yōu)化，結構清晰; (5)對于慢速的LCD控制器，可以使用緩沖存儲器減少訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間，提高顯示速度。 3.2 uC/GUl移植步驟 在使用uC/GUI時(shí)，可以按照以下幾個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行： (1)按照需要，定制uC/GUI; (2)指定硬件設備的地址，編寫(xiě)接口驅動(dòng)代碼; (3)編譯、鏈接、調試例子程序; (4)修改例子程序，并測試增加需要的功能; (5)編寫(xiě)自己的應用程序。 3.3 具體實(shí)現 (1)首先介紹uC/GUI的目錄結構和基本配置。 uC/GUI主要目錄如下： GUI/ConvertMono 使用黑白顯示設備時(shí)，所要使用的灰度轉換函數 GUI/ConvertColor 使用彩色顯示設備時(shí)，使用的色彩轉換函數 GUI/Config 包含了對uC/GUI進(jìn)行配置的一些文件 GUI/Core uC/GUI核心代碼 GUI/Font uC/GUI與字體相關(guān)的代碼文件 GUI/LCDDriver LCD驅動(dòng)代碼文件 GUI/MemDev 內存設備支持文件代碼 GUI/Touch 輸入設備支持的文件代碼 GUI/Widget uC/GU1支持的控件代碼，包括編輯框、列表框、按鈕和選擇框等 GUI/WM uC/GUI窗口管理部分代碼 (2)修改uC/GUI，使之適于移植。 在A(yíng)DS環(huán)境中新建一個(gè)工程，將上述gui文件夾下的所有文件加入工程。 將Config文件夾下的3個(gè)文件GUIConf.h、 GUITouchConf.h和LCDConf.h加入新工程，如下修改LCDConf.h的內容： C程序 /*LCDConf.h*/#ifndef LCDCONF_H #define LCDCONF_H #define LCDG4 //lcd顏色數，必須定義，LCDMONO(單色)，LCDG4(四級灰度)，LCDG16(16級灰度)#define LCD_XSIZE(640) /* LCD水平分辨率 */#define LCD_YSIZE(480) /* LCD垂直分辨率 */#define LCD BITSPERPIXEL(8) #endif /*LCDC0NF_H*//*以下是S3C44B0X LCD控制器的配置*/#include "..incoption.h" #define SCR_XSIZE (640) //視窗屏幕大小#define SCR_YSIZE (480) #define LCD_XSIZE (640) //液晶屏幕大小#define LCD_YSIZE (480) #define M5D(n)((n)&0x1fffff) #define ARRAY_SIZE_G4(SCR_XSIZE/4*SCR_YSIZE) #define HOZVAL (LCD_XSIZE/4-1) #define HOZVAL_COLOR (LCD_XSIZE*3/8-1) #define LINEVAL (LCD_YSIZE-1) #define MVAL (13) #define CLKVAL_G4 (10) #define MVAL_USED 0 #endif /*LCDCONF_H */ (3)加載LCD驅動(dòng)。 LCD驅動(dòng)程序如前面所述，保存在lcd44b0.c中。出了底層的初始化函數LCD_Init_Controler()以外，還需要做以下修改，這里只提關(guān)鍵部分。 主要進(jìn)行相關(guān)的寄存器配置，以及和GUI的接口程序。這里只提及關(guān)鍵部分。 ① 定義顯示緩沖區時(shí)使用的char數據類(lèi)型，它是8bit的: unsigned char Bmp[ARRAY_SIZE_G16];//液晶顯示緩沖數組 ② 定義讀寫(xiě)緩沖區時(shí)使用的數據類(lèi)型，也是8bit的U8： #define LCD_READ_MEM (Off)*((U8*)(frameBuffer256+(((U32)(Off))))) #define LCD_WRRITE_MEM(Off,data)*((U8*)frameBuffer256+(((U32)(Off)))))=data #define LCD_WRITE_REG(Off,data) ⑧ 定義液晶總線(xiàn)寬度定義位8bit： #ifndef LCD_BUSWIDTH #define LCD_BUSWIDTH(8) #endif ④ 定義字節順序： #define LCD_SWAP_BYTE_ORDER(0) 至此uC/GUI的移植基本上已經(jīng)完成了。當然這里只提供了移植的關(guān)鍵部分，更多更完整的移植還需要做不少的工作，如觸控屏的移植、鍵盤(pán)鼠標的移植以及中文字體的移植等。詳情請參閱uC/GUI手冊中Getting Started一章。 4、數據顯示程序設計 數據顯示程序主要是基于uC/GUI平臺的GUI函數庫，完成字符、曲線(xiàn)的繪制。與畫(huà)線(xiàn)相關(guān)的GUI函數有： GUI DrawHLine() 原型：void GUI_DrawLine(int x0,int y0,int x1,int y1); 其中，x0、y0、x1、y1分別為UGI坐標系下的起點(diǎn)和終點(diǎn)的橫坐標和縱坐標。 GUI DispDec() 原型：void GUI_DispDec(I32 v，U8 Len); 其中，v為要顯示的十進(jìn)制變量值，Len為要顯示的數據的位數。 5、總結 本文主要介紹了基于A(yíng)RM7內核S3C44B0X和L78C64液晶模塊硬件平臺的uC/GUI的移植，以及在工程上的應用，經(jīng)過(guò)實(shí)際應用發(fā)現，uC/GUI功能強大，響應迅速，穩定性高，具有廣泛的應用前景。 |
