圖形用戶(hù)界面或圖形用戶(hù)接口（Graphical User Interface,GUI）是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作環(huán)境用戶(hù)接口。與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行界面相比，圖形界面對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)便易用。GUI的廣泛應(yīng)用是當(dāng)今計(jì)算機(jī)發(fā)展的重大成就之一，它極大地方便了非用戶(hù)的使用人們從此不再需要死記硬背大量的命令，取而代之的是可用用通過(guò)窗口、菜單、按鍵等方式來(lái)方便地進(jìn)行操作。而嵌入式GUI具有下面幾個(gè)方面的基本要求：輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特點(diǎn)。圖形用戶(hù)界面的應(yīng)用范圍很廣泛，如自動(dòng)取款機(jī)ATM,汽車(chē)導(dǎo)航、媒體播放器、游戲機(jī)等等，一般操作簡(jiǎn)捷，直觀。蘋(píng)果公司的iPhone手機(jī)還有裝有多手指操作系統(tǒng)。

　　當(dāng)前比較流行的GUI主要有MicroWindows、MiniGUI、QT/Embedded、OpenGUI等，普遍采用客戶(hù)/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。本文介紹的μC/GUI是Micrium公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)為嵌入式應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的通用圖形軟件庫(kù)。它為任何一個(gè)使用圖形LCD的應(yīng)用提供一個(gè)有效的不依賴(lài)于處理器和LCD控制器的圖形用戶(hù)接口。它能工作于單任務(wù)或多任務(wù)的系統(tǒng)環(huán)境下。μC/GUI是嵌入式應(yīng)用中通用的圖形軟件，是為帶LCD的圖形應(yīng)用系統(tǒng)提供高效的圖形用戶(hù)接口而設(shè)計(jì)的，它不依賴(lài)于處理器和LCD控制器。μC/GUI在多任務(wù)環(huán)境下工作與在單任務(wù)環(huán)境下工作性能同樣卓越，任何尺寸大小的顯示設(shè)備，不管是物理的或是虛擬的，只要具備LCD控制器和處理器，都可以運(yùn)用μC/GUI.μC/GUI產(chǎn)品包中包含有所有的源代碼。實(shí)際上，在所有的嵌入式圖形用戶(hù)接口中，μC/GUI提供的源代碼是整潔統(tǒng)一的。μC/GUI提供的所有服務(wù)都以該模塊相關(guān)的前綴開(kāi)始（如：GUI,WM），這將易于理解應(yīng)用程序中與μC/GUI相關(guān)的函數(shù)。μC/GUI適用于所有處理器，與那些需要C++編譯器的GUI不同的是，μC/GUI完全用標(biāo)準(zhǔn)C編寫(xiě)。

　　1 μC/GUI的主要特點(diǎn)

　?。?）一般特點(diǎn)：適合于任何8/16/32/64位CPU,只需要有一個(gè)ANSIC兼容的編譯器；適合于任何控制器支持（如果有合適的驅(qū)動(dòng)程序）的任何單色/灰度級(jí)/彩色LCD;顯示屏大小可配置；使用配置宏定義各種接口；大小和速度都優(yōu)化過(guò)的函數(shù)；清晰的結(jié)構(gòu)；支持虛擬顯示，虛擬顯示能夠比實(shí)際顯示表現(xiàn)更大尺寸的內(nèi)容。

　?。?）在圖形庫(kù)方面：支持不同色深的位圖；有效的位圖轉(zhuǎn)換器；沒(méi)有浮點(diǎn)運(yùn)算；快速線/點(diǎn)繪制（不使用浮點(diǎn)指令）；快速的圓和多邊形繪制。

　?。?）在字體方面：支持多種不同的字體如4×6、6×8、6×9、8×8、8×9、8×16、24×32等，支持像素高為8、10、13、16等比例字體；可以定義新字體，而且很容易被程序使用；只有實(shí)際被應(yīng)用程序用到的字體才會(huì)真正被鏈接到目標(biāo)文件，這樣可以節(jié)省ROM的使用；字體在橫向（X軸）和縱向（Y軸）都可以自由伸縮。

　?。?）在字符串/值輸出函數(shù)方面：具有能夠顯示二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制和任何字體的值的函數(shù)。

　?。?）在窗口管理器WM方面：包括可裁減的完全的窗口支持，改寫(xiě)超出一個(gè)窗口的區(qū)域是不可行的；支持回調(diào)函數(shù)；WM使用極少的內(nèi)存，例如每個(gè)窗口大約20 B.

　　2 T6963C LCD控制器驅(qū)動(dòng)移植

　　作為一個(gè)通用的圖形函數(shù)軟件庫(kù)，μC/GUI能夠適用于各種LCD控制器和LCD,但是，針對(duì)具體的目標(biāo)系統(tǒng)，由于LCD及其控制器的訪問(wèn)方式不同，以及顯示緩存的訪問(wèn)方式不同，還是要做具體的移植工作。對(duì)于內(nèi)存映射的LCD控制器，只需要在LCDConf.h文件中設(shè)置LCD的訪問(wèn)函數(shù)；對(duì)于端口/緩存模式的LCD控制器，必須在LCD_X.C文件中定義訪問(wèn)LCD的接口函數(shù)。μC/GUI的移植主要是設(shè)置子文件夾config中的頭文件，其中包括LCD宏（定義LCD顯示屏的屬性）和LCD控制器宏的設(shè)置（定義如何訪問(wèn)LCD控制器）。

　　LCD控制器有兩種基本類(lèi)型的總線接口：完全和簡(jiǎn)單的總線接口。大多數(shù)小一些的顯示屏（通常為240×128或320×240）的LCD控制器使用簡(jiǎn)單總線接口與CPU連接。對(duì)于簡(jiǎn)單總線，只有一個(gè)地址位（通常是A0）連接到LCD控制器。這樣的控制器比較慢，硬件設(shè)計(jì)者可以將其連接到I/O腳而不是地址總線。圖1為帶有簡(jiǎn)單總線的LCD控制器的方框圖。

　　用于簡(jiǎn)單總線接口控制器的宏：

　?。?）LCD_READ_A0在A0（C/D）引腳為低電平時(shí)，從LCD控制器讀取1B;

　?。?）LCD_READ_A1在A0（C/D）引腳為高電平時(shí)，從LCD控制器讀取1B;

　?。?）LCD_WRITE_A0在A0（C/D）引腳為低電平時(shí)，向LCD控制器寫(xiě)1B;

　?。?）LCD_WRITE_A1 在A0（C/D）引腳為高電平時(shí)，向LCD控制器寫(xiě)1B.

　　在液晶顯示模塊中配備有顯示存儲(chǔ)器（RAM），T6963C可控制64K.該存儲(chǔ)器經(jīng)設(shè)置指令設(shè)置（區(qū)域、方式）后，存儲(chǔ)器中被設(shè)置的空間內(nèi)的每一個(gè)"位"都與液晶屏上的一個(gè)像素（點(diǎn)）相對(duì)應(yīng)，而"位"的二值性就表示液晶屏上像素是否"顯現(xiàn)".T6963C則將存儲(chǔ)器中設(shè)置區(qū)域的內(nèi)容不斷地、掃描式地送向液晶屏，用戶(hù)則通過(guò)顯示模塊對(duì)外的接口將需顯示的"數(shù)據(jù)" 送入存儲(chǔ)器中的設(shè)置區(qū)域即可。

　　T6963C屬于具有簡(jiǎn)單總線接口的LCD驅(qū)動(dòng)控制器。以Philips公司的LPC2104 ARM芯片為CPU控制T6963C為例來(lái)說(shuō)明具體的移植過(guò)程。LPC2104的P0.0~P0.7與T6963C的D0~D7相連，P0.8與WR相連，P0.9與RD相連，P0.10與C/D相連。根據(jù)T6963C的時(shí)序圖（如圖2所示），可以很方便地修改LCD底層驅(qū)動(dòng)函數(shù)。

　　#define wr 1《8

　　#define rd 1《9

　　#define cd 1《10

　　/*讀取T6963狀態(tài)字*/

　　uint8 LCD_READ_A1（void）

　　{

　　uint8 temp;

　　IODIR=0x000000700;

　　//設(shè)置P0.8~P0.10為輸出，P0.0~P0.7為輸入

　　IOSET=cd;               //把C/D引腳置位

　　IOCLR=rd;        //把RD引腳置低電平

　　temp=IOPIN;          //讀數(shù)據(jù)總線上的數(shù)

　　IOSET=rd;               //把RD引腳置位

　　return（temp）；

　　}

　　/*向T6963C寫(xiě)一個(gè)字節(jié)（控制指令）*/

　　void LCD_WRITE_A1（int Byte）

　　{

　　IODIR=0x000007ff;             //設(shè)置P0.0~P0.10為輸出

　　IOSET=cd;               //把C/D引腳置位

　　IOCLR=0xff;                            //清除數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)

　　IOCLR=wr;                               //把WR引腳置低電平

　　IOSET=Byte;   //把要發(fā)送的控制指令放數(shù)據(jù)總線上

　　IOSET=wr;            //把WR引腳置位

　　}

　　/*向T6963C寫(xiě)一個(gè)字節(jié)（數(shù)據(jù)）*/

　　void LCD_WRITE_A0（int Byte）

　　{

　　IODIR=0x000007ff;                //設(shè)置P0.0~P0.10為輸出

　　IOCLR=cd;        把C/D引腳置低電平

　　IOCLR=0xff;     //清除數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)

　　IOCLR=wr;     //把WR引腳置低電平

　　IOSET=Byte;           //把要發(fā)送的數(shù)據(jù)放數(shù)據(jù)總線上

　　IOSET=wr;              //把WR引腳置位

　　}

　　圖3為T(mén)6963C指令寫(xiě)入的流程圖，對(duì)該流程圖的理解是通過(guò)CPU向T6963C發(fā)送指令的關(guān)鍵。當(dāng)計(jì)算機(jī)寫(xiě)指令或讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，S0和S1要同時(shí)有效，即"準(zhǔn)備好"狀態(tài)。對(duì)T6963C的軟件操作每之前都要進(jìn)行判"忙",只有在不"忙"的狀態(tài)下CPU對(duì)T6963C的操作才有效。

　　/*判定S0和S1的狀態(tài)，"忙"即等待*/

　　#define LCD_WAIT（） while （（LCD_READ_A1（）&3）！=3）

　　/*寫(xiě)命令宏*/

　　#define LCD_WRITECMD（cmd）

　　{ LCD_WAIT（）； LCD_WRITECMD0（cmd）； }

　　/*寫(xiě)數(shù)據(jù)宏*/

　　#define LCD_WRITEDATA（Data）

　　{ LCD_WAIT（）； LCD_WRITEDATA0（Data）；}

　　/*T6963C初始化*/

　　void  LCD_T6963_Init（void）

　　{

　　/*設(shè)置文本顯示區(qū)首地址*/

　　LCD_WRITEDATA（0x00） ;                    //參數(shù)1

　　LCD_WRITEDATA（0x00） ;         //參數(shù)2

　　LCD_WRITECMD（0x40） ;              //指令代碼

　　/*設(shè)置文本顯示區(qū)寬度*/

　　LCD_WRITEDATA（0x14） ;      //一行顯示所占的字節(jié)數(shù)

　　LCD_WRITEDATA（0x00） ;

　　LCD_WRITECMD（0x41） ;

　　/*設(shè)置圖形顯示區(qū)首地址*/

　　LCD_WRITEDATA（0x40） ;       //低字節(jié)

　　LCD_WRITEDATA（0x01） ;                  //高字節(jié)

　　LCD_WRITECMD（0x42） ;

　　/*設(shè)置圖形顯示區(qū)寬度*/

　　LCD_WRITEDATA（0x14） ; //一行顯示所占的字節(jié)數(shù)

　　LCD_WRITEDATA（0x00） ;

　　LCD_WRITECMD（0x43） ;

　　/*顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置開(kāi)文本和圖形顯示*/

　　LCD_WRITECMD（0x9c） ;

　　/*顯示方式設(shè)置邏輯或合成*/

　　LCD_WRITECMD（0x80） ;

　　/*設(shè)置光標(biāo)顯示形狀*/

　　LCD_WRITECMD（0xa1） ;

　　}

　　在LCDConf.h中，可以根據(jù)實(shí)際情況更改設(shè)置，如：

　　#define LCD_XSIZE  （160）

　　// LCD x坐標(biāo)方向的分辨率

　　#define LCD_YSIZE （128）

　　// LCD y坐標(biāo)方向的分辨率

　　#define LCD_CONTROLLER （6963）

　　//LCD控制器型號(hào)

　　#define LCD_BITSPERPIXEL （1）

　　//LCD每像素的位數(shù)

　　3  在μC/GUI中矢量漢字的顯示

　　μC/GUI中字體的顯示是通過(guò)查找字模的方式實(shí)現(xiàn)的。字體庫(kù)中的每一個(gè)字母都有其對(duì)應(yīng)的字模。所有的字母的字模由GUI_FONT和GUI_FONT_PROP這2個(gè)結(jié)構(gòu)體來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一管理。GUI_FONT結(jié)構(gòu)體中定義了該字母的點(diǎn)陣大?。ū热?6×16或者8×8）和GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu)體的入口地址。GUI_FONT_PROP這個(gè)結(jié)構(gòu)體建立了字庫(kù)中字母編碼（比如字母A在ASCII中的字母編碼為33）和字模數(shù)據(jù)存放地址的映像。GUI_FONT_PROP中pNext指針指向下一個(gè)GUI_FONT_PROP數(shù)據(jù)的入口地址，這為解決在字母編碼不連續(xù)的情況下，保證字模數(shù)據(jù)在程序段的存儲(chǔ)連續(xù)這一問(wèn)題提供了一個(gè)良好的解決方案。設(shè)計(jì)人員可以定義多個(gè)GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu)，只要使上一個(gè)結(jié)構(gòu)體的pNext指針指向下一個(gè)GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu)體，并且保證該指針終指向零地址空間即可。掌握這一原理后，可以方便地制作自己的漢字字庫(kù)。

　　利用μC/GUI漢字庫(kù)生成器可以生成指定字體矢量漢字的字模文件。該文件與μC/GUI字庫(kù)文件格式相同，但是該文件包含所有GB2312中的漢字，字號(hào)越大文件會(huì)變得很大，只需找出自己需要的漢字字模，并按μC/GUI中字體文件的格式得到自己的字體文件，這個(gè)過(guò)程可以編程實(shí)現(xiàn)。圖4是用Proteus仿真的結(jié)果。