隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，它在軟件和硬件上日趨復雜，對于人機交互的效率的要求也日漸提高，特別是一些復雜的工控設備和消費電子產品。因此，圖形用戶界面（GUI）就從嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)程序中被獨立了出來。嵌入式GUI發(fā)展至今，已經(jīng)有了許多的種類，具有了強大的功能。嵌入式GUI已經(jīng)成為一個成功的嵌入式系統(tǒng)不可缺少的組成部分[1]。本文在ARM為的嵌入式系統(tǒng)上進行了圖形界面的開發(fā)，并對Windows界面進行了模擬。

　　1  ARM處理器

　　嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業(yè)的具體應用相結合后的產物。嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)，對功能、對可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。它一般由以下幾部分組成： 嵌入式微處理器 ；外圍硬件設備；嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業(yè)的具體應用相結合后的產物，這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。所以，介入嵌入式系統(tǒng)行業(yè)，必須有一個正確的定位。例如Palm之所以在PDA領域占有70%以上的市場，就是因為其立足于個人電子消費品，著重發(fā)展圖形界面和多任務管理；而風河的Vxworks之所以在火星車上得以應用，則是因為其高實時性和高可靠性。

　　特定的應用程序ARM（Advanced RISC Machines）微處理器是采用ARM技術知識產權（IP）核的微處理器，這種ARM核技術是由英國的ARM公司所授權。世界各大半導體生產商從ARM公司購買其設計的ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應用領域，加入適當?shù)耐鈬娐?，從而形成自己的ARM微處理器芯片進入市場。ARM處理器是一個32位元精簡指令集（RISC）處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設計。ARM處理器特點：體積小、低功耗、低成本、高性能；支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；指令長度固定。

　　2  圖形用戶界面特征和發(fā)展趨勢

　　2.1 圖形用戶界面的特征

　　圖形用戶界面或圖形用戶接口（Graphical User Interface，GUI）是指采用圖形方式顯示的計算機操作環(huán)境用戶接口。與早期計算機使用的命令行界面相比，圖形界面對于用戶來說更為簡便易用。GUI的廣泛應用是當今計算機發(fā)展的重大成就之一，它極大地方便了非用戶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窗口、菜單、按鍵等方式來方便地進行操作。而嵌入式GUI具有下面幾個方面的基本要求：輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特點。的廣泛流行是當今計算機技術的重大成就之一，它極大的方便了非用戶的使用，人們不再需要死記硬背大量的命令，而可以通過窗口、菜單方便的進行操作。圖形用戶界面的主要特征如下：

　　1、WIMP

　　其中W（Windows）指窗口，指用戶或系統(tǒng)的一個工作區(qū)域。一個屏幕上可以有多個窗口。I（Icons）指圖形，系形象化的圖形標志，易于人們隱喻和理解。M（Menu）指菜單，可供用戶選擇的功能提示。P（Pointing Devices），指鼠標器等，便于用戶直接對屏幕對象進行操作。

　　2、用戶模型

　　GUI采用了不少Desktop桌面辦公的隱喻，是應用者共享一個直觀的界面框架。由于人們熟悉辦公桌的情況，因而對計算機顯示的圖形符號的含義容易理解，諸如：文件夾、收件箱、畫筆、工作薄、鑰匙及時鐘等。

　　3、直接操作

　　過去的界面不僅需要記憶大量命令，而且需要制定操作對象的位置，如行號、空格數(shù)、X及Y的坐標等。采用GUI后，用戶可直接對屏幕上的對象進行操作，如拖動、刪除、插入以至放大和旋轉等。用戶執(zhí)行操作后，屏幕能立即給出反饋信息或結果，因而稱為所見即所得（What you see is what you get）。用視、點（鼠標）代替了記、擊（鍵盤），給用戶帶來了方便。

　　2.2 圖形用戶界面的發(fā)展趨勢

　　隨著虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體技術的飛速發(fā)展，新的人機交互技術不斷出現(xiàn)，更加自然的交互方式將逐漸為人們所重視。新一代界面的主要特征可描述如下：以用戶為中心、智能化、高帶寬、不限制地點、圖示編程等。

　　3  ARM嵌入式系統(tǒng)GUI開發(fā)

　　近年來，嵌入式系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，產品形態(tài)多種多樣，由于嵌入式產品更加商品化，對圖形用戶界面（GUI）的要求也越來越高。

　　3.1  LCD及其驅動

　　本設計采用2.2英寸TFT液晶屏——TFT6758液晶模塊，其工作電壓為3.3V,內帶白光LED背光燈，可以直接使用8位、16位或18位總線方式與控制器連接（因為液晶模塊內部包含了HD66781和HD66783液晶控制驅動器）。在使用液晶屏時需要先添加其相應的驅動程序，點陣液晶顯示器TFT6758的驅動芯片為HD66781,門驅動（Gate driver）芯片為 HD66783。

　　圖1  TFT6758液晶模塊應用電路

　　3.2  軟件平臺的選用

　　目前在市場上有幾種發(fā)展成熟、比較有代表性的嵌入式GUI開發(fā)軟件，如北京飛漫軟件公司的MiniGUI、美國Century軟件公司的MicroWindows、挪威Troltech公司的Qt/Embedded等，這幾種GUI系統(tǒng)各具特色，但大部分需要在嵌入式操作系統(tǒng)上進行移植，這樣就一定會增加時間和精力的投入，所以綜合考慮各方面的因素后，使用ZLG/GUI作為此次設計的軟件平臺。

　　3.3  模擬Windows界面的設計實現(xiàn)

　　我們經(jīng)常使用的Windows系統(tǒng)的桌面，便是一個華麗的圖形用戶界面，所以設計模擬了Windows的桌面的圖形界面。

　　這個界面的設計思想是：在全屏填充一張圖片，作為Windows的桌面背景圖案。經(jīng)過計算得到狀態(tài)欄的坐標值，在液晶顯示屏的下方選擇綠色和藍色填充兩個矩形，作為狀態(tài)欄。判斷是否有鍵按下，若沒有就繼續(xù)顯示桌面，有鍵按下就顯示開始菜單。顯示W(wǎng)indows界面流程如圖2所示。模擬Windows界面在LCD上顯示如圖3所示。

　　圖2 顯示W(wǎng)indows界面流程

　　圖3 模擬Windows界面

　　4 結束語

　　近年來，隨著嵌入式技術的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，嵌入式設備將適用于更廣闊的領域，航天、航空、軍事、醫(yī)學，還有與百姓生活息息相關的家電、運輸、通信等等，由于嵌入式產品更加商品化，會涉及到方便用戶使用的問題，對圖形用戶界面（GUI）的要求也越來越高，如何開發(fā)一個適合于自己硬件條件的GUI系統(tǒng)，成了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一個重要工作內容。本次設計采用ZLG/GUI作為軟件平臺，對于復雜的應用可以采用MiniGUI等軟件作為軟件平臺。

參考文獻:

[1]. RISC datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/RISC_1189725.html.
[2]. HD66781 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/HD66781_983936.html.