摘 要：介紹了Micrium公司開發(fā)的一個為嵌入式應(yīng)用軟件設(shè)計的通用圖形軟件庫μC/GUI,，提出了在μC/GUI中T6963C LCD控制器驅(qū)動移植及矢量漢字顯示的實現(xiàn)方法。該方法為μC/GUI的其他LCD控制器驅(qū)動移植及字庫實現(xiàn)提供了參考,，同時為利用μC/GUI實現(xiàn)更為復(fù)雜的圖形用戶界面打下了基礎(chǔ),。
關(guān)鍵詞：圖形用戶界面；矢量漢字；液晶控制器
在眾多嵌入式系統(tǒng)中,，如手機,、PDA和數(shù)字機頂盒(STB）等，系統(tǒng)使用者往往要求具有菜單,、窗口和按鈕等圖形元素的人機交互界面UI(User Interface）,，而系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)者又迫切需要系統(tǒng)UI模塊開發(fā)的支撐平臺。該支撐平臺以應(yīng)用開發(fā)組件(Application Development Component）的方式來有效提高嵌入式應(yīng)用的開發(fā)效率,，這種組件被稱為嵌入式圖形用戶界面(GUI）,。
當前比較流行的GUI主要有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。本文介紹的μC/GUI是Micrium公司開發(fā)的一個為嵌入式應(yīng)用軟件設(shè)計的通用圖形軟件庫,。它為任何一個使用圖形LCD的應(yīng)用提供一個有效的不依賴于處理器和LCD控制器的圖形用戶接口,。它能工作于單任務(wù)或多任務(wù)的系統(tǒng)環(huán)境下,。μC/GUI適用于使用任何LCD控制器和CPU的任何尺寸的物理和虛擬顯示,。同時，μC/GUI適用于所有的CPU,，因為它是由100%的ANSI的C語言編寫的,。而且，μC/GUI適合于大多數(shù)使用黑白/彩色LCD的應(yīng)用程序,。它有一個很好的顏色管理器,，允許它處理灰階。μC/GUI還提供一個可擴展的2D圖形庫和一個視窗管理器,，用很少的RAM就能支持顯示窗口,。更重要的是μC/GUI開放源代碼，以便了解更多GUI實現(xiàn)的具體細節(jié),。
1 μC/GUI的主要特點
(1)一般特點：適合于任何8/16/32/64位CPU,，只需要有一個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)動程序）的任何單色/灰度級/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，虛擬顯示能夠比實際顯示表現(xiàn)更大尺寸的內(nèi)容。
(2)在圖形庫方面：支持不同色深的位圖,；有效的位圖轉(zhuǎn)換器,；絕對沒有浮點運算;快速線/點繪制(不使用浮點指令）；快速的圓和多邊形繪制,。
(3)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,；只有實際被應(yīng)用程序用到的字體才會真正被鏈接到目標文件，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,。
(4)在字符串/值輸出函數(shù)方面：具有能夠顯示二進制,、十進制、十六進制和任何字體的值的函數(shù),。
(5)在窗口管理器WM方面：包括可裁減的完全的窗口支持,，改寫超出一個窗口的區(qū)域是不可行的；支持回調(diào)函數(shù),；WM使用極少的內(nèi)存,，例如每個窗口大約20 B。
2 T6963C LCD控制器驅(qū)動移植
作為一個通用的圖形函數(shù)軟件庫,，μC/GUI能夠適用于各種LCD控制器和LCD,，但是，針對具體的目標系統(tǒng),，由于LCD及其控制器的訪問方式不同,，以及顯示緩存的訪問方式不同，還是要做具體的移植工作,。對于內(nèi)存映射的LCD控制器,，只需要在LCDConf.h文件中設(shè)置LCD的訪問函數(shù)；對于端口/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LCD控制器）。
LCD控制器有兩種基本類型的總線接口：完全和簡單的總線接口,。大多數(shù)小一些的顯示屏(通常最大為240×128或320×240）的LCD控制器使用簡單總線接口與CPU連接,。對于簡單總線，只有一個地址位(通常是A0）連接到LCD控制器,。這樣的控制器比較慢,，硬件設(shè)計者可以將其連接到I/O腳而不是地址總線。圖1為帶有簡單總線的LCD控制器的方框圖,。
用于簡單總線接口控制器的宏：
(1)LCD_READ_A0在A0(C/D）引腳為低電平時,，從LCD控制器讀取1B；
(2)LCD_READ_A1在A0(C/D）引腳為高電平時,，從LCD控制器讀取1B,；
(3)LCD_WRITE_A0在A0(C/D）引腳為低電平時，向LCD控制器寫1B,；
(4)LCD_WRITE_A1 在A0(C/D）引腳為高電平時,，向LCD控制器寫1B。
液晶顯示驅(qū)動控制器T6963C,，是日本東芝公司的產(chǎn)品,，目前被廣泛應(yīng)用于內(nèi)置控制器型液晶顯示模塊。T6963C的最大特點是具有獨特的硬件初始值設(shè)置功能,，顯示驅(qū)動所需的參數(shù)如占空比系數(shù),、驅(qū)動傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)/行及字符的字體選擇等均有引腳電平設(shè)置，這樣T6963C的初始化在上電時就已經(jīng)基本設(shè)置完成,，軟件操作的主要精力就可全部用于顯示畫面的設(shè)計,。
T6963C屬于具有簡單總線接口的LCD驅(qū)動控制器。以Philips公司的LPC2104 ARM芯片為CPU控制T6963C為例來說明具體的移植過程,。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的時序圖(如圖2所示）,，可以很方便地修改LCD底層驅(qū)動函數(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寫一個字節(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寫一個字節(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T6963C指令寫入的流程圖,，對該流程圖的理解是通過CPU向T6963C發(fā)送指令的關(guān)鍵。當計算機寫指令或一次讀/寫數(shù)據(jù)時,，S0和S1要同時有效,，即“準備好”狀態(tài)。對T6963C的軟件操作每一次之前都要進行判“忙”,，只有在不“忙”的狀態(tài)下CPU對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)
/*寫命令宏*/
#define LCD_WRITECMD(cmd)
{ LCD_WAIT(); LCD_WRITECMD0(cmd); }
/*寫數(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) ；
/*顯示開關(guān)設(shè)置開文本和圖形顯示*/
LCD_WRITECMD(0x9c) ,；
/*顯示方式設(shè)置邏輯或合成*/
LCD_WRITECMD(0x80) ,；
/*設(shè)置光標顯示形狀*/
LCD_WRITECMD(0xa1) ；
}
在LCDConf.h中,，可以根據(jù)實際情況更改設(shè)置,，如：
#define LCD_XSIZE (160)
// LCD x坐標方向的分辨率
#define LCD_YSIZE (128)
// LCD y坐標方向的分辨率
#define LCD_CONTROLLER (6963)
//LCD控制器型號
#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查找字模的方式實現(xiàn)的。字體庫中的每一個字母都有其對應(yīng)的字模,。所有的字母的字模由GUI_FONT和GUI_FONT_PROP這2個結(jié)構(gòu)體來進行統(tǒng)一管理,。GUI_FONT結(jié)構(gòu)體中定義了該字母的點陣大小(比如16×16或者8×8）和GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu)體的入口地址,。GUI_FONT_PROP這個結(jié)構(gòu)體建立了字庫中字母編碼(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)在程序段的存儲連續(xù)這一問題提供了一個良好的解決方案。設(shè)計人員可以定義多個GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu),，只要使上一個結(jié)構(gòu)體的pNext指針指向下一個GUI_FONT_PROP結(jié)構(gòu)體,，并且保證該指針最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,。
利用μC/GUI漢字庫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字庫文件格式相同,，但是該文件包含所有GB2312中的漢字,，字號越大文件會變得很大，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,，這個過程可以編程實現(xiàn)。圖4是用Proteus仿真的結(jié)果,。
本文通過對μC/GUI T6963C LCD控制器驅(qū)動移植及μC/GUI中實現(xiàn)矢量漢字的介紹,，為μC/GUI其他LCD控制器驅(qū)動的移植提供了參考，同時也為利用μC/GUI實現(xiàn)更為復(fù)雜的圖形用戶界面打下了基礎(chǔ),。
參考文獻
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