uC/GUI 在Cortex-M3 内核上的移植

时间：2022-02-22 23:53:34

屈环宇--嘉兴学院
一、简介
是一种专为嵌入式系统设计的图形界面支持系统。它的代码全部由标准C
编写，模块化的设计，具有很强的可移植性。uC/GUI 适应大多数的黑白或
彩色LCD 的应用，还提供一个可扩展的2D 图形库及占用极少RAM 的窗口
管理体系。
二、要求
目标系统(硬件)
你的目标系统必须具备如下几点：
[1].CPU(8/16/32/64 位)
[2].必要的RAM 和ROM 存储
[3].LCD 显示器(任何类型及分辩率的)
对于内存的需求取决于你选用的UCGUI 的功能模块以及你所使用的目
标系统上的编译器的效率。内存的占用量无法估计准确的值， 下面就一些
的数值适用于多数的目标系统。
小型系统(不含窗口管理功能)
[1].RAM:100 字节
[2].堆栈:500 字节
[3].ROM:10~25K(取决于选用的UCGUI 功能模块)
大型系统(包含窗口管理及各种窗体控件功能)
[1].RAM: 2-6 kb (决于选用的应用中建立窗口的数量)
[2].堆栈: 1200 bytes
[3].ROM: 30-60 kb (决于选用的UCGUI 功能模块)
还要注意ROM 的需求量随着你在应用程序中使用的字体数目而增长,
以上的所有值都是粗糙的估计,，并不准确。
三、移植前的概述
本次选用的目标系统是基于cortex-M3 内核的stm32f103rb 微处理器。选
用的是uC/GUI3.90a 版本。LCD 是ILI93XX 控制的TFT 彩色液晶显示屏。
打开UCGUI390a\GUI，以下列出各个文件夹的作用
表格uc/GUI 目录结构
Config 配置文件目录
GUI\AntiAlias 搞锯齿支持
GUI\ConvertMono 灰度色彩转换支持
GUI\ConvertColor 色彩转换支持
GUI\Core 核心文件
GUI\Font 字体文件
GUI\JPEG JPEG 格式图像显示支持
GUI\LCDDriver LCD 驱动文件
GUI\MemDev 存储设备支持
GUI\MultiLayer 多层画图支持
GUI\Widget 构件库
GUI\WM 窗口管理器
其中AntiAlias、ConvertMono、ConvertColor、MemDev、Widget、WM
均是可选的配置组件。μc/GUI 提供一些配置选项可在编译时排除某些组件，但
是有时候需要手动将C 文件从工程文件中移除以避免编译文件。最接近用户使
用的组件为构件库、窗口管理器、LCD 驱动以及字体文件。
四、uC/GUI 接口函数的设计
移植uC/GUI 的前提是LCD 的驱动函数已经设计完成，因为在嵌入式体
系结构中，uC/GUI 所在的是操作系统层，其与硬件的交互是通过设备驱动
层来实现的。
uC/GUI 与设备驱动层的接口是以下3个函数
Void LCD_DrawPoint(u16 x, u16 y, u16 color);
U16 LCD_ReadPoint(u16 x,u16 y);
Void LCD_MyInit();
注意LCD 的初始化函数名不能用LCD_Init(); uC/GUI 中已有如此定义的
函数，会导致重定义。
接口函数的设计是跟处理器和LCD 相关的,在移植uC/GUI 前必须完成以
上3 个函数的设计， 即能用LCD_MyInit() 实现LCD 的初始化，
LCD_ReadPoint(u16 x,u16 y)返回对应点的颜色，LCD_DrawPoint(u16 x,
u16 y, u16 color)在LCD 上显示对应点的颜色。
五、uC/GUI 的移植
将uGUI 文件夹中的所有文件都加入到工程如图所示
Startup 文件夹中包含处理器的启动文件及内核文件
FWLib 文件夹中包含固件库文件
User 文件夹中包含主函数文件及相关的用户定义的文件
细心的朋友会发现，多了一个uGUI/Config 文件夹。这个就是uC/GUI 相关
的配置文件。其中包含了以下3 个文件
GUI_X.c UCGUI390a\Sample\GUI_X
由于uC/GUI 提供了与uC/OS 相应的接口函数，仅移植uC/GUI 会因为有些
函数是不存在而导致编译错误，GUI_X.c 的作用就是申明这些函数防止编译错
误。
U32 GUI_X_GetTaskId(void){return 0;}
void GUI_X_Lock(void){;}
void GUI_X_Unlock(void){;}
void GUI_X_InitOS (void){;}
void GUI_X_Log (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); }
void GUI_X_Warn (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); }
void GUI_X_ErrorOut(const char *s) { GUI_USE_PARA(s); }
在GUI_X.c 中加入这些函数的申明防止编译错误
GUIConf.h UCGUI390a\Start\Config
此文件用于uC/GUI 的相关应用配置，介绍如下
#ifndef GUICONF_H
#define GUICONF_H
#define GUI_OS (0) //不支持操作系统
#define GUI_SUPPORT_TOUCH (0) //不支持触摸屏
#define GUI_SUPPORT_UNICODE (1) //支持ASCII 编码
#define GUI_DEFAULT_FONT &GUI_Font6x8 //字体大小
#define GUI_ALLOC_SIZE 5000 //提供给窗口管理的内存
大小
#define GUI_WINSUPPORT 1 // Window manager package available
#define GUI_SUPPORT_MEMDEV 1 //Memory devices available
#define GUI_SUPPORT_AA 1 // Anti aliasing available
#endif /* Avoid multiple inclusion */
LCDConf.h UCGUI390a\Start\Config
此文件用于LCD 的相关应用配置，介绍如下
#ifndef LCDCONF_H
#define LCDCONF_H
#define LCD_XSIZE (240)
#define LCD_YSIZE (320)
#define LCD_CONTROLLER (9320) //控制器编号
#define LCD_BITSPERPIXEL (16) //16 位点显示格式
#define LCD_FIXEDPALETTE (565) //对应红绿蓝为565 位
#define LCD_SWAP_RB (1)
#define LCD_INIT_CONTROLLER() LCD_Init();
#endif /* LCDCONF_H */
接下来就是函数接口的匹配了，打开GUI\LCDDriver 中的LCDDummy.c 文件。
将其中的LCD_L0_Init 函数定义如下
int LCD_L0_Init(void)
{
LCD_MyInit();
return 0;
}
将其中的LCD_L0_SetPixelIndex 函数定义如下
void (int x, int y, int PixelIndex)
{
LCD_DrawPoint(x,y,PixelIndex);
}
将其中的LCD_L0_GetPixelIndex 函数定义如下
unsigned int LCD_L0_GetPixelIndex(int x, int y)
{
return LCD_ReadPoint(x,y);
}
至此，uC/GUI 移植完毕。如上图所示执行程序后，在LCD 的(50,50)处将显示
"Hello World"，即表示uC/GUI 移植移植成功。
六、总结
uC/GUI 的移植不需要对Cortex-M3 内核及其中断机制有所了解，也不会涉
及到硬件底层需要汇编实现的部分。难点在于设备驱动函数的编写及GUI_X.c
中与uC/OS 的接口设计。
这是今年暑假移植的，刚刚翻译完uC/OS-III 用户手册，并移植了
uC/OS-III 到stm32 处理器上，我就想把uC/GUI 也放到网上去，希望
能帮到大家。
——屈环宇
——2011 年11 月6 号晚
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