基于STM32移植UCGUI圖形界面框架（3.9.0源碼）

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一、環(huán)境介紹

keil: 5.25

MCU: STM32F103ZET6

UCGUI版本: 3.90(純源碼版本)

3.9.0是源碼版本，可以看到全部源碼，也方便學習；后續(xù)的版本都是提供lib庫文件，不再提供源碼了。

2.1 UCGUI

μC/GUI 是一種用于嵌入式應用的圖形支持軟件。它被設計用于為任何使用一個圖形 LCD的應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。它能工作于單任務或多任務的系統(tǒng)環(huán)境下。 μC/GUI 適用于使用任何 LCD 控制和 CPU 的任何尺寸的物理和虛擬顯示。它的設計是模塊化的，由在不同的模塊中的不同的層組成。一個層，稱作 LCD 驅動程序，包含了對 LCD 的全部訪問。 μC/GUI 適用于所有的 CPU，因為它 100%由的 ANSI 的 C 語言編寫的。
μC/GUI 很適合大多數(shù)的使用黑色/白色和彩色 LCD 的應用程序。 它有一個很好的顏色管理器，允許它處理灰階。 μC/GUI 也提供一個可擴展的 2D 圖形庫和一個視窗管理器，在使用一個最小的 RAM 時能支持顯示窗口。

UCGUI官網(wǎng)地址：Micrium Software and Documentation - Silicon Labs

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2.2 GUI相關文件介紹

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①．GUI/LCDDriver 文件夾中存放的是一些 LCD 驅動代碼，如果你使用的 LCD 在

這里可以找到代碼，可以直接通過 Config 中的 LCDConfig.h ：

#define LCD_CONTROLLER -1 // -1：表示沒有選擇的 LCD 驅動，而是使用里邊的樣本程序進行修改。

uCGUI 中具體支持哪些 LCD 可以查詢《uCGUI 用戶手冊》的第 22 章 LCD 驅動程序。里邊詳細的說明了，支持些什么控制器的 LCD。

②．在工程中只需加載需要的 LCD 驅動代碼文件即可。如果設置為-1，則選擇加載 LCDDummy.C 或 LCDTemplate.C 文件（不同的版本，此代碼的文件名可能會不同）。

文件夾的主要內容如下：

Config-----------配置文件

GUI-----------源代碼

GUI_X----------操作系統(tǒng)接口函數(shù)定義文件

GUI源代碼文件：

1）AntiAlias:抗鋸齒顯示效果支持。

2）ConvertColor:彩色顯示的色彩轉換支持。

3）ConvertMono:(b/w)和灰度顯示的色彩轉換支持。

4）Core:核心文件，提供了GUI基本的功能。

5）Font:字庫。

6）JPEG:圖片操作函數(shù)。

7）LCDDriver:LCD驅動支持。

8）MemDev:內存設備支持。主要功能是防止在項目重疊時觸摸屏的閃爍。

9）Widget:窗體控件庫。

10）WM:窗口管理庫。

注意：JPEG、MemDev、Widget、WM是可裁剪項，若要支持Widget(窗體控件)，需要

WM(窗口管理器)的支持；使用控件時，需要將相應的頭文件包含進去，比如我們需要使用按鈕BUTTON,那么我們需要先包含BUTTON.h頭文件，否則控件即使支持也不可用。

二、移植步驟

移植準備工作：

1. 一個塊STM32開發(fā)板
2. 一個完好的LCD顯示屏
3. 一個完整的基于開發(fā)板的KEIL工程(包含完整的LCD驅動代碼)
4. 一個完整的UCGUI 3.9源碼包

2.1 創(chuàng)建文件夾

首先在KEIL工程目錄下創(chuàng)建一個UCGUI的文件夾，用來存放移植需要用到的源碼文件。

效果圖：

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2.2 拷貝源碼文件

將GUI_V3.9_官方源碼\uCGUI3.90版源碼\Start路徑下的Config文件夾和GUI文件拷貝到剛才在KEIL工程目錄下創(chuàng)建的UCGUI文件夾里。

效果圖：

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將GUI_V3.9_官方源碼\uCGUI3.90版源碼\Sample路徑下的GUI_X文件夾拷貝到剛才在KEIL工程目錄下創(chuàng)建的UCGUI文件夾里。（GUI_X文件夾是操作系統(tǒng)的接口）

效果圖：

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2.3 創(chuàng)建UCGUI工程

打開KEIL工程，添加UCGUI源代碼。

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根據(jù) UCGUI\GUI 目錄下的文件創(chuàng)建KEIL的工程目錄，名字最好用源碼默認的名字不要修改，以防止后面查找不方便。額外再添加創(chuàng)建一個UCGUI_Config目錄，用來存放UCGUI的配置文件創(chuàng)建好的工程目錄—效果圖：

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2.4 添加UCGUI源文件

工程創(chuàng)建OK之后，將對應源文件添加到KEIL工程目錄下，將對應的頭文件加入工程。

效果圖：

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添加的源文件和頭文件需要對照GUI文件夾逐個添加，不能漏掉文件。

源文件只添加.c 。其他文件一律不添加。

UCGUI_Config文件夾添加的文件如下所示：

UCGUI\GUI_X\GUI_X.c          //OS系統(tǒng)接口
UCGUI\Config\GUITouchConf.h   //配置觸摸屏
UCGUI\Config\ GUIConf.h       //配置GUI
UCGUI\Config\ LCDConf.h       //配置LCD顯示屏參數(shù)

效果圖：

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2.5 修改配置文件

修改LCD配置文件，打開LCDConf.h文件，替換下面的代碼：

#ifndef LCDCONF_H
#define LCDCONF_H
#define LCD_XSIZE (240)        /* 水平分辨率X-resolution of LCD, Logical coor. */
#define LCD_YSIZE (320)        /* 垂直分辨率Y-resolution of LCD, Logical coor. */
#define LCD_BITSPERPIXEL (16)  /*lcd 顏色深度*/
#define LCD_CONTROLLER (-1)    /*lcd 控制器的具體型號*/
#define LCD_FIXEDPALETTE (565) /*RGB 顏色位數(shù)*/
#define LCD_SWAP_RB (1)        /*紅藍反色交換*/
#define LCD_INIT_CONTROLLER() LCD9341_Init (); 
/*底層初始化函數(shù)，自己寫的，而非源碼自帶，這一步非常重要*/
#endif /* LCDCONF_H */

因為我們有LCD的驅動，不需要UCGUI的LCD驅動配置。

其中：LCD9341_Init (); 函數(shù)是我們自己工程的LCD初始化函數(shù)。我們的LCD初始化函數(shù)名字不能是LCD_Init()，因為UCGUI自帶的LCD初始化函數(shù)也是這個名字，我們自己的工程里也不能出現(xiàn)LCD名字的結構體。不然，會出現(xiàn)重定義的錯誤。

修改UCGUI配置文件，打開GUIConf.h文件，修改成下面的代碼：

#ifndef GUICONF_H
#define GUICONF_H

#define GUI_OS                     (0)  /* 系統(tǒng)支持 */
#define GUI_SUPPORT_TOUCH         (0)  /* 支持觸摸屏 */
#define GUI_SUPPORT_UNICODE       (0)  /* 支持混合ASCII / UNICODE字符串 */

#define GUI_DEFAULT_FONT          &GUI_Font6x8
//#define GUI_ALLOC_SIZE          12500  /* Size of dynamic memory ... For WM and memory devices*/
#define GUI_ALLOC_SIZE          1024*1024  /* Size of dynamic memory ... For WM and memory devices*/
#define GUI_WINSUPPORT             0  /* 窗口管理器包可用 */
#define GUI_SUPPORT_MEMDEV        0  /* 內存設備可用 */
#define GUI_SUPPORT_AA             0  /* 抗鋸齒可用 */

#endif  /* Avoid multiple inclusion */

初次移植，將不需要用到的配置全部關閉，等UCGU的基本操作熟悉之后再打開使用。

2.6 修改UCGUI底層驅動

打開LCDDummy.c文件，添加UCGUI底層的畫點函數(shù)和讀點函數(shù)。

先在LCDDummy.c里加入LCD頭文件。并且定義使用自己的LCD驅動。

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添加畫點函數(shù)

該函數(shù)在LCDDummy.c文件(大約382行)處。

void LCD_L0_SetPixelIndex(int x, int y, int PixelIndex)
 {
  /* Convert logical into physical coordinates (Dep. on LCDConf.h) */
  #if LCD_SWAP_XY | LCD_MIRROR_X| LCD_MIRROR_Y
    int xPhys = LOG2PHYS_X(x, y);
    int yPhys = LOG2PHYS_Y(x, y);
  #else
    #define xPhys x
    #define yPhys y
  #endif
  /* Write into hardware ... Adapt to your system */
  {
    LCD_DrawPoint_color(x,y,PixelIndex); //添加畫點函數(shù)
  }
}

添加讀點函數(shù)

該函數(shù)在LCDDummy.c文件(大約407行)處。

unsigned int LCD_L0_GetPixelIndex(int x, int y) {
  LCD_PIXELINDEX PixelIndex;
  /* Convert logical into physical coordinates (Dep. on LCDConf.h) */
  #if LCD_SWAP_XY | LCD_MIRROR_X| LCD_MIRROR_Y
    int xPhys = LOG2PHYS_X(x, y);
    int yPhys = LOG2PHYS_Y(x, y);
  #else
    #define xPhys x
    #define yPhys y
  #endif
  /* Read from hardware ... Adapt to your system */
  {
		PixelIndex=LCD_ReadPoint(x,y);  //添加讀點函數(shù)
  }
  return PixelIndex;
}

2.7 編譯工程

文件修改完畢之后，回到主函數(shù)，添加#include "GUI.h"頭文件。

并在主函數(shù)里加入下面的代碼，測試GUI移植是否成功。

GUI_Init();                    //GUI初始化
GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);      //設置顏色
GUI_Clear();                   //清屏
GUI_GotoXY(60,50);             //設置字符顯示的XY坐標
GUI_DispString("Hello World!!");   //顯示字符
GUI_DrawCircle(100,200,50);      //畫圓  

代碼寫完，編譯工程，編譯時間1-10分鐘左右(電腦性能決定)。

效果圖：

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編譯成功之后，將代碼下載到開發(fā)板運行。

效果如圖：

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2.8 編譯錯誤解決辦法

如果編譯出現(xiàn)下面的錯誤：

..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol exit (referred from jerror.o).

根據(jù)錯誤提示，打開jerror.c文件，找到error_exit函數(shù)，將該函數(shù)的最后一行代碼exit(EXIT_FAILURE); 該為return 。改完，再次編譯，錯誤解決。

效果圖：

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方法：

1. 查找自己原來的工程里是否有以LCD命名的相關結構體，
2. 查看原來工程里的LCD初始化函數(shù)是否是LCD_Init(), 如果是，就修改函數(shù)名字。

一般解決了上述的問題，移植一般都沒有問題。出現(xiàn)了問題，可以查看錯誤信息，判斷是什么錯誤，針對性解決。

三、加入觸摸屏

加入觸摸屏功能之前，要保證原本工程已經有正常的觸摸屏驅動代碼，能正確的轉換觸摸屏的X Y坐標值。

3.1 打開GUIConf.h文件，修改當前GUI支持觸摸屏

#define GUI_SUPPORT_TOUCH         (1)  /* 支持觸摸屏 */
#define GUI_ALLOC_SIZE             5000   //修改內存空間改大一點，防止編譯不過  

效果圖：

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3.2 打開GUITouchConf.h文件，替換成下邊代碼。

#ifndef GUITOUCH_CONF_H
#define GUITOUCH_CONF_H

#define GUI_TOUCH_AD_LEFT    0    //屏幕左邊尺寸
#define GUI_TOUCH_AD_RIGHT   240  //屏幕右邊尺寸
#define GUI_TOUCH_AD_TOP      0   //屏幕頂端尺寸
#define GUI_TOUCH_AD_BOTTOM  320  //屏幕底部尺寸

#define GUI_TOUCH_SWAP_XY    0     //是否交換坐標
#define GUI_TOUCH_MIRROR_X   0     //設置鏡像X
#define GUI_TOUCH_MIRROR_Y   0     //設置鏡像Y

#endif /* GUITOUCH_CONF_H */

效果圖：

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3.3 將GUI_X_Touch.c文件加入到工程UCGUI_Config目錄。

GUI_X_Touch.c在UCGUI\GUI_X路徑下。

并修改獲取X Y 坐標代碼，加入觸摸屏驅動頭文件。

修改代碼如下：

#include "GUI.h"
#include "GUI_X.h"
#include "touch.h"   //頭文件
void GUI_TOUCH_X_ActivateX(void) {
}

void GUI_TOUCH_X_ActivateY(void) {
}
int  GUI_TOUCH_X_MeasureX(void) {     
//添加獲取觸摸X坐標代碼
	Touch_check();   //掃描觸摸屏
 return TOUCH.x;  //X坐標
}

int  GUI_TOUCH_X_MeasureY(void) {
//添加獲取觸摸Y坐標代碼
  Touch_check(); //掃描觸摸屏
  return TOUCH.y;  //Y坐標
}

效果圖：

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3.4 添加初始化函數(shù)

上邊步驟完成之后，在主函數(shù)添加(自己工程的)觸摸屏的初始化函數(shù)，觸摸屏即可正常運行。

3.5 輪詢檢測觸摸屏

如果GUI沒有加入系統(tǒng)，需要定義一個定時器去掃描觸摸屏，在定時器的中斷服務函數(shù)里加入GUI_TOUCH_Exec();函數(shù)。掃描的頻率為：10毫秒一次

如果GUI加入了系統(tǒng)，可以創(chuàng)建一個單獨的任務，在任務里添加GUI_TOUCH_Exec();

第四章 加入UCOSII系統(tǒng)

4.1 移植準備步驟

本小節(jié)的的移植是基于UCOSII系統(tǒng)的移植

移植系統(tǒng)之前的準備工作：

1. 一份UCOSII源碼
2. 熟悉UCOSII的基本操作(創(chuàng)建工程和任務編寫)

打開GUIConf.h文件，修改當前GUI支持系統(tǒng)

#define GUI_OS (1) /* 系統(tǒng)支持 */

效果圖：

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4.2 在GUI.h加入UCOSII的頭文件。

添加相關頭文件路徑效果圖：

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4.3 添加UCOSII源碼到工程目錄

效果圖：

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注意：加載源碼的時候，不能將ucos_ii.c加入到工程。加入了ucos_ii.c文件會出現(xiàn)重定義。

”ucos_ii.c的代碼作用是加載源文件，因為UCOSII其他源文件我們已手動加入到工程，已不需要ucos_ii.c的代碼”。

4.4 設置UCOSII任務調度時間基準

初始化滴答時鐘，開啟滴答時鐘中斷，設置滴答時鐘10毫秒中斷一次。

(用任何一個硬件定時器都可以代替)

在滴答時鐘中斷服務函數(shù)里加入下面的代碼：

(記得在滴答定時器中斷函數(shù)的代碼文件里引用UCOSII的頭文件：#include "includes.h" )

/*
滴答時鐘中斷服務函數(shù)
*/
void SysTick_Handler(void)
{
	   OSIntEnter();		   //進入中斷
    OSTimeTick();       //調用ucos的時鐘服務程序               
    OSIntExit();         //觸發(fā)任務切換軟中斷
}

效果圖：

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4.5 修改錯誤與正確的宏

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4.6 添加UCOS支持文件

在進行上邊的步驟，之后，編譯工程，會出現(xiàn)如下的錯誤：

Build target 'UCGUI移植'
linking...
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_GetTaskId (referred from guitask.o).
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_InitOS (referred from guitask.o).
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_Lock (referred from guitask.o).
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_Unlock (referred from guitask.o).
Not enough information to list image symbols.
Finished: 1 information, 0 warning and 4 error messages.
"..\OBJ\KEY.axf" - 4 Error(s), 0 Warning(s).
Target not created

根據(jù)報錯提示信息，打開GUITask.c 文件。GUITask.c有提示需要在GUI_X.c文件實現(xiàn)幾個函數(shù)。

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根據(jù)提示，繼續(xù)打開GUI_X.C 。前邊有提到，GUI_X.C文件主要是提供OS系統(tǒng)接口，配置/系統(tǒng)相關的外部環(huán)境。

效果圖：

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我們當前移植的OS是UCOSII系統(tǒng)，打開KEIL工程路徑下的GUI_X文件夾：

效果圖：

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該目錄下有6個與系統(tǒng)接口相關的文件，我們移植的是UCOS系統(tǒng)，其中GUI_X_uCOS.c文件是UCOSII系統(tǒng)的接口。我們將GUI_X_uCOS.c文件加入到工程

效果圖：

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將GUI_X.C文件的三個底層函數(shù)拷貝一份到GUI_X_uCOS.c文件

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); }

效果圖：

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完成上面的步驟之后，將GUI_X.c文件從工程中卸載掉，因為GUI_X_uCOS.c與GUI_X.c文件實現(xiàn)的函數(shù)有很多是相同的，不卸載GUI_X.c會出現(xiàn)重定義的錯誤。

接著修改GUI_X_uCOS.c文件，替換UCOS的延時函數(shù)。(大約在78行)。

void GUI_X_ExecIdle (void) 
{
    //OS_X_Delay(1);
	OSTimeDly(50);  //UCOS延時函數(shù)
}

效果圖：

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4.7 建立任務測試效果

//開始任務
void start_task(void *pdata)
{
  OS_CPU_SR cpu_sr=0;
	pdata = pdata; 
  OS_ENTER_CRITICAL();			      //進入臨界區(qū)(無法被中斷打斷)    
 	OSTaskCreate(led0_task,(void *)0,(OS_STK*)&LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE-1],LED0_TASK_PRIO);	//創(chuàng)建的任務					   
 	OSTaskCreate(led1_task,(void *)0,(OS_STK*)&LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE-1],LED1_TASK_PRIO);	 				   
	OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO);	//掛起起始任務.
	OS_EXIT_CRITICAL();			        //退出臨界區(qū)(可以被中斷打斷)
}


//LED0任務
void led0_task(void *pdata)
{	 	
	u8 i;
	u16 cnt=0;
	/***************************************
	畫一個進度條控件	
	****************************************/

  hProgBar_1 = PROGBAR_Create(0, 0, 240, 40, WM_CF_SHOW); //設置進度條的大小坐標參數(shù)
	PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_1,0,GUI_GREEN); //參數(shù)(句柄,1(0)代表本函數(shù)是顯示進度條覆蓋的區(qū)域還未覆蓋的區(qū)域,進度條覆蓋的顏色)
  PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_1,1,GUI_RED);   //參數(shù)(句柄,1(0)代表本函數(shù)是顯示進度條覆蓋的區(qū)域還未覆蓋的區(qū)域,進度條未覆蓋的顏色)
  PROGBAR_SetValue(hProgBar_1,99);             //參數(shù)(句柄 ,99是進度條顯示的99%) 

	while(1)
	{
	  i=!i;
		LED2(i);
		LED3(i);
		PROGBAR_SetValue(hProgBar_1,cnt);  //顯示進度條1控件 的進度
		OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);           //將一個任務延時若干時間(設定時、 分、 秒、 毫秒)
	  WM_Exec();  
		cnt++;
		if(cnt>=100)
		{
			cnt=0;
		}
	}
}

//LED1任務
void led1_task(void *pdata)
{	  
	u8 i;
	u16 cnt;
	hProgBar_2 = PROGBAR_Create(0, 80, 240, 40, WM_CF_SHOW); //設置進度條的大小坐標參數(shù)
	PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_2,0,GUI_GREEN); //參數(shù)(句柄,1(0)代表本函數(shù)是顯示進度條覆蓋的區(qū)域還未覆蓋的區(qū)域,進度條覆蓋的顏色)
  PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_2,1,GUI_RED);   //參數(shù)(句柄,1(0)代表本函數(shù)是顯示進度條覆蓋的區(qū)域還未覆蓋的區(qū)域,進度條未覆蓋的顏色)

	while(1)
	{
		//GUIDEMO_main();	 //運行DEMO代碼
		i=!i;
		LED1(i);
		LED4(i);
	  PROGBAR_SetValue(hProgBar_2,cnt);  //顯示進度條2控件 的進度
		WM_Exec();                         //顯示生效
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500); //將一個任務延時若干時間(設定時、 分、 秒、 毫秒)
	  cnt++;
		if(cnt>=100)
		{
			cnt=0;
		}
	}
}

效果圖：

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第五章 移植DEMO代碼

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將DEMO文件全部加入工程編譯，最后運行DEMO代碼。

//LED0任務
void led0_task(void *pdata)
{	 	
	u8 i;
	while(1)
	{
	  i=!i;
		LED2(i);
		LED3(i); 
        GUI_TOUCH_Exec();			 //監(jiān)視和刷新觸摸板		
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10);          //將一個任務延時若干時間(設定時、 分、 秒、 毫秒)
	}
}

//LED1任務
void led1_task(void *pdata)
{	  
	u8 i;
	while(1)
	{
		GUIDEMO_main();	 //運行DEMO代碼
		i=!i;
		LED1(i);
		LED4(i);
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10);          //將一個任務延時若干時間(設定時、 分、 秒、 毫秒)
	}
}

系統(tǒng)時間計算

如果跑UCOS系統(tǒng)可以設置UCOS工作頻率高一些: #define OS_TICKS_PER_SEC 1000 //一秒的節(jié)拍時間。

節(jié)拍時間計算方式：滴答時鐘中斷時間 * 節(jié)拍次數(shù) = 1秒

第六章 常用相關函數(shù)解析

6.1 初始化函數(shù)

6.2 設置XY坐標

6.3 設置LCD背景顏色

6.4 設置LCD前景顏色

6.5 在當前坐標顯示文本

示例：

6.6 指定坐標顯示文本

示例：

6.7 顯示文本API函數(shù)集合

6.8 選擇文本繪圖模式

6.9 選擇文本對齊方式

6.10 設置當前文本坐標

6.11 返回當前文本坐標

6.12 清除視窗相關函數(shù)

第七章 儲存設備

默認情形下，存儲設備是被激活的。為了優(yōu)化軟件的性能，對存儲設備的支持可以在配
置文件 GUIConf.h 中加入下面一行而關閉：
#define GUI_SUPPORT_MEMDEV 0

要是使用時，需要將宏開關打開：

完整資料包下載: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/24238463

審核編輯：符乾江