uC/GUI在S3C44B0X的移植及其在數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用 　

　C/GUI是Micrigm 公司推出的用于嵌入式系統(tǒng)的圖形用戶接口（graphics user interface，GUI）軟件包，由于uC/GUI完全以ANSI-C編寫，因此它與處理器無關(guān)，可以很方便地移植到不同的操作系統(tǒng)和嵌入式微處理器上，并可支持不同尺寸的圖形液晶顯示器。它采用層次化的設(shè)計，功能強大，移植方便，被廣泛地應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域，如PDA、機頂盒以及DVD NCD播放機等。本文詳細(xì)介紹了uC/GUI在ARM 內(nèi)核S3C44B0X的移植。實踐證明uC/GUI具有良好的實時性和穩(wěn)定性以及廣泛的應(yīng)用前景。
　　1 硬件連接與液晶顯示原理
　　本設(shè)計使用的硬件采用ARM7開發(fā)板，液晶模塊為L78C64，它是7.8in 256色STN型LCD顯示屏，分辨率為640×480。
　　LCD控制器外部接口信號的定義及其與LCD模塊各信號之間的對應(yīng)關(guān)系如下：
　　（1）VFRAME：LCD控制器與LCD驅(qū)動器之間的幀同步信號。該信號負(fù)責(zé)指出LCD屏新的一幀開始的時間。LCD控制器在一個完整幀顯示完成后立即插入一個VFRAME信號，并開始新一幀的顯示。該信號與LCD模塊的YD信號相對應(yīng);
　?。?）VLINE：LCD控制器和LCD驅(qū)動器之間的線同步脈沖信號。該信號用于將LCD驅(qū)動器水平線（行）移位寄存器的內(nèi)容傳送給LCD屏顯示。LCD控制器在整個水平線（整行）數(shù)據(jù)移入LCD控制器后，插入一個VLINE信號。該信號與LCD模塊的LP信號相對應(yīng);
　?。?）VCLK：LCD控制器和LCD驅(qū)動器之間的像素時鐘信號。由LCD控制器送出的數(shù)據(jù)在VCLK的上升沿處送出，在VCLK的下降沿被LCD驅(qū)動器采樣。該信號與LCD模塊的XCK信號相對應(yīng);
　　（4）VM：LCD驅(qū)動器的AC信號。VM信號被LCD驅(qū)動器用于改變行和列的電壓極性，從而控制像素點的顯示和熄滅。VM信號可以與每個幀同步，也可以與可變數(shù)量的VLINE信號同步;
　　（5）VD3～0 LCD：像素點的數(shù)據(jù)輸入端口。與LCD模塊的D3～0相對應(yīng)：
　?。?）VD7～4 LCD：像素點的數(shù)據(jù)輸入端口。與LCD模塊的D7～4相對應(yīng)。
　　液晶顯示原理：寫滿整個屏的數(shù)據(jù)稱為1個“幀”數(shù)據(jù)，YD是幀同步信號，該信號啟動LCD屏的新一幀數(shù)據(jù)。兩個YD脈沖之間的時間長度稱為幀周期。根據(jù)LCD模塊的特性，刷新時間為12～14ms，頻率為70～80Hz。每一幀包括480個LP脈沖。LP為行（共480行）數(shù)據(jù)輸入鎖存信號，也就是行同步脈沖信號。該信號啟動LCD屏的新一行數(shù)據(jù)。XCK為行數(shù)據(jù)輸入信號，也就是每1行中像素點數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r鐘信號。每組8位的數(shù)據(jù)在XCK的下降沿被輸入鎖存，因此，每1行包括640×3/8個XCK脈沖信號。D0～D7是8位的顯示數(shù)據(jù)輸入信號。
　　2 驅(qū)動程序設(shè)計
　　下面分三步完成液晶的初始化。
　?。?）I/O口的初始化
　　由于采用S3C44B0X的PC接口和PD接口作為LCD驅(qū)動接口，因此，需要設(shè)置PC接口工作在第3功能狀態(tài)和PD接口工作在第2功能狀態(tài)。
　?。?）相應(yīng)控制寄存器的設(shè)置方法
　　S3C44B0X包括一個LCD控制器時序發(fā)生器TIMEGEN， 由它來產(chǎn)生VFRAM，VLINE，VCLK和VM 控制時序。這些控制信號由寄存器LCOCON1和LCDCON2進(jìn)行配置。通過對寄存器種配置項目的設(shè)置，TIMEGEN就可以產(chǎn)生適應(yīng)于各種LCD屏的控制信號了。
　　VFRAM 和VLINE脈沖的產(chǎn)生是通過對LCDCON2寄存器的HOZVAL和LINEVAL進(jìn)行配置來完成的。每個域都與LCD的尺寸和顯示模式有關(guān)。
　　其中，HOZVAL=（顯示寬度/VD數(shù)據(jù)線位數(shù)）-1。
　　在彩色模式下，顯示寬度=3×每行的像素點數(shù)。
　　對所選的液晶模塊，HOZVAL=（640×3/8）-1;LINEVAL=（顯示寬度）-1。
　　對所選的液晶模塊，LlNEVAL=480-1。
　　VCLK信號的頻率可以通過LCDCON1寄存器的CLKVAL域來確定，即
　　VCLK=MCLK/（CLKVAL×2）
　　LCD控制器的最大VCLK頻率為16.5MHz，幾乎支持所有已有的LCD驅(qū)動器。由于上述關(guān)系，CLKVAL的值決定了VCLK的頻率。為了確定CLKVAL的值，應(yīng)該計算一下LCD控制器向VD端口傳輸數(shù)據(jù)的速率，以便使VCLK的值大于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?br /> 　　數(shù)據(jù)傳輸速率的公式為：
　　數(shù)據(jù)傳輸速率=HS×VS×FR×MV
　　其中，HS—LCD的行像素值;VS—LCD的列像素值：FR—幀速率;MV—模式值，這里取8位單掃描，彩色。
　　對于所選用的液晶模塊：HS=640;VS=480;FR=70Hz：MV=3/8。因此，數(shù)據(jù)傳輸速率=640×480×70×3/8=8，064，000Hz。
　　VCLK值應(yīng)該大于8MHz而小于16MHz，因此，CLKVAL可以取9～15。
　?。?）完整的液晶初始化程序
　　void LCD_Init_Controler（）
　　{rLCDCON1=（0）|（2《《5）|（MVAL_USED《《7）|（0x3《《8）|（0x3《《10）|（CLKVAL_COLOR《《12）;
　　//disable，8B_SNGL_SCAN，WDLY=8clk，WLH=8clk，rLCDCON2=
　?。↙INEVAL）|（HOZVAL_COLOR《《10）|（10《《21）;
　　//LINEBLANK=10（without any calculation）
　　rLCDSADDR1= （0x3《《27） | （（（U32）
　　frameBuffer256》》22）《《21）|
　　M5D（（U32）frameBuffer256》》1）;
　　//256-color，LCDBANK，LCDBASEU
　　rLCDSADDR2=M5D（（（（U32）frameBuffer256+（SCR_XSIZE*LCD_YSIZE））》》1））|（MVAL《《21）;
　　rLCDSADDR3= （LCD_XSIZE/2） | （（（SCR_XSIZE-LCD_XSIZE）/2）《《9）;
　　//The following value has to be changed forbetter display.
　　rREDLUT =0xfdb96420;
　　rGREENLUT=0xfdb96420;
　　rBLUELUT=0xfb40;
　　rDITHMODE=0x0;
　　rDP1_2=0xa5a5;
　　rDP4_7=0xba5da65;
　　rDP3_5=0xa5a5f;
　　rDP2_3=0xd6b;
　　rDP5_7=0xeb7b5ed：
　　rDP3_4=0x7dbe;
　　rDP4_5=0x7ebdf;
　　rDP6_7=0x7fdfbfe;
　　rLCDCON1= （1）|（2《《5）|（0《《7）|（0x3《《8）|（0x3《《10）|（4《《12）;
　　經(jīng)過以上幾步，就完成了液晶的硬件驅(qū)動，下面就是移植軟件包，調(diào)用底層驅(qū)動，完成復(fù)雜的顯示任務(wù)。
　　3 uC/GUI軟件包的移植
　　3.1 uC/GUI特點
　?。?）支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相應(yīng)的ANSI-C編譯器即可;
　　（2）所有硬件接口定義都使用可配置的宏;
　?。?）字符、位圖可顯示與LCD的任意點，并不限制與字節(jié)長度的整數(shù)倍數(shù)地址;
　　（4）所有程序在長度和速度方面都進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)構(gòu)清晰;
　?。?）對于慢速的LCD控制器，可以使用緩沖存儲器減少訪問時間，提高顯示速度。
　　3.2 uC/GUl移植步驟
　　在使用uC/GUI時，可以按照以下幾個步驟來進(jìn)行：
　?。?）按照需要，定制uC/GUI;
　　（2）指定硬件設(shè)備的地址，編寫接口驅(qū)動代碼;
　　（3）編譯、鏈接、調(diào)試?yán)映绦?
　?。?）修改例子程序，并測試增加需要的功能;
　?。?）編寫自己的應(yīng)用程序。
　　3.3 具體實現(xiàn)
　　（1）首先介紹uC/GUI的目錄結(jié)構(gòu)和基本配置。
　　uC/GUI主要目錄如下：
　　GUI/ConvertMono 使用黑白顯示設(shè)備時，所要使用的灰度轉(zhuǎn)換函數(shù)
　　GUI/ConvertColor 使用彩色顯示設(shè)備時，使用的色彩轉(zhuǎn)換函數(shù)
　　GUI/Config 包含了對uC/GUI進(jìn)行配置的一些文件
　　GUI/Core uC/GUI核心代碼
　　GUI/Font uC/GUI與字體相關(guān)的代碼文件
　　GUI/LCDDriver LCD驅(qū)動代碼文件
　　GUI/MemDev 內(nèi)存設(shè)備支持文件代碼
　　GUI/Touch 輸入設(shè)備支持的文件代碼
　　GUI/Widget uC/GU1支持的控件代碼，包括編輯框、列表框、按鈕和選擇框等
　　GUI/WM uC/GUI窗口管理部分代碼
　?。?）修改uC/GUI，使之適于移植。
　　在ADS環(huán)境中新建一個工程，將上述gui文件夾下的所有文件加入工程。
　　將Config文件夾下的3個文件GUIConf.h、
　　GUITouchConf.h和LCDConf.h加入新工程，如下修改LCDConf.h的內(nèi)容：
　　/*LCDConf.h*/
　　#ifndef LCDCONF_H
　　#define LCDCONF_H
　　#define LCDG4 //lcd顏色數(shù)，必須定義，LCDMONO（單色），LCDG4（四級灰度），LCDG16（16級灰度）
　　#define LCD_XSIZE（640）/* LCD水平分辨率 */
　　#define LCD_YSIZE（480）/* LCD垂直分辨率 */
　　#define LCD BITSPERPIXEL（8）
　　#endif /*LCDC0NF_H*/
　　/*以下是S3C44B0X LCD控制器的配置*/
　　#include “。.incoption.h”
　　#define SCR_XSIZE （640）//視窗屏幕大小
　　#define SCR_YSIZE （480）
　　#define LCD_XSIZE （640）//液晶屏幕大小
　　#define LCD_YSIZE （480）
　　#define M5D（n）（（n）&0x1fffff）
　　#define ARRAY_SIZE_G4（SCR_XSIZE/4*SCR_YSIZE）
　　#define HOZVAL （LCD_XSIZE/4-1）
　　#define HOZVAL_COLOR （LCD_XSIZE*3/8-1）
　　#define LINEVAL （LCD_YSIZE-1）
　　#define MVAL （13）
　　#define CLKVAL_G4 （10）
　　#define MVAL_USED 0
　　#endif /*LCDCONF_H */
　　（3）加載LCD驅(qū)動。
　　LCD驅(qū)動程序如前面所述，保存在lcd44b0.c中。出了底層的初始化函數(shù)LCD_Init_Controler（）以外，還需要做以下修改，這里只提關(guān)鍵部分。
　　主要進(jìn)行相關(guān)的寄存器配置，以及和GUI的接口程序。這里只提及關(guān)鍵部分。
　　① 定義顯示緩沖區(qū)時使用的char數(shù)據(jù)類型，它是8bit的：
　　unsigned char Bmp［ARRAY_SIZE_G16］;//液晶顯示緩沖數(shù)組
　　② 定義讀寫緩沖區(qū)時使用的數(shù)據(jù)類型，也是8bit的U8：
　　#define LCD_READ_MEM （Off）*（（U8*）（frame
　　Buffer256+（（（U32）（Off）））））
　　#define LCD_WRRITE_MEM（Off，data）*（（U8*）frameBuffer256+（（（U32）（Off）））））=data
　　#define LCD_WRITE_REG（Off，data）
　　⑧ 定義液晶總線寬度定義位8bit：
　　#ifndef LCD_BUSWIDTH
　　#define LCD_BUSWIDTH（8）
　　#endif
　?、?定義字節(jié)順序：
　　#define LCD_SWAP_BYTE_ORDER（0）
　　至此uC/GUI的移植基本上已經(jīng)完成了。當(dāng)然這里只提供了移植的關(guān)鍵部分，更多更完整的移植還需要做不少的工作，如觸控屏的移植、鍵盤鼠標(biāo)的移植以及中文字體的移植等。詳情請參閱uC/GUI手冊中Getting Started一章。
　　4 數(shù)據(jù)顯示程序設(shè)計
　　數(shù)據(jù)顯示程序主要是基于uC/GUI平臺的GUI函數(shù)庫，完成字符、曲線的繪制。與畫線相關(guān)的GUI函數(shù)有：
　　GUI DrawHLine（）
　　原型：void GUI_DrawLine（int x0，int y0，int x1，int y1）;
　　其中，x0、y0、x1、y1分別為UGI坐標(biāo)系下的起點和終點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
　　GUI DispDec（）
　　原型：void GUI_DispDec（I32 v，U8 Len）;
　　其中，v為要顯示的十進(jìn)制變量值，Len為要顯示的數(shù)據(jù)的位數(shù)。
　　5 總結(jié)
　　本文主要介紹了基于ARM7內(nèi)核S3C44B0X和L78C64液晶模塊硬件平臺的uC/GUI的移植，以及在工程上的應(yīng)用，經(jīng)過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，uC/GUI功能強大，響應(yīng)迅速，穩(wěn)定性高，具有廣泛的應(yīng)用前景。