ARM嵌入式系統(tǒng)GUI開(kāi)發(fā)分析

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 ARM嵌入式系統(tǒng)GUI開(kāi)發(fā)分析 隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，它在軟件和硬件上日趨復(fù)雜，對(duì)于人機(jī)交互的效率的要求也日漸提高，特別是一些復(fù)雜的工控設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)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(dú)立了出來(lái)。嵌入式GUI發(fā)展至今，已經(jīng)有了許多的種類，具有了強(qiáng)大的功能。嵌入式GUI已經(jīng)成為一個(gè)成功的嵌入式系統(tǒng)不可缺少的組成部分。本文在ARM為的嵌入式系統(tǒng)上開(kāi)展了圖形界面的開(kāi)發(fā)，并對(duì)Windows界面開(kāi)展了模擬。 1 ARM處理器 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算

2、機(jī)技術(shù)為根底，軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)功能、對(duì)可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)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(shè)備；嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。所以，介入嵌入式系統(tǒng)行業(yè)，必須有一個(gè)正確的定位。例如Palm之所以在PDA領(lǐng)域占有70%以上的市場(chǎng)，就是因?yàn)槠淞⒆阌趥€(gè)人電子消費(fèi)品，著重發(fā)展圖形界面和多任務(wù)管理；而風(fēng)河的Vxworks之所以在火星車上得以應(yīng)用，則是因?yàn)槠涓邔?shí)時(shí)性和高可靠性。 特定的應(yīng)用

3、程序ARM（Advanced RISC Machines）微處理器是采用ARM技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器，這種ARM核技術(shù)是由英國(guó)的ARM公司所授權(quán)。世界各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商從ARM公司購(gòu)買(mǎi)其設(shè)計(jì)的ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，參加適當(dāng)?shù)耐鈬娐罚瑥亩纬勺约旱腁RM微處理器芯片進(jìn)入市場(chǎng)。ARM處理器是一個(gè)32位元精簡(jiǎn)指令集（RISC）處理器架構(gòu)，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。ARM處理器特點(diǎn)：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；大量使用存放器，指令執(zhí)行速度更快；大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在存放器中完成；尋址

4、方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高；指令長(zhǎng)度固定。 2 圖形用戶界面特征和發(fā)展趨勢(shì) 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(jì)算機(jī)操作環(huán)境用戶接口。與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行界面相比，圖形界面對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)便易用。GUI的廣泛應(yīng)用是當(dāng)今計(jì)算機(jī)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(guò)窗口、菜單、按鍵等方式來(lái)方便地開(kāi)展操作。而嵌入式GUI具有下面幾個(gè)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(diǎn)。的廣泛流行是當(dāng)今計(jì)算機(jī)技

5、術(shù)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(guò)窗口、菜單方便的開(kāi)展操作。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(gè)工作區(qū)域。一個(gè)屏幕上可以有多個(gè)窗口。I（Icons）指圖形，系形象化的圖形標(biāo)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(biāo)器等，便于用戶直接對(duì)屏幕對(duì)象開(kāi)展操作。 2、用戶模型 GUI采用了不少Desktop桌面辦公的隱喻，是應(yīng)用者共享一個(gè)直觀的界面框架。由于人們熟悉辦公桌的情況，因而對(duì)計(jì)算機(jī)顯示的圖形符號(hào)的含義容易理解，

6、諸如：文件夾、收件箱、畫(huà)筆、工作薄、鑰匙及時(shí)鐘等。 3、直接操作 過(guò)去的界面不僅需要記憶大量命令，而且需要制定操作對(duì)象的位置，如行號(hào)、空格數(shù)、X及Y的坐標(biāo)等。采用GUI后，用戶可直接對(duì)屏幕上的對(duì)象開(kāi)展操作，如拖動(dòng)、刪除、插入以至放大和旋轉(zhuǎn)等。用戶執(zhí)行操作后，屏幕能立即給出反應(yīng)信息或結(jié)果，因而稱為所見(jiàn)即所得（What you see is what you get）。用視、點(diǎn)（鼠標(biāo)）代替了記、擊（鍵盤(pán)），給用戶帶來(lái)了方便。 2.2 圖形用戶界面的發(fā)展趨勢(shì) 隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，新的人機(jī)交互技術(shù)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

7、如下：以用戶為中心、智能化、高帶寬、不限制地點(diǎn)、圖示編程等。 3 ARM嵌入式系統(tǒng)GUI開(kāi)發(fā) 近年來(lái)，嵌入式系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，產(chǎn)品形態(tài)多種多樣，由于嵌入式產(chǎn)品更加商品化，對(duì)圖形用戶界面（GUI）的要求也越來(lái)越高。 3.1 LCD及其驅(qū)動(dòng) 本設(shè)計(jì)采用2.2英寸TFT液晶屏TFT6758液晶模塊，其工作電壓為3.3V,內(nèi)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?yàn)橐壕K內(nèi)部包含了HD66781和HD66783液晶控制驅(qū)動(dòng)器）。在使用液晶屏?xí)r需要先添加其相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，點(diǎn)陣液晶顯示器TFT6758的驅(qū)動(dòng)芯片為HD66781,門(mén)驅(qū)動(dòng)（Gate driver）芯片

8、為 HD66783。 圖1 TFT6758液晶模塊應(yīng)用電路 3.2 軟件平臺(tái)的選用 目前在市場(chǎng)上有幾種發(fā)展成熟、比較有代表性的嵌入式GUI開(kāi)發(fā)軟件，如*飛漫軟件公司的MiniGUI、美國(guó)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)上開(kāi)展移植，這樣就一定會(huì)增加時(shí)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(shè)計(jì)的軟件平臺(tái)。 3.3 模擬Windows界面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 我們經(jīng)常使用的Windows系統(tǒng)的桌面，便是一個(gè)華麗的圖形用戶界面，所以設(shè)計(jì)模擬了Windows的桌面的圖形界面。 這個(gè)界面的設(shè)計(jì)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(guò)計(jì)算得到狀態(tài)欄的坐標(biāo)值，在液晶顯示屏的下方選擇綠色和藍(lán)色填充兩個(gè)矩形，作為狀態(tài)欄。判斷是否有鍵按下，若沒(méi)有就繼續(xù)顯示桌面，有鍵按下就顯示開(kāi)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(jié)束語(yǔ) 近年來(lái)，隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，嵌入式設(shè)備將適用于更廣闊的領(lǐng)域，航天、航空、軍事、醫(yī)學(xué)，還有與百姓生活息息相關(guān)的家電、運(yùn)輸、通