uC/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，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。它采用層次化的設計，功能強大，移植方便，被廣泛地應用于嵌入式領域，如PDA、機頂盒以及DVD NCD播放機等。本文詳細介紹了uC/GUI在ARM 內核S3C44B0X的移植。實踐證明uC/GUI具有良好的實時性和穩(wěn)定性以及廣泛的應用前景。

1、硬件連接與液晶顯示原理

本設計使用的硬件采用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關系如下：

(1)VFRAME：LCD控制器與LCD驅動器之間的幀同步信號。該信號負責指出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;

(2)VLINE：LCD控制器和LCD驅動器之間的線同步脈沖信號。該信號用于將LCD驅動器水平線(行)移位寄存器的內容傳送給LCD屏顯示。LCD控制器在整個水平線(整行)數據移入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;

(3)VCLK：LCD控制器和LCD驅動器之間的像素時鐘信號。由LCD控制器送出的數據在VCLK的上升沿處送出，在VCLK的下降沿被LCD驅動器采樣。該信號與LCD模塊的XCK信號相對應;

(4)VM：LCD驅動器的AC信號。VM信號被LCD驅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，也可以與可變數量的VLINE信號同步;

(5)VD3～0 LCD：像素點的數據輸入端口。與LCD模塊的D3～0相對應：

(6)VD7～4 LCD：像素點的數據輸入端口。與LCD模塊的D7～4相對應。

液晶顯示原理：寫滿整個屏的數據稱為1個“幀”數據，YD是幀同步信號，該信號啟動LCD屏的新一幀數據。兩個YD脈沖之間的時間長度稱為幀周期。根據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)數據輸入鎖存信號，也就是行同步脈沖信號。該信號啟動LCD屏的新一行數據。XCK為行數據輸入信號，也就是每1行中像素點數據傳輸的時鐘信號。每組8位的數據在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位的顯示數據輸入信號。

2、驅動程序設計

下面分三步完成液晶的初始化。

(1)I/O口的初始化

由于采用S3C44B0X的PC接口和PD接口作為LCD驅動接口，因此，需要設置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)。

(2)相應控制寄存器的設置方法

S3C44B0X包括一個LCD控制器時序發(fā)生器TIMEGEN， 由它來產生VFRAM，VLINE，VCLK和VM 控制時序。這些控制信號由寄存器LCOCON1和LCDCON2進行配置。通過對寄存器種配置項目的設置，TIMEGEN就可以產生適應于各種LCD屏的控制信號了。

VFRAM和VLINE脈沖的產生是通過對LCDCON2寄存器的HOZVAL和LINEVAL進行配置來完成的。每個域都與LCD的尺寸和顯示模式有關。

其中，HOZVAL=(顯示寬度/VD數據線位數)-1。

在彩色模式下，顯示寬度=3×每行的像素點數。

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驅動器。由于上述關系，CLKVAL的值決定了VCLK的頻率。為了確定CLKVAL的值，應該計算一下LCD控制器向VD端口傳輸數據的速率，以便使VCLK的值大于數據傳輸的速率。

數據傳輸速率的公式為：

數據傳輸速率=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，數據傳輸速率=640×480×70×3/8=8,064,000Hz。

VCLK值應該大于8MHz而小于16MHz，因此，CLKVAL可以取9～15。

(3)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=(LINEVAL)|(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); 
} 

經過以上幾步，就完成了液晶的硬件驅動，下面就是移植軟件包，調用底層驅動，完成復雜的顯示任務。

3、uC/GUI軟件包的移植

3.1 uC/GUI特點

(1)支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相應的ANSI-C編譯器即可;

(2)所有硬件接口定義都使用可配置的宏;

(3)字符、位圖可顯示與LCD的任意點，并不限制與字節(jié)長度的整數倍數地址;

(4)所有程序在長度和速度方面都進行了優(yōu)化，結構清晰;

(5)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。[!--empirenews.page--]

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行：

(1)按照需要，定制uC/GUI;

(2)指定硬件設備的地址，編寫接口驅動代碼;

(3)編譯、鏈接、調試例子程序;

(4)修改例子程序，并測試增加需要的功能;

(5)編寫自己的應用程序。

3.3 具體實現(xiàn)

(1)首先介紹uC/GUI的目錄結構和基本配置。

uC/GUI主要目錄如下：

GUI/ConvertMono 使用黑白顯示設備時，所要使用的灰度轉換函數

GUI/ConvertColor 使用彩色顯示設備時，使用的色彩轉換函數

GUI/Config 包含了對uC/GUI進行配置的一些文件

GUI/Core uC/GUI核心代碼

GUI/Font uC/GUI與字體相關的代碼文件

GUI/LCDDriver LCD驅動代碼文件

GUI/MemDev 內存設備支持文件代碼

GUI/Touch 輸入設備支持的文件代碼

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

(2)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的內容：

/*LCDConf.h*/
#ifndef LCDCONF_H 
#define LCDCONF_H 
#define LCDG4 //lcd顏色數，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驅動。

LCD驅動程序如前面所述，保存在lcd44b0.c中。出了底層的初始化函數LCD_Init_Controler()以外，還需要做以下修改，這里只提關鍵部分。

主要進行相關的寄存器配置，以及和GUI的接口程序。這里只提及關鍵部分。

① 定義顯示緩沖區(qū)時使用的char數據類型，它是8bit的:

unsigned char Bmp[ARRAY_SIZE_G16];//液晶顯示緩沖數組

② 定義讀寫緩沖區(qū)時使用的數據類型，也是8bit的U8：

#define LCD_READ_MEM (Off)*((U8*)(frameBuffer256+(((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

④ 定義字節(jié)順序：

#define LCD_SWAP_BYTE_ORDER(0)

至此uC/GUI的移植基本上已經完成了。當然這里只提供了移植的關鍵部分，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、數據顯示程序設計

數據顯示程序主要是基于uC/GUI平臺的GUI函數庫，完成字符、曲線的繪制。與畫線相關的GUI函數有：

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坐標系下的起點和終點的橫坐標和縱坐標。

GUI DispDec()

原型：void GUI_DispDec(I32 v，U8 Len);

其中，v為要顯示的十進制變量值，Len為要顯示的數據的位數。

5、總結

本文主要介紹了基于ARM7內核S3C44B0X和L78C64液晶模塊硬件平臺的uC/GUI的移植，以及在工程上的應用，經過實際應用發(fā)現(xiàn)，uC/GUI功能強大，響應迅速，穩(wěn)定性高，具有廣泛的應用前景。