uC/GUI是Micrigm 公司推出的用于嵌入式系統的圖形用戶接口(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功能狀態和PD接口工作在第2功能狀態。
(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
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
(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: