stm32 UCGUI 完美移植

UCGUI是一种嵌入式应用中的图形支持系统。它设计用于为任何使用LCD图形显示的应用提供高效的独立于处理器及LCD控制器的图形用户接口，它适用单任务或是多任务系统环境, 并适用于任意LCD控制器和CPU下任何尺寸的真实显示或虚拟显示。

 

        它的设计架构是模块化的，由不同的模块中的不同层组成，由一个LCD驱动层来包含所有对LCD的具体图形操作。UCGUI可以在任何的CPU上运行，因为它是100%的标准C代码编写的。

 

        类似程序还有国产的一个MINIGUI （），MiniGUI 是一个自由软件项目。其目标是提供一个快速、稳定、跨操作系统的图形用户界面（GUI）支持系统，尤其是基于 Linux/uClinux、eCos 以及其他传统 RTOS（如 VxWorks、ThreadX、uC/OS-II、Nucleus 等）的实时嵌入式操作系统。有机会尝试下，支持下国产，毕竟国内这样的公司不多。。

 

        这里移植的UCGUI3.90a版本，虽然已经有更新的版本，比如UCGUI3.98、甚至4.04版本。但是目前来说只有这个版本的代码是最全的，包括了JPEG , MULTILAYER , MEMDEV ,AntiAlias等模块。一直想尝试做一个数码相册，JEPG模块自然少不了，所以移植了这个版本。

 

        

 

        整个移植过程，让LCD显示图案倒是没花多少时间，资料也比较多，但是在移植触摸屏的时候卡了好几天，然后又是 UCGUI 指针图标 移动有重影(LCD读取像素颜色函数有问题)。。。总之移植是个累人的活  

 

        首先需要保证你的LCD驱动和触摸屏驱动是有效的，如果你的LCD也是ili93xx 控制器 XPT2046控制器的触摸屏可以参考    两篇文章

 

        UCGUI的文件数量很大，主要用到UCGUI390a/Start/Config 和 UCGUI390a/Start/GUI两个文件夹下文件，不过文件数量也已经很多了 。。。

        相关文件介绍如下：

    将Config和GUI下所有文件加入工程，MDK中新建工程需要划分好结构，这是UCGUI官方推荐的结构：

  

        

        JPEG, MemDev , MultiLayer , Widget , Wm 这5 个文件夹的内容可以暂时不加入MDK工程。

 

        因为这些文件起到的是扩展功能，在移植阶段可以先不添加，等到以后用到其中的功能时再选择添加。但是建议都添加进去，避免遇到各种无解问题。。

 

        当然前提是在配置时要把相应的功能开关关掉，在下面的步骤中会提到。   

 

        ConverMono , ConverColor ,Core ,Font 这四个目录下的文件是不用修改的。

 

        要修改的文件在LCDDriver ，Config 这两个目录下。

 

    LCDDriver 是LCD的驱动接口函数文件，需要将自己的LCD驱动函数提供给UCGUI调用。

    需要提供3个LCD底层驱动函数：

• void LCD_L0_SetPixelIndex(int x, int y, int PixelIndex)  LCD画点函数, 用指定颜色填充一个像素
• unsigned int LCD_L0_GetPixelIndex(int x, int y)  LCD读取定点颜色函数，读取一个像素点的16位RGB颜色值
• void LCD_L0_FillRect(int x0, int y0, int x1, int y1)  矩形填充函数，用指定颜色填充一个矩形 。这个函数也可以不改 使用UCGUI的函数，用一个一个的像素点填充成一个矩形。也可以在底层驱动根据像素个数直接往GRAM 中写数据，封装成函数，供这个函数调用。速度会快很多。

   其他的画线画图形函数，也可以同样优化。

    

   LCDDriver 下有三个文件， LCDDummy.c 、 LCDNull.c 和LCDWin.c。 这三个都是UCGUI LCD接口模板文件。功能一样，只是移植时修改的细节不一样。我们可以选用其中一个，稍作修改作为接口文件。以LCDDummy.c为例：

01	#include "LCD_Private.h"      /* private modul definitions & config */

02	#include "GUI_Private.h"

03	#include "GUIDebug.h"

04

05	/*#if (LCD_CONTROLLER == -1) \

06	&& (!defined(WIN32) | defined(LCD_SIMCONTROLLER))*/    //必须注释，否则不会编译

07

08	#include "ili93xx.h"                //包含你的LCD驱动函数声明

09	#if (LCD_CONTROLLER == -1)       //这句对应Config/LCDConf.h

10

11

........

12

........

13

14	void LCD_L0_SetPixelIndex(int x, int y, int PixelIndex) {

15

16	POINT_COLOR = PixelIndex;      //我的画点函数使用了一个全局变量设定颜色

17	LCD_DrawPoint(x,y);                    //画点函数

18

19

}

20

21

........

22

........

23

24	unsigned int LCD_L0_GetPixelIndex(int x, int y) {

25

26	return LCD_ReadPoint(x,y);     //我的读取像素颜色函数

27

}

28

........

29

........

30

31	void LCD_L0_FillRect(int x0, int y0, int x1, int y1) {

32

33	LCD_Fill(x0,y0,x1,y1,LCD_COLORINDEX);    //填充矩形函数

34	/*for (; y0 <= y1; y0++) {

35	LCD_L0_DrawHLine(x0, y0, x1);

36

}*/

37

}

UCGUI提供了一些LCD控制器的驱动函数，但是这种配置方法，可以适用于任何控制IC。

 

到这就算完成三分之一了，接下来修改Config文件夹下文件，Config下有三个文件：

    GUIConf.h     LCDConf.h     GUITouchConf.h  

        还需要加入一个GUI_X.c文件，要不然编译的时候会有错误。直接复制UCGUI390a\Sample\GUI_X\GUI_X.c即可。如果打开了触摸功能还需要加入一个UCGUI390a\Sample\GUI_X\GUI_X_Touch.c 。

    这三个文件是UCGUI的上层配置文件，也就是GUI 一些功能的开关。

 

    GUIConf.h:

01	#ifndef GUICONF_H

02	#define GUICONF_H

03

04	#define GUI_OS                    (0)  /* 操作系统的支持，当用到ucos 时需要打开  Compile with multitasking support */

05	#define GUI_SUPPORT_TOUCH         (1)  /* 触摸屏的支持        Support a touch screen (req. win-manager) */

06	#define GUI_SUPPORT_UNICODE       (0)  /* 用汉字库时再打开 Support mixed ASCII/UNICODE strings */

07

08	#define GUI_DEFAULT_FONT          &GUI_Font6x8      /* 定义字体大小     */

09	#define GUI_ALLOC_SIZE          12500   /*分配的动态内存空间  Size of dynamic memory ... For WM and memory devices*/

10

11	/*********************************************************************

12

*

13	*         Configuration of available packages

14

*/

15

16	#define GUI_WINSUPPORT            1  /* 窗口功能支持  要使用指针图标 必须打开     Window manager package available */

17	#define GUI_SUPPORT_MEMDEV        1  /* 内存管理     Memory devices available */

18	#define GUI_SUPPORT_AA            1  /* 抗锯齿功能，打开后可以提高显示效果       Anti aliasing available */

19

20	#endif  /* Avoid multiple inclusion */

        LCDConf.h

01	#ifndef LCDCONF_H

02	#define LCDCONF_H

03

04	#define LCD_XSIZE      (240)   /* lcd 的水平分辨率  X-resolution of LCD, Logical coor. */

05	#define LCD_YSIZE      (320)   /* lcd 的垂直分辨率  Y-resolution of LCD, Logical coor. */

06

07	#define LCD_BITSPERPIXEL   (16)    /* 16位颜色RGB值 颜色深度*/

08	#define LCD_SWAP_RB        (1)     /*红蓝反色交换 */

09

10	/* lcd 控制器的具体型号

11

*

12	*      设置为 -1时 会编译LCDDriver 下 LCDDummy.c

13	*      设置为 -2时 会编译LCDDriver 下 LCDNull.c

14

*

15	*      还需要修改LCDDriver 下文件的宏定义 才可以被编译

16	*      eg. LCDDummy.c：

17

*

18	*              #if (LCD_CONTROLLER == -1) && (!defined(WIN32) |defined(LCD_SIMCONTROLLER))

19	*          改为

20	*              #if (LCD_CONTROLLER == -1)

21

*/

22	#define LCD_CONTROLLER  -1        //设置为-1\-2，因为UCGUI没有相应LCD 控制IC驱动

23

24	#define LCD_INIT_CONTROLLER() LCD_Config();     //绑定相关LCD底层驱动的初始化函数

配置完这两个文件，如果不启用触摸屏的话，UCGUI已经可以正常运行。

 

下面细讲下UCGUI触摸屏的配置，这个折腾了我好几天的“简单”问题。。

 

首先配置GUIToucConf.h

01	#ifndef GUITOUCH_CONF_H

02	#define GUITOUCH_CONF_H

03

04	/* 正点原子LCD相关参数,不同LCD值不同，需另测 */

05	#define GUI_TOUCH_AD_LEFT       120     //最左边x轴的AD值,非坐标值

06	#define GUI_TOUCH_AD_RIGHT             1870    //最右边x轴的AD值

07	#define GUI_TOUCH_AD_TOP            90      //最上边y轴的AD值

08	#define GUI_TOUCH_AD_BOTTOM         1850    //最下边y轴的AD值

09

10	#define GUI_TOUCH_SWAP_XY    0    //不允许翻转

11	#define GUI_TOUCH_MIRROR_X   0

12	#define GUI_TOUCH_MIRROR_Y   0

13

14	#endif /* GUITOUCH_CONF_H */

UCGUI 触摸屏驱动接口函数文件 GUI_X_Touch.c ：

01	#include "GUI.h"

02	#include "GUI_X.h"

03

04	#include "xpt2046.h"

05	//#include "stdio.h"

06

07	void GUI_TOUCH_X_ActivateX(void) {    //不用配置

08

}

09

10	void GUI_TOUCH_X_ActivateY(void) {  //不用配置

11

}

12

13	int  GUI_TOUCH_X_MeasureX(void) {

14

15	u16 var = ADS_Read_XY(CMD_RDX);  //读取X轴的AD转换值  不是坐标值

16

17	//printf("\r\n MeasureX is %d \r\n",var);

18

19	return var;

20

}

21

22	int  GUI_TOUCH_X_MeasureY(void) {

23

24	u16 var = ADS_Read_XY(CMD_RDY);   //读取Y轴的AD转换值

25

26

27	//printf("\r\n MeasureY is %d \r\n",var);

28

29	return var;

30

}

还有最关键的一点就是，何时触发UCGUI调用这些函数，测量AD值，定位触摸点的坐标。很多文档都没清这个问题，可以使用两种方法来触发：

•     设定触摸屏的一个引脚为外部触发，触摸点击时，电平变化触发中断，在中断函数中调用GUI_TOUCH_Exec()函数，让UCGUI更新TOUCH时间数据。
•     设定一个10ms的定时器中断不断查询，在中断函数中调用GUI_TOUCH_Exec()。

其实第一个方案，看似更为合适，不占用CPU，让CPU可以处理其他事情。但是UCGUI的触摸事件，一次触摸只会读取一个轴的AD值，也就是说一次读取X轴AD,下一次在读取Y轴AD值。这样导致获得的数据都是错误的。uCGUI 有处理的抖动的函数_StoreUnstable(x, y)，会将误差较大的数据过滤，两次点击事件时间很短的话，也至少会是一次正确坐标，一次错误坐标 ..

    eg.    

       点击事件1：  MeasureY AD is 736  , coordinate is     X = 134261972 ,Y= 134261972 

 

       点击事件2： MeasureX AD is 576   , coordinate is     X = 62 ,Y= 117 

 

而且外部中断的方法，只能获得触摸点击的事件，无法获得触摸移动的事件。所以采用了查询的方法。。使用Stm32的滴答定时器 产生一个10ms的中断，在中断函数中调用UCGUI更新函数。。

 

    stm32f10x_it.c：

1	#include "stm32f10x_it.h"

2	#include "GUI.h"

3

4	void SysTick_Handler(void)

5

{

6	GUI_TOUCH_Exec();       //调用UCGUI TOUCH相关函数

7	GUI_Exec();             //GUI事件更新

8

9

}

这里还调用了GUI_Exec（）函数，让UCGUI更新,这个函数必须要加上，有文档说还需要修改GUI_TOUCH_DriverAnalog.c 下的一些函数 其实没必要 ...

 

配置完成后，在main.c中初始化GUI,调用相关函数实现显示一个指针鼠标，跟随触摸移动。。

 

main.c:

01	#include "common.h"

02	#include "GUI.h"

03

04	void Delay(u32 us)

05

{

06	u32 time=100*us/7;

07	while(--time);

08

}

09

10	int main(void)

11

{

12	//stm32 初始化

13	RCC_Configuration();

14	NVIC_Configuration();

15	USART_Configuration();

16	SPI_Configuration();

17	GPIO_Configuration();

18

19	GUI_Init();

20

21	Delay(100000);

22

23	GUI_SetBkColor(GUI_RED); //设置背景颜色

24	GUI_SetColor(GUI_WHITE); //设置前景颜色，及字体和绘图的颜色

25	GUI_Clear(); //按指定颜色清屏

26	GUI_DispStringAt("Hello World ..",10,10); //显示字符

27	GUI_CURSOR_Show();     //显示鼠标,测试触摸屏     必须打开窗口功能 GUI_WINSUPPORT

28

29	Delay(1000000);        //必须稍加延时,否则会白屏

30

31	SysTick_Config(720000); //10ms

32

33

while(1);

34

}

 

编译如果没出错，可能你就成功了。但往往没有那么简单,很可能还有第三步，也很可能是最耗时的一步——调试 。。

 

这里再附上一份整理的UCGUI API函数列表：

 

UCGUI 指针跟随效果:                                                                 UCGUI Xeye Demo 效果: