摘 要：介紹了Micrium公司開發的一個為嵌入式應用軟件設計的通用圖形軟件庫μC/GUI，提出了在μC/GUI中T6963C LCD控制器驅動移植及矢量漢字顯示的實現方法。該方法為μC/GUI的其他LCD控制器驅動移植及字庫實現提供了參考，同時為利用μC/GUI實現更為復雜的圖形用戶界面打下了基礎。
　　關鍵詞：圖形用戶界面；矢量漢字；液晶控制器

 　　在眾多嵌入式系統中，如手機、PDA和數字機頂盒(STB）等，系統使用者往往要求具有菜單、窗口和按鈕等圖形元素的人機交互界面UI(User Interface），而系統設計和實現者又迫切需要系統UI模塊開發的支撐平臺。該支撐平臺以應用開發組件(Application Development Component）的方式來有效提高嵌入式應用的開發效率，這種組件被稱為嵌入式圖形用戶界面(GUI）。
　　當前比較流行的GUI主要有MicroWindows、MiniGUI、QT/Embedded、OpenGUI等，普遍采用客戶/服務器結構、多線程概念，主要用于嵌入式Linux系統中。本文介紹的μC/GUI是Micrium公司開發的一個為嵌入式應用軟件設計的通用圖形軟件庫。它為任何一個使用圖形LCD的應用提供一個有效的不依賴于處理器和LCD控制器的圖形用戶接口。它能工作于單任務或多任務的系統環境下。μC/GUI適用于使用任何LCD控制器和CPU的任何尺寸的物理和虛擬顯示。同時，μC/GUI適用于所有的CPU，因為它是由100%的ANSI的C語言編寫的。而且，μC/GUI適合于大多數使用黑白/彩色LCD的應用程序。它有一個很好的顏色管理器，允許它處理灰階。μC/GUI還提供一個可擴展的2D圖形庫和一個視窗管理器，用很少的RAM就能支持顯示窗口。更重要的是μC/GUI開放源代碼，以便了解更多GUI實現的具體細節。
1 μC/GUI的主要特點
　　(1)一般特點：適合于任何8/16/32/64位CPU，只需要有一個ANSIC兼容的編譯器；適合于任何控制器支持(如果有合適的驅動程序）的任何單色/灰度級/彩色LCD；顯示屏大小可配置；使用配置宏定義各種接口；大小和速度都優化過的函數；清晰的結構；支持虛擬顯示，虛擬顯示能夠比實際顯示表現更大尺寸的內容。
　　(2)在圖形庫方面：支持不同色深的位圖；有效的位圖轉換器；絕對沒有浮點運算;快速線/點繪制(不使用浮點指令）；快速的圓和多邊形繪制。
　　(3)在字體方面：支持多種不同的字體如4×6、6×8、6×9、8×8、8×9、8×16、24×32等，支持像素高為8、10、13、16等比例字體；可以定義新字體，而且很容易被程序使用；只有實際被應用程序用到的字體才會真正被鏈接到目標文件，這樣可以節省ROM的使用;字體在橫向(X軸）和縱向(Y軸）都可以自由伸縮。
　　(4)在字符串/值輸出函數方面：具有能夠顯示二進制、十進制、十六進制和任何字體的值的函數。
　　(5)在窗口管理器WM方面：包括可裁減的完全的窗口支持，改寫超出一個窗口的區域是不可行的；支持回調函數；WM使用極少的內存，例如每個窗口大約20 B。
2 T6963C LCD控制器驅動移植
　　作為一個通用的圖形函數軟件庫，μC/GUI能夠適用于各種LCD控制器和LCD，但是，針對具體的目標系統，由于LCD及其控制器的訪問方式不同，以及顯示緩存的訪問方式不同，還是要做具體的移植工作。對于內存映射的LCD控制器，只需要在LCDConf.h文件中設置LCD的訪問函數；對于端口/緩存模式的LCD控制器，必須在LCD_X.C文件中定義訪問LCD的接口函數。μC/GUI的移植主要是設置子文件夾config中的頭文件，其中包括LCD宏(定義LCD顯示屏的屬性）和LCD控制器宏的設置(定義如何訪問LCD控制器）。
　　LCD控制器有兩種基本類型的總線接口：完全和簡單的總線接口。大多數小一些的顯示屏(通常最大為240×128或320×240）的LCD控制器使用簡單總線接口與CPU連接。對于簡單總線，只有一個地址位(通常是A0）連接到LCD控制器。這樣的控制器比較慢，硬件設計者可以將其連接到I/O腳而不是地址總線。圖1為帶有簡單總線的LCD控制器的方框圖。

　　用于簡單總線接口控制器的宏：
　　(1)LCD_READ_A0在A0(C/D）引腳為低電平時，從LCD控制器讀取1B；
　　(2)LCD_READ_A1在A0(C/D）引腳為高電平時，從LCD控制器讀取1B；
　　(3)LCD_WRITE_A0在A0(C/D）引腳為低電平時，向LCD控制器寫1B；
　　(4)LCD_WRITE_A1 在A0(C/D）引腳為高電平時，向LCD控制器寫1B。
　　液晶顯示驅動控制器T6963C，是日本東芝公司的產品，目前被廣泛應用于內置控制器型液晶顯示模塊。T6963C的最大特點是具有獨特的硬件初始值設置功能，顯示驅動所需的參數如占空比系數、驅動傳輸的字節數/行及字符的字體選擇等均有引腳電平設置，這樣T6963C的初始化在上電時就已經基本設置完成，軟件操作的主要精力就可全部用于顯示畫面的設計。
　　T6963C屬于具有簡單總線接口的LCD驅動控制器。以Philips公司的LPC2104 ARM芯片為CPU控制T6963C為例來說明具體的移植過程。LPC2104的P0.0～P0.7與T6963C的D0～D7相連，P0.8與WR相連，P0.9與RD相連，P0.10與C/D相連。根據T6963C的時序圖(如圖2所示），可以很方便地修改LCD底層驅動函數。

　　#define wr 1<<8
　　#define rd 1<<9
　　#define cd 1<<10
　　/*讀取T6963狀態字*/
　　uint8 LCD_READ_A1(void)
　　{
　　uint8 temp;
　　IODIR=0x000000700；
　　           　　　　　　//設置P0.8～P0.10為輸出，P0.0～P0.7為輸入
　　IOSET=cd；               //把C/D引腳置位
　　IOCLR=rd；        //把RD引腳置低電平
　　temp=IOPIN；          //讀數據總線上的數
　　IOSET=rd；               //把RD引腳置位
　　return(temp);
　　}
　　/*向T6963C寫一個字節（控制指令）*/
　　void LCD_WRITE_A1(int Byte)
　　{
　　IODIR=0x000007ff；             //設置P0.0～P0.10為輸出
　　IOSET=cd；               //把C/D引腳置位
　　IOCLR=0xff；                            //清除數據總線上數據
　　IOCLR=wr；                               //把WR引腳置低電平
　　IOSET=Byte；   //把要發送的控制指令放數據總線上
　　IOSET=wr；            //把WR引腳置位
　　}
　　/*向T6963C寫一個字節（數據）*/
　　void LCD_WRITE_A0(int Byte)
　　{
　　IODIR=0x000007ff；                //設置P0.0～P0.10為輸出
　　IOCLR=cd；        把C/D引腳置低電平
　　IOCLR=0xff；     //清除數據總線上數據
　　IOCLR=wr；     //把WR引腳置低電平
　　IOSET=Byte；           //把要發送的數據放數據總線上
　　IOSET=wr；              //把WR引腳置位
　　}
　　圖3為T6963C指令寫入的流程圖，對該流程圖的理解是通過CPU向T6963C發送指令的關鍵。當計算機寫指令或一次讀/寫數據時，S0和S1要同時有效，即“準備好”狀態。對T6963C的軟件操作每一次之前都要進行判“忙”，只有在不“忙”的狀態下CPU對T6963C的操作才有效。

　　/*判定S0和S1的狀態，“忙”即等待*/
　　#define LCD_WAIT() while ((LCD_READ_A1()&3)!=3)
　　/*寫命令宏*/
　　#define LCD_WRITECMD(cmd)     
　　{ LCD_WAIT(); LCD_WRITECMD0(cmd); }
　　/*寫數據宏*/
　　#define LCD_WRITEDATA(Data)   
　　{ LCD_WAIT(); LCD_WRITEDATA0(Data);}
　　/*T6963C初始化*/
　　void  LCD_T6963_Init(void)
　　{
　　/*設置文本顯示區首地址*/
　　LCD_WRITEDATA(0x00) ；                    //參數1
　　LCD_WRITEDATA(0x00) ；         //參數2
　　LCD_WRITECMD(0x40) ；              //指令代碼
　　/*設置文本顯示區寬度*/
　　LCD_WRITEDATA(0x14) ； 　　　　　//一行顯示所占的字節數
　　LCD_WRITEDATA(0x00) ；
　　LCD_WRITECMD(0x41) ；
　　/*設置圖形顯示區首地址*/
　　LCD_WRITEDATA(0x40) ；       //低字節
　　LCD_WRITEDATA(0x01) ；                  //高字節
　　LCD_WRITECMD(0x42) ；
　　/*設置圖形顯示區寬度*/
　　LCD_WRITEDATA(0x14) ； //一行顯示所占的字節數
　　LCD_WRITEDATA(0x00) ；
　　LCD_WRITECMD(0x43) ；
　　/*顯示開關設置開文本和圖形顯示*/
　　LCD_WRITECMD(0x9c) ；
　　/*顯示方式設置邏輯或合成*/
　　LCD_WRITECMD(0x80) ；
　　/*設置光標顯示形狀*/
　　LCD_WRITECMD(0xa1) ；
　　}
　　在LCDConf.h中，可以根據實際情況更改設置，如：
　　#define LCD_XSIZE  (160)
　　　　　　　　　          // LCD x坐標方向的分辨率
　　#define LCD_YSIZE (128)
　　　　　　　　　          // LCD y坐標方向的分辨率
　　#define LCD_CONTROLLER (6963)
　　　　　　　               //LCD控制器型號
　　#define LCD_BITSPERPIXEL (1)
　　　　　　　　             //LCD每像素的位數
3  在μC/GUI中矢量漢字的顯示
　　μC/GUI中字體的顯示是通過查找字模的方式實現的。字體庫中的每一個字母都有其對應的字模。所有的字母的字模由GUI_FONT和GUI_FONT_PROP這2個結構體來進行統一管理。GUI_FONT結構體中定義了該字母的點陣大小(比如16×16或者8×8）和GUI_FONT_PROP結構體的入口地址。GUI_FONT_PROP這個結構體建立了字庫中字母編碼(比如字母A在ASCII中的字母編碼為33）和字模數據存放地址的映像。GUI_FONT_PROP中pNext指針指向下一個GUI_FONT_PROP數據的入口地址，這為解決在字母編碼不連續的情況下，保證字模數據在程序段的存儲連續這一問題提供了一個良好的解決方案。設計人員可以定義多個GUI_FONT_PROP結構，只要使上一個結構體的pNext指針指向下一個GUI_FONT_PROP結構體，并且保證該指針最終指向零地址空間即可。掌握這一原理后，可以方便地制作自己的漢字字庫。
　　利用μC/GUI漢字庫生成器可以生成指定字體矢量漢字的字模文件。該文件與μC/GUI字庫文件格式相同，但是該文件包含所有GB2312中的漢字，字號越大文件會變得很大，只需找出自己需要的漢字字模，并按μC/GUI中字體文件的格式得到自己的字體文件，這個過程可以編程實現。圖4是用Proteus仿真的結果。
本文通過對μC/GUI T6963C LCD控制器驅動移植及μC/GUI中實現矢量漢字的介紹，為μC/GUI其他LCD控制器驅動的移植提供了參考，同時也為利用μC/GUI實現更為復雜的圖形用戶界面打下了基礎。

參考文獻
[1] 王孝平.嵌入式GUI性能評測[D].四川：電子科技大學，2007.
[2] 陳欽梧，張泉，周林峰.μC/GUI在博創ARM300-S上的移植[J].計算機工程與設計，2006，27(19)：3697-3700.
[3] 張磊，江海河，儲焰南.基于μC/OS-II的嵌入式GUI研究與應用[J].嵌入式操作系統應用，2008，24(6-2)：50-52.
[4] T6963C數據手冊.日本東芝公司.
[5] μC/GUI user manual.Micrium Technologies Corporation.