PowerPoint 演示文稿

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1 嵌入式系统 嵌入式 GUI 浙江大学计算机学院陈文智

2 提纲 嵌入式 GUI 概述 MiniGUI 概述 MiniGUI 架构 MiniGUI 使用 MiniGUI 编程

3 1 嵌入式 GUI 概述 GUI 的出现是 PC 应用的一个分水岭 嵌入式平台上的 GUI 具备轻小型 占用资源少 高性能 高可靠性和可配置性等嵌入式平台所特有的优点 一般针对特定的硬件设备或环境, 嵌入式系统都会设计不同的用户图形界面系统 GUI, 从而达到与硬件完美接合的效果 硬件设计, 通过 LCD 控制器把 LCD 显示器和开发系统连接起来 驱动程序设计, 驱动硬件, 嵌入式 GUI 系统, 为上层程序设计提供图形函数库 用户界面程序设计, 提供图形化程序设计

4 2 MiniGUI 概述 MiniGUI 源自一个由魏永明主持和开发的自由软件项目, 现在主要由北京飞漫软件技术有限公司负责维护并开展后续开发 MiniGUI 是一款商业运作较为成功的国产自由软件, 已广泛应用于手持终端 工业产品 电子多媒体平台等各类产品, 适用于工业控制领域

5 3 MiniGUI 框架 MiniGUI 在软件体系上介于内核和应用之间, 本质上是一个软件 中间件 其具有良好的软件体系架构, 通过自带的 ANSI C 库以及相关的 API 实现 GUI 系统所需的功能, 然后通过可移植层的抽象封装, 将与操作系统 底层硬件设备的交互实现细节隐藏起来, 上层应用无需与底层硬件平台有直接的调用关系, 所以有较好的可移植性与可配置性, 也更利于后期设计开发上层应用

6 基于 MiniGUI 的嵌入式平台系统架构 上层应用, 架构 MiniGUI API 可移植层 ( 封装底层实现细节 ) ANSI C 库 设备驱动 嵌入式操作系统 (ARM9...) 嵌入式硬件环境

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8 MiniGUI 特点 多种运行模式的支持 MiniGUI 提供了 MiniGUI-Threads MiniGUI-Processes 与 MiniGUI-Standalone 三种运行模式 完整的多窗口系统与消息机制 MiniGUI 提供了层次化结构的窗口组织体系 : 由最底层的根窗口衍生出一系列的子窗口, 而子窗口其中又可以包含子窗口 兄弟窗口等类似于树型结构的复杂逻辑关系 丰富的控件和 GUI 元素支持与方便的开发环境 MiniGUI 提供了各种常用的控件类型, 如静态文本框 输入文本框 按钮 下拉框 列表框 复选框等常见的 UI 窗口设计所必备的控件选择以及类似网格控件 动画控件等扩展型的实用控件

9 4 MiniGUI 使用 MiniGUI v 主要有源代码包 资源包 游戏等演示程序构成 qvfb-1.1.tar.gz 由 Qt 提供的虚拟 FrameBuffer 的 X11 libpng_src.tgz 支持 PNG 展现的库的源代码包 jpegsrc.v6b.tar.gz 支持 JPEG 的源代码包 games tar.gz 运行在 MiniGUI 上的小游戏的安装包 samples tar.gz 基于 MiniGUI 的例程 minigui-res tar.gz MiniGUI 的基本资源包 mg-samples tar.gz 示例程序 mde tar.gz 演示程序包 libminigui tar.gz 核心源代码包

10 5 MiniGUI 编程 5.1 编程环境介绍 5.2 编程框架介绍 5.3 基础编程 5.4 对话框和控件编程 5.5 图形编程

11 5.1 编程环境介绍 由于 MiniGUI 完全由 C 语言编写, 使得其交叉编译过程变得比较简单, 读者可以在任何一个安装有针对目标设备的交叉编译工具链的平台上开发然后进行编译 在 Linux 环境下, 利用 GCC 实现相关的编译工作, 再由 QVFB 完成在 Linux 平台上直接模拟 FrameBuffer 驱动环境对开发的应用程序进行运行与调试, 避免了用户反复烧写到目标开发板上的过程, 也使得用户可以在标准的编译器环境下直接对应用程序进行调试

12 5.2 编程框架介绍 MiniGUI 采用了基于线程的体系结构, 架构起较为完备的消息传递与多窗口处理机制 MiniGUI 采用了传统的 Client/Sever 消息管理模式 桌面线程管理着 MiniGUI 中所有窗口的相关事件, 例如创建 修改 显示 隐藏 焦点变化 回收等一系列的动作, 是消息传递机制中的核心微服务器 事件线程获取来自于 IAL 层 (Input Abstract Layer, 输入抽象层 ) 的事件, 并传递给桌面线程 计时线程触发定时器事件, 当其接收到 SIGA LRM 信号之后, 从休眠状态唤醒并向桌面线程发送相关的定时消息 MiniGUI 将图形处理与输入处理过程封装为抽象接口, 提供给上层的应用程序 操作系统进行调用

13 消息队列 typedef struct _MSGQUEUE { DWORD dwstate; pthread_mutex_t lock; sem_t wait; PQMSG pfirstnotifymsg; PQMSG plastnotifymsg; PSYNCMSG pfirstsyncmsg; PSYNCMSG plastsyncmsg; MSG* msg; int len; int readpos, writepos; /* * 一个线程只能支持 8 个计时器 * 一个 MiniGUI 应用程序只能有 16 个计时器 */ HWND TimerOwner[8]; int TimerID[8]; BYTE TimerMask; } MSGQUEUE;

14 5.3 基础编程 与 win32 类似, 采用消息机制 例子 hello, world! 窗口

15 例子 static int HelloWinProc(HWND hwnd, int message, WPARAM wparam, LPARAM lparam) { HDC hdc; switch (message) { case MSG_PAINT: hdc = BeginPaint (hwnd); TextOut (hdc, 60, 60, "Hello world!"); EndPaint (hwnd, hdc); return 0; } case MSG_CLOSE: DestroyMainWindow (hwnd); PostQuitMessage (hwnd); return 0; } return DefaultMainWinProc(hWnd, message, wparam, lparam);

16 例子 ( 续 ) int MiniGUIMain (int argc, const char* argv[]) { MSG Msg; HWND hmainwnd; MAINWINCREATE CreateInfo; CreateInfo.dwStyle = WS_VISIBLE WS_BORDER WS_CAPTION; CreateInfo.MainWindowProc = HelloWinProc; hmainwnd = CreateMainWindow (&CreateInfo); if (hmainwnd == HWND_INVALID) return -1; ShowWindow(hMainWnd, SW_SHOWNORMAL); while (GetMessage(&Msg, hmainwnd)) { TranslateMessage(&Msg); DispatchMessage(&Msg); } MainWindowThreadCleanup (hmainwnd); return 0; }

17 例子 ( 续 ) minigui/common.h: 包括 MiniGUI 常用宏以及数据类型的定义 minigui/minigui.h: 包含 MiniGUI 全局的与通用的接口函数以及其他杂项函数定义 minigui/gdi.h: 包含 MiniGUI 绘图函数的接口定义 minigui/window.h: 包含窗口相关的宏 数据结构 数据类型等定义以及函数接口声明 minigui/control.h 包含 libminigui 库中所有内建控件的接口定义 HelloWinProc() 函数 : 窗口过程函数, 其中定义了事件反馈的动作 : 打印与关闭 MiniGUIMain() 函数 :MiniGUI 程序 Main 函数入口, 定义了窗口参数, 并创建该窗口并建立消息传递动作

18 5.4 对话框和控件编程 对话框模板 CTRLDATA DLGTEMPLATE 控件编程

19 typedef struct _CTRLDATA { const char* class_name; // 控件类名 DWORD dwstyle; // 控件风格 int x, y, w, h; // 控件位置 int id; // 控件标识 const char* caption; // 控件标题 DWORD dwadddata; // 控件额外数据 DWORD dwexstyle; // 控件扩展风格 } CTRLDATA; static CTRLDATA CtrlStatic = { "static", WS_VISIBLE SS_SIMPLE, 10, 10, 350, 15, IDC_PROMPTINFO, " 正在...", 0 }

20 typedef struct _DLGTEMPLATE { DWORD dwstyle; // 对话框风格 DWORD dwexstyle; // 对话框扩展风格 int x, y, w, h; // 对话框位置 const char* caption; // 对话框标题 HICON hicon; // 对话框图标 HMENU hmenu; // 对话框主菜单 int controlnr; // 对话框包含控件数目 PCTRLDATA controls; // 对话框包含控件数组 DWORD wadddata; // 对话框额外数据, 必需为 0 } DLGTEMPLATE; static DLGTEMPLATE DlgInitProgress = { WS_BORDER WS_CAPTION, WS_EX_NONE, 100, 150, 400, 150, " 正在进行初始化 ", 0, 0, 3, NULL, 0 };

21 static int InitDialogBoxProc (HWND hdlg, int message, WPARAM wparam, LPARAM lparam) { switch (message) { case MSG_INITDIALOG: return 1; return DefaultDialogProc (hdlg, message, wparam, lparam); } static void InitDialogBox (HWND hwnd) { DlgInitProgress.controls = CtrlInitProgress; DialogBoxIndirectParam (&DlgInitProgress, hwnd, InitDialogBoxProc, 0L); } 非模对话框 HWND GUIAPI CreateMainWindowIndirect (PDLGTEMPLATE pdlgtemplate, HWND howner, WNDPROC WndProc); BOOL GUIAPI DestroyMainWindowIndirect (HWND hmainwin);

22 控件编程 控件类 类名称 宏定义 备注 静态框 static CTRL_STATIC 按钮 button CTRL_BUTTON 单行编辑框 sledit CTRL_SLEDIT 可处理变宽字 多行编辑框 mledit CTRL_MLEDIT 文本编辑框 textedit CTRL_TEXTEDIT 符, 支持任意 字符集 列表框 listbox CTRL_LISTBOX 进度条 progressbar CTRL_PRORESSBAR 滑块 trackbar CTRL_TRACKBAR 组合框 combobox CTRL_COMBOBOX 新工具条 newtoolbar CTRL_NEWTOOLBAR 菜单按钮 menubutton CTRL_MENUBUTTON 属性页 propsheet CTRL_PROPSHEET 滚动窗口控件 ScrollWnd CTRL_SCROLLWND

23 控件类 类名称 宏定义 备注 滚动型控件 ScrollView CTRL_SCROLLVIEW 树型控件 treeview CTRL_TREEVIEW 列表型控件 listview CTRL_LISTVIEW 月历 MonthCalendar CTRL_MONTHCALENDAR 旋钮控件 SpinBox CTRL_SPINBOX 酷工具栏 CoolBar CTRL_COOLBAR 图标型控件 IconView CTRL_ICONVIEW 包含在 mgext 库, 即 MiniGUI 扩展 库中 网格控件 gridview CTRL_GRIDVIEW 动画控件 Animation CTRL_ANIMATION HWND GUIAPI CreateWindowEx (const char* spclassname, const char* spcaption, DWORD dwstyle, DWORD dwexstyle, int id, int x, int y, int w, int h, HWND hparentwnd, DWORD dwadddata); BOOL GUIAPI DestroyWindow (HWND hwnd);

24 5.5 图形编程 MiniGUI 提供了图形设备接口 (GDI,Graphic Device Interface) 用于丰富图形界面的设计 GDI 是 GUI 系统的一个重要组成部分, 通过使用 GDI 提供的接口, 程序可以在计算机屏幕或者其它显示设备上进行图形输出, 主要包括图形绘制和文本输出 矩形操作函数 剪切域操作函数 常用绘制函数 逻辑字体处理函数 文本输出函数

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