基于STM32移植UCGUI图形界面框架(3.9.0源码版本)

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基于STM32移植UCGUI图形界面框架(3.9.0源码版本)

2023-07-30 05:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、环境介绍

keil: 5.25

MCU: STM32F103ZET6

UCGUI版本: 3.90(纯源码版本)

3.9.0是源码版本，可以看到全部源码，也方便学习；后续的版本都是提供lib库文件，不再提供源码了。

基于STM32的STemwin移植教程可以看这里： https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/article/details/117933355

本篇文章使用的UCGUI资料包下载：UCGUI图形界面库完整资料包(附带STM32移植教程与示例工程).zip-嵌入式文档类资源-CSDN下载这是UCGUI图形界面库完整资料包(附带STM32移植教程与示例工程)。版本是3.9.0最后提供更多下载资源、学习资料请访问CSDN下载频道.

https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/24238463

二、UCGUI介绍2.1 UCGUI

µC/GUI 是一种用于嵌入式应用的图形支持软件。它被设计用于为任何使用一个图形 LCD的应用提供一个有效的不依赖于处理器和 LCD 控制器的图形用户接口。它能工作于单任务或多任务的系统环境下。 µC/GUI 适用于使用任何 LCD 控制和 CPU 的任何尺寸的物理和虚拟显示。它的设计是模块化的，由在不同的模块中的不同的层组成。一个层，称作 LCD 驱动程序，包含了对 LCD 的全部访问。 µC/GUI 适用于所有的 CPU，因为它 100%由的 ANSI 的 C 语言编写的。 µC/GUI 很适合大多数的使用黑色/白色和彩色 LCD 的应用程序。它有一个很好的颜色管理器，允许它处理灰阶。 µC/GUI 也提供一个可扩展的 2D 图形库和一个视窗管理器，在使用一个最小的 RAM 时能支持显示窗口。

UCGUI官网地址：Micrium Software and Documentation - Silicon Labs

2.2 GUI相关文件介绍

①．GUI/LCDDriver 文件夹中存放的是一些 LCD 驱动代码，如果你使用的 LCD 在

这里可以找到代码，可以直接通过 Config 中的 LCDConfig.h ：

#define LCD_CONTROLLER -1 // -1：表示没有选择的 LCD 驱动，而是使用里边的样本程序进行修改。

uCGUI 中具体支持哪些 LCD 可以查询《uCGUI 用户手册》的第 22 章 LCD 驱动程序。里边详细的说明了，支持些什么控制器的 LCD。

②．在工程中只需加载需要的 LCD 驱动代码文件即可。如果设置为-1，则选择加载 LCDDummy.C 或 LCDTemplate.C 文件（不同的版本，此代码的文件名可能会不同）。

文件夹的主要内容如下：

Config ----------- 配置文件

GUI ----------- 源代码

GUI_X ---------- 操作系统接口函数定义文件

GUI 源代码文件：

1） AntiAlias: 抗锯齿显示效果支持。

2） ConvertColor: 彩色显示的色彩转换支持。

3） ConvertMono: (b/w)和灰度显示的色彩转换支持。

4） Core: 核心文件，提供了GUI基本的功能。

5） Font: 字库。

6） JPEG: 图片操作函数。

7） LCDDriver: LCD驱动支持。

8） MemDev: 内存设备支持。主要功能是防止在项目重叠时触摸屏的闪烁。

9） Widget: 窗体控件库。

10） WM: 窗口管理库。

注意：JPEG、MemDev、Widget、WM是可裁剪项，若要支持Widget(窗体控件)，需要

WM(窗口管理器)的支持；使用控件时，需要将相应的头文件包含进去，比如我们需要使用按钮BUTTON,那么我们需要先包含BUTTON.h头文件，否则控件即使支持也不可用。

二、移植步骤

移植准备工作：

一个块STM32开发板一个完好的LCD显示屏一个完整的基于开发板的KEIL工程(包含完整的LCD驱动代码)一个完整的UCGUI 3.9源码包2.1 创建文件夹

首先在KEIL工程目录下创建一个UCGUI的文件夹，用来存放移植需要用到的源码文件。

效果图：

2.2 拷贝源码文件

将GUI_V3.9_官方源码\uCGUI3.90版源码\Start路径下的Config文件夹和GUI文件拷贝到刚才在KEIL工程目录下创建的UCGUI文件夹里。

效果图：

将GUI_V3.9_官方源码\uCGUI3.90版源码\Sample路径下的GUI_X文件夹拷贝到刚才在KEIL工程目录下创建的UCGUI文件夹里。（GUI_X文件夹是操作系统的接口）

效果图：

2.3 创建UCGUI工程

打开KEIL工程，添加UCGUI源代码。

根据 UCGUI\GUI 目录下的文件创建KEIL的工程目录，名字最好用源码默认的名字不要修改，以防止后面查找不方便。额外再添加创建一个UCGUI_Config目录，用来存放UCGUI的配置文件创建好的工程目录—效果图：

2.4 添加UCGUI源文件

工程创建OK之后，将对应源文件添加到KEIL工程目录下，将对应的头文件加入工程。

效果图：

添加的源文件和头文件需要对照GUI文件夹逐个添加，不能漏掉文件。

源文件只添加.c 。其他文件一律不添加。

UCGUI_Config文件夹添加的文件如下所示：

UCGUI\GUI_X\GUI_X.c //OS系统接口 UCGUI\Config\GUITouchConf.h //配置触摸屏 UCGUI\Config\ GUIConf.h //配置GUI UCGUI\Config\ LCDConf.h //配置LCD显示屏参数

效果图：

2.5 修改配置文件

修改LCD配置文件，打开LCDConf.h文件，替换下面的代码：

#ifndef LCDCONF_H #define LCDCONF_H #define LCD_XSIZE (240) /* 水平分辨率X-resolution of LCD, Logical coor. */ #define LCD_YSIZE (320) /* 垂直分辨率Y-resolution of LCD, Logical coor. */ #define LCD_BITSPERPIXEL (16) /*lcd 颜色深度*/ #define LCD_CONTROLLER (-1) /*lcd 控制器的具体型号*/ #define LCD_FIXEDPALETTE (565) /*RGB 颜色位数*/ #define LCD_SWAP_RB (1) /*红蓝反色交换*/ #define LCD_INIT_CONTROLLER() LCD9341_Init (); /*底层初始化函数，自己写的，而非源码自带，这一步非常重要*/ #endif /* LCDCONF_H */

因为我们有LCD的驱动，不需要UCGUI的LCD驱动配置。

其中：LCD9341_Init (); 函数是我们自己工程的LCD初始化函数。我们的LCD初始化函数名字不能是LCD_Init()，因为UCGUI自带的LCD初始化函数也是这个名字，我们自己的工程里也不能出现LCD名字的结构体。不然，会出现重定义的错误。

修改UCGUI配置文件，打开GUIConf.h文件，修改成下面的代码：

#ifndef GUICONF_H #define GUICONF_H #define GUI_OS (0) /* 系统支持 */ #define GUI_SUPPORT_TOUCH (0) /* 支持触摸屏 */ #define GUI_SUPPORT_UNICODE (0) /* 支持混合ASCII / UNICODE字符串 */ #define GUI_DEFAULT_FONT &GUI_Font6x8 //#define GUI_ALLOC_SIZE 12500 /* Size of dynamic memory ... For WM and memory devices*/ #define GUI_ALLOC_SIZE 1024*1024 /* Size of dynamic memory ... For WM and memory devices*/ #define GUI_WINSUPPORT 0 /* 窗口管理器包可用 */ #define GUI_SUPPORT_MEMDEV 0 /* 内存设备可用 */ #define GUI_SUPPORT_AA 0 /* 抗锯齿可用 */ #endif /* Avoid multiple inclusion */

初次移植，将不需要用到的配置全部关闭，等UCGU的基本操作熟悉之后再打开使用。

2.6 修改UCGUI底层驱动

打开LCDDummy.c文件，添加UCGUI底层的画点函数和读点函数。

先在LCDDummy.c里加入LCD头文件。并且定义使用自己的LCD驱动。

添加画点函数

该函数在LCDDummy.c文件(大约382行)处。

void LCD_L0_SetPixelIndex(int x, int y, int PixelIndex) { /* Convert logical into physical coordinates (Dep. on LCDConf.h) */ #if LCD_SWAP_XY | LCD_MIRROR_X| LCD_MIRROR_Y int xPhys = LOG2PHYS_X(x, y); int yPhys = LOG2PHYS_Y(x, y); #else #define xPhys x #define yPhys y #endif /* Write into hardware ... Adapt to your system */ { LCD_DrawPoint_color(x,y,PixelIndex); //添加画点函数 } }

添加读点函数

该函数在LCDDummy.c文件(大约407行)处。

unsigned int LCD_L0_GetPixelIndex(int x, int y) { LCD_PIXELINDEX PixelIndex; /* Convert logical into physical coordinates (Dep. on LCDConf.h) */ #if LCD_SWAP_XY | LCD_MIRROR_X| LCD_MIRROR_Y int xPhys = LOG2PHYS_X(x, y); int yPhys = LOG2PHYS_Y(x, y); #else #define xPhys x #define yPhys y #endif /* Read from hardware ... Adapt to your system */ { PixelIndex=LCD_ReadPoint(x,y); //添加读点函数 } return PixelIndex; }2.7 编译工程

文件修改完毕之后，回到主函数，添加#include "GUI.h"头文件。

并在主函数里加入下面的代码，测试GUI移植是否成功。

GUI_Init(); //GUI初始化 GUI_SetBkColor(GUI_BLUE); //设置颜色 GUI_Clear(); //清屏 GUI_GotoXY(60,50); //设置字符显示的XY坐标 GUI_DispString("Hello World!!"); //显示字符 GUI_DrawCircle(100,200,50); //画圆

代码写完，编译工程，编译时间1-10分钟左右(电脑性能决定)。

效果图：

编译成功之后，将代码下载到开发板运行。

效果如图：

2.8 编译错误解决办法

如果编译出现下面的错误：

..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol exit (referred from jerror.o).

根据错误提示，打开jerror.c文件，找到error_exit函数，将该函数的最后一行代码exit(EXIT_FAILURE); 该为return 。改完，再次编译，错误解决。

效果图：

方法：

查找自己原来的工程里是否有以LCD命名的相关结构体，查看原来工程里的LCD初始化函数是否是LCD_Init(), 如果是，就修改函数名字。

一般解决了上述的问题，移植一般都没有问题。出现了问题，可以查看错误信息，判断是什么错误，针对性解决。

三、加入触摸屏

加入触摸屏功能之前，要保证原本工程已经有正常的触摸屏驱动代码，能正确的转换触摸屏的X Y坐标值。

3.1 打开GUIConf.h文件，修改当前GUI支持触摸屏#define GUI_SUPPORT_TOUCH (1) /* 支持触摸屏 */ #define GUI_ALLOC_SIZE 5000 //修改内存空间改大一点，防止编译不过

效果图：

3.2 打开GUITouchConf.h文件，替换成下边代码。#ifndef GUITOUCH_CONF_H #define GUITOUCH_CONF_H #define GUI_TOUCH_AD_LEFT 0 //屏幕左边尺寸 #define GUI_TOUCH_AD_RIGHT 240 //屏幕右边尺寸 #define GUI_TOUCH_AD_TOP 0 //屏幕顶端尺寸 #define GUI_TOUCH_AD_BOTTOM 320 //屏幕底部尺寸 #define GUI_TOUCH_SWAP_XY 0 //是否交换坐标 #define GUI_TOUCH_MIRROR_X 0 //设置镜像X #define GUI_TOUCH_MIRROR_Y 0 //设置镜像Y #endif /* GUITOUCH_CONF_H */

效果图：

3.3 将GUI_X_Touch.c文件加入到工程UCGUI_Config目录。

GUI_X_Touch.c在UCGUI\GUI_X路径下。

并修改获取X Y 坐标代码，加入触摸屏驱动头文件。

修改代码如下：

#include "GUI.h" #include "GUI_X.h" #include "touch.h" //头文件 void GUI_TOUCH_X_ActivateX(void) { } void GUI_TOUCH_X_ActivateY(void) { } int GUI_TOUCH_X_MeasureX(void) { //添加获取触摸X坐标代码 Touch_check(); //扫描触摸屏 return TOUCH.x; //X坐标 } int GUI_TOUCH_X_MeasureY(void) { //添加获取触摸Y坐标代码 Touch_check(); //扫描触摸屏 return TOUCH.y; //Y坐标 }

效果图：

3.4 添加初始化函数

上边步骤完成之后，在主函数添加(自己工程的)触摸屏的初始化函数，触摸屏即可正常运行。

3.5 轮询检测触摸屏

如果GUI没有加入系统，需要定义一个定时器去扫描触摸屏，在定时器的中断服务函数里加入GUI_TOUCH_Exec();函数。扫描的频率为：10毫秒一次

如果GUI加入了系统，可以创建一个单独的任务，在任务里添加GUI_TOUCH_Exec();

第四章加入UCOSII系统4.1 移植准备步骤

本小节的的移植是基于UCOSII系统的移植

移植系统之前的准备工作：

一份UCOSII源码熟悉UCOSII的基本操作(创建工程和任务编写)

打开GUIConf.h文件，修改当前GUI支持系统

#define GUI_OS (1) /* 系统支持 */

效果图：

4.2 在GUI.h加入UCOSII的头文件。

添加相关头文件路径效果图：

4.3 添加UCOSII源码到工程目录

效果图：

注意：加载源码的时候，不能将ucos_ii.c加入到工程。加入了ucos_ii.c文件会出现重定义。

”ucos_ii.c的代码作用是加载源文件，因为UCOSII其他源文件我们已手动加入到工程，已不需要ucos_ii.c的代码”。

4.4 设置UCOSII任务调度时间基准

初始化滴答时钟，开启滴答时钟中断，设置滴答时钟10毫秒中断一次。

(用任何一个硬件定时器都可以代替)

在滴答时钟中断服务函数里加入下面的代码：

(记得在滴答定时器中断函数的代码文件里引用UCOSII的头文件：#include "includes.h" )

/* 滴答时钟中断服务函数 */ void SysTick_Handler(void) { OSIntEnter(); //进入中断 OSTimeTick(); //调用ucos的时钟服务程序 OSIntExit(); //触发任务切换软中断 }

效果图：

4.5 修改错误与正确的宏

4.6 添加UCOS支持文件

在进行上边的步骤，之后，编译工程，会出现如下的错误：

Build target 'UCGUI移植' linking... ..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_GetTaskId (referred from guitask.o). ..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_InitOS (referred from guitask.o). ..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_Lock (referred from guitask.o). ..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_Unlock (referred from guitask.o). Not enough information to list image symbols. Finished: 1 information, 0 warning and 4 error messages. "..\OBJ\KEY.axf" - 4 Error(s), 0 Warning(s). Target not created

根据报错提示信息，打开GUITask.c 文件。GUITask.c有提示需要在GUI_X.c文件实现几个函数。

根据提示，继续打开GUI_X.C 。前边有提到，GUI_X.C文件主要是提供OS系统接口，配置/系统相关的外部环境。

效果图：

我们当前移植的OS是UCOSII系统，打开KEIL工程路径下的GUI_X文件夹：

效果图：

该目录下有6个与系统接口相关的文件，我们移植的是UCOS系统，其中GUI_X_uCOS.c文件是UCOSII系统的接口。我们将GUI_X_uCOS.c文件加入到工程

效果图：

将GUI_X.C文件的三个底层函数拷贝一份到GUI_X_uCOS.c文件

void GUI_X_Log (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); } void GUI_X_Warn (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); } void GUI_X_ErrorOut (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); }

效果图：

完成上面的步骤之后，将GUI_X.c文件从工程中卸载掉，因为GUI_X_uCOS.c与GUI_X.c文件实现的函数有很多是相同的，不卸载GUI_X.c会出现重定义的错误。

接着修改GUI_X_uCOS.c文件，替换UCOS的延时函数。(大约在78行)。

void GUI_X_ExecIdle (void) { //OS_X_Delay(1); OSTimeDly(50); //UCOS延时函数 }

效果图：

4.7 建立任务测试效果//开始任务 void start_task(void *pdata) { OS_CPU_SR cpu_sr=0; pdata = pdata; OS_ENTER_CRITICAL(); //进入临界区(无法被中断打断) OSTaskCreate(led0_task,(void *)0,(OS_STK*)&LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE-1],LED0_TASK_PRIO); //创建的任务 OSTaskCreate(led1_task,(void *)0,(OS_STK*)&LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE-1],LED1_TASK_PRIO); OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO); //挂起起始任务. OS_EXIT_CRITICAL(); //退出临界区(可以被中断打断) } //LED0任务 void led0_task(void *pdata) { u8 i; u16 cnt=0; /*************************************** 画一个进度条控件 ****************************************/ hProgBar_1 = PROGBAR_Create(0, 0, 240, 40, WM_CF_SHOW); //设置进度条的大小坐标参数 PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_1,0,GUI_GREEN); //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条覆盖的颜色) PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_1,1,GUI_RED); //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条未覆盖的颜色) PROGBAR_SetValue(hProgBar_1,99); //参数(句柄 ,99是进度条显示的99%) while(1) { i=!i; LED2(i); LED3(i); PROGBAR_SetValue(hProgBar_1,cnt); //显示进度条1控件的进度 OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0); //将一个任务延时若干时间(设定时、分、秒、毫秒) WM_Exec(); cnt++; if(cnt>=100) { cnt=0; } } } //LED1任务 void led1_task(void *pdata) { u8 i; u16 cnt; hProgBar_2 = PROGBAR_Create(0, 80, 240, 40, WM_CF_SHOW); //设置进度条的大小坐标参数 PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_2,0,GUI_GREEN); //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条覆盖的颜色) PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_2,1,GUI_RED); //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条未覆盖的颜色) while(1) { //GUIDEMO_main(); //运行DEMO代码 i=!i; LED1(i); LED4(i); PROGBAR_SetValue(hProgBar_2,cnt); //显示进度条2控件的进度 WM_Exec(); //显示生效 OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500); //将一个任务延时若干时间(设定时、分、秒、毫秒) cnt++; if(cnt>=100) { cnt=0; } } }

效果图：

第五章移植DEMO代码

将DEMO文件全部加入工程编译，最后运行DEMO代码。

//LED0任务 void led0_task(void *pdata) { u8 i; while(1) { i=!i; LED2(i); LED3(i); GUI_TOUCH_Exec(); //监视和刷新触摸板 OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10); //将一个任务延时若干时间(设定时、分、秒、毫秒) } } //LED1任务 void led1_task(void *pdata) { u8 i; while(1) { GUIDEMO_main(); //运行DEMO代码 i=!i; LED1(i); LED4(i); OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10); //将一个任务延时若干时间(设定时、分、秒、毫秒) } }

系统时间计算

如果跑UCOS系统可以设置UCOS工作频率高一些: #define OS_TICKS_PER_SEC 1000 //一秒的节拍时间。

节拍时间计算方式：滴答时钟中断时间 * 节拍次数 = 1秒

第六章常用相关函数解析6.1 初始化函数

函数原型

GUI_Init();

函数功能

初始化GUI的内部数据结构和变量，使用GUI任何功能之前必须调用本函数

函数参数

返回值

6.2 设置XY坐标

函数原型

GUI_GotoXY(int x, int y)

函数功能

设置当前的XY坐标

函数参数

X ：横坐标 Y:纵坐标

返回值

成功返回0