UCGUI在at8951单色液晶

超级好的移值过程介绍: μC／GUI 在 MSGl9264 液晶上的移植
μC／GUI 在 MSGl9264 液晶上的移植
μC／GUI 是美国 Micrium 公司出品的一款针对嵌入式系统的优秀图形软件。与 μC／OS 一样，μC／GUI 具 有源码公开、可移植、可裁减、稳定性和可*性高的特点[1]。采用 μC／GUI，开发人员可以很方便地在液 晶上显示文本、曲线、图形以及各种窗口对象如按钮、编辑框、滑动条等，可完全产生类似于 Windows 的 显示效果。另外，μC／GUI 提供了在 VC 下的仿真库，这使得用户完全可以在 Windows 下仿真 μC／GUI 的 各种效果。 采用 μC／GUI，可以大大降低嵌入式系统中显示设计的难度，但 μC／GUI 的使用需针对不同的液晶编写相 应的驱动程序才能实现。本文通过移植 μC／GUI 到 MSGl9264 液晶的过程，介绍了 μC／GUI 移植的原理以 及移植中应注意的事项。 1 开发工具和运行环境 为了实现 μC／GUI 的移植，选用 MSP430F149。MSP430F149 是一款 16 位超低功耗单片机，具有强大的处理 能力(RISC 结构、125ns 的指令周期)和丰富的片内外设(如硬件乘法器、ADC、定时器、看门狗等)。 它内 部具有 2KB 的 RAM 和 60KB 的 FLASH，能基本满足 μC／GUI 运行的需要[2]。 软件开发环境采用 IAR 公司的集成开发环境 IAR EW430 2．10A。相对于较早的 EW430 1．26A 版本，2．1 0 版本在各个方面有了较大改进，尤其是项目管理和调试上有了较大的改动，这使得移植 μC／GUI 更加方 便。
2 μC／GUI 移植 μc／GUI 针对不同的液晶控制器提供了多种驱动程序，如 KS0713、SEDl335、T6963 等控制器都有对应的 液晶驱动程序。但在很多情况下，用户采用的液晶，μC／GUI 并没有提供其对应的驱动程序，需自己着手 编写特定液晶的驱动程序。 2．1 液晶显示器工作原理

为了能编写正确的液晶驱动程序，了解相应液晶的显示原理非常重要。本文采用的 MSGl9264 液晶为 192x 64 点阵单色液晶，其中包含一个行驱动器 KS0107B 和三个列驱动器 KS0108B，每个列驱动器 KS0108B 对应 一块 64x64 的液晶[3]。 MSGl9264 液晶的控制线为 R／W、RS、CSA、CSB 和 LCDEN，数据线为 D0~D7。RS 用于指示当前的操作是数 据还是寄存器， R／W 用于表明当前是读还是写， CSA、 用于选择相应的列驱动器(其选择关系可见图 1)。 CSB RS 和 R／W 的功能可见表 1，液晶显示器的读写时序见图 2。 MSGl9264 模块一共提供 7 种指令(由 RW、 及数据总线的电子决定)， RS 用于对该模块状态及显示进行控制。 这 7 种指令包括显示开关控制、设起始行、设起始列、设页地址、读状态、读／写显示内容。通过这些指 令的组合，可以控制液晶显示各种图形。
2．2 μC／GUI 结构
MSP430F149 是一款低功耗单片机，其供电电压为 1．8~3．6V，而 MSGl9264 液
晶为 5V 供电液晶，输入高电平为 3．3V。为确保与液晶的输入电平兼容，MSP430F149 的供电电压可设置

为 3．6V，这样就可以把 MSP430F149 与液晶直接连接而无需额外的驱动芯片。MSP430F149 与 LCD 的接口 电路如图 4 所示。 μC／GUI 提供的函数库和各种显示效果都是通过表 2 所示接口函数在 LCD 上实现， 所以 LCD 驱动文件的实现也就是把这些硬件接口函数的实现。 由于 MSGl9264 液晶与 μC／GUI 提供的 LCD SLin 较相似，所以笔者以 μC／GUI 提供的 LCDSLin．C 文件为基础，编写针对 MSGl9264 液晶的驱动程序。 μC／GUI 的软件体系结构如图 3 所示。μC／GUI 函数库为用户程序提供 GUI 接口，包含的函数有文本、数 值、二维图形、输入设备以及各种窗口对象。其中，输入设备可以是键盘、鼠标或触摸屏；二维图形包括 图片、直线、多边形、园、椭圆、圆弧等；窗口对象包括按钮、编辑框、进度条、复选框等。μC／GUI 函 数库可以通过 GUIConf．h 文件进行配置，配置的内容包括是否采用内存设备，是否采用窗口管理器，是 否支持操作系统、触摸屏，以及配置动态内存的大小等。 在 LCDConf．h 文件中定义了与硬件有关的各种属性，如液晶的大小、颜色以及与液晶的接口函数。而 LC D 驱动文件则负责把 μC／GUI 的各种函数解释成 LCDConf．h 文件中定义的液晶接口函数，这个文件与具 体的硬件连接无关。 μC／GUI 与 LCD 的硬件接口通过驱动文件把硬件接口函数转化为 LCDConf．h 中定义的 LCD 读写函数。 2．3 移植过程 2．3．1 修改 LCDConf．h LCDConf．h 定义了 LCD 的大小、颜色，对应的 LCD 控制器以及与硬件连接有关的 LCD 读写函数。按照 μC ／GUI 的规定， 底层的读写 LCD 函数包括 LCD_WRITE_A1()(即写 LCD 命令)、 LCD_WRITE_A0()(写 LCD 数据)、 LCD_READ_A0()(读 LCD 状态)、LCD_READ_A1()(读 LCD 数据)。这些函数的实现与底层硬件有关，必须根据 硬件连接的具体情况编写这些函数。

LCD_WRITE A1()函数的具体实现如下： #define LCD_WRITE_A1(Byte) ／／定义写 LCD 控制命令函数 { ／／参数 Byte 为要写入液晶的数据。 P40UT：Byte； ／／把数据放到 LCD 的数据线上 _NOP()； ／／空指令，确保能可*地写入 P1OUT&=0xef； ／／LCDRS=0，表示写命令 P10UTI=Ox20； ／／LCDEN=1 _NOP()； ／／空指令 P1OUT&=0xcf； ／／LCDEN=0，把数据写入 LCD 显示 RAM _NOP()； }

2．3．2 编写 LCD 驱动文件 图 3 中的 μC／GUI 硬件接口函数主要由表 2 所示函数构成。
通过分析 LCDSLin 文件可以发现，液晶驱动程序的核心是画点函数，大部分硬件接口函数都可由画点函数 实现。因此，改造画点函数及其调用函数成为移植的重点问题。 画点函数的要求是改变液晶上任意点的颜色而不影响其他点的颜色。考虑到单片机 MSP430F149 的输入电 压不能超过 3．6V，笔者没有采取读液晶显示器内部显示 RAM 的方法，而是在 MSP430F149 的 RAM 中定义一 个数组存储 LCD 显示的数据。 此数组可定义为 unsigned char Cache[((LCD_YSIZE+7)>>3)xLCD_XSIZE]。 L CD_XSIZE、LCD_YSIZE 表示液晶的大小，在 LCDConf．h 文件中定义。考虑到液晶的长度可能不是 8 的整倍 数，可定义数组大小为(LCD_YSIZE+7)>>3)xLCD_XSIZE。 在定义了 Cache 的基础上，画点函数可如下实现： static void_SetPixel(int x，int y，LCD_PIXELINDEX c) { ／／画点函数 U8 Mask=1<<(y&7)； ／／屏蔽字 int Adr=XY20FF(x，y)； ／／由 x，y 的绝对位置得到 Cache 中的相对位置 ／／XY20FF(x，y)可被定义为((y>>3)+x×((64+7)>>3)) U8 CacheByte=Cache[Adrl； ／／获得显示 RAM 的数值

if(c) ／／根据颜色修改显示 RAM 的值 CacheBytel=Mask； ／／对应位“置 1” else CacheByte&=~Mask； ／／对应位清零 LCD_WRITE(Adr，CacheByte)； ／／把 CacheByte 写入液晶显存并更改 Cache[Adr]的值为 CacheByte } 函数的参数 x，y 代表要画点的位置(x 为横坐标，y 为纵坐标)，参数 c 代表要画点的颜色。在函数内部， U8 为 μC／GUI 提供的数据格式(相当于 unsigned char)，Mask 为屏蔽字，Adr 为 x，y 对应显示 Cache 的 地址。 以把液晶的(5，5)处点亮为例，此时 x=5，y=5，c=1，可计算出 Mask=00100000，Adr=40(表示在 Cache[4 0]处存有(5，5)点的颜色值)。由于 c=1，所以应把 Cache[40]中对应位“置 1”，这是通过 CacheByte 的 值“或”上 Mask 的值 00100000 实现的。最后通过调用 LCD_WRITE 函数把得到的新 CacheByte 值写入液晶 对应的地址即可点亮该点。类似地，若要使某点不亮(c=0)，则应该把对应位“清零”，这可以通过 Cach eByte&=~Mask 这条命令实现。 画点函数中调用的 LCD_Write 函数可如下实现： static void LCD_Write(int Adr，U8 Byte){ if(CacheIAdrl!=Byte){ ／／若写入值与原值不符则 把写入值保存到显示 RAM 中 Cache[Adr]=Byte； if(LCD_Adr!=Adr){ LCD_SETADR(Adr)； ／／设置液晶的起始行、起始列和 CSA、CSB } LCD_WRITEl(Bytc)； }}

由于此液晶由三块 64x64 的液晶组成，LCD_SETADR 函数除了设置液晶的起始行、起始列外还应根据 Adr 的值设置 CSA 和 CSB 的值，才能写到对应的液晶屏上。此外，在 LCD_WRITEl()函数中通过调用 LCDConf．h 文件中的 LCD_WRITE_A1()和 LCD_WRITE_A0()实现液晶显示。 除了_SetPixel()函数，基本函数还包括_GetPixel()函数和 XorPixel()函数。_GetPixel()函数可以返回 指定点的颜色信息，XorPixel()则可以对指定点颜色取反，实现“反白”的效果。由于这两个函数较简单， 这里不再给出具体代码。 以函数_SetPixel()、_GetPixel()和 XorPixel()为基础，结合 MSGl9264 液晶的 7 种指令就可以实现表 1 所给的硬件接口函数，以此构成了 LCD 驱动文件。 表 1 RS 和 R/W 的功能
RS 0 0 1 1
R/W 0 1 0 1 写命令
功 能
读液晶状态（主要用于判忙） 写液晶的显示 RAM 数据 读液晶的显示 RAM 数据
3 讨论 为了能使用 μC／GUI， 必须调用 GUI_Init()初始化。 与硬件有关的初始化如 CPU 时钟频率的选择等既可以 放在 GUI_Init()中，也可以单独编写一个函数初始化。 表 2 硬件接口函数的名称和功能
函数名称 LCD_L0_InIt() LCD_L0_ReInIt() LCD_L0_OFF LCD_L0_ON LCD_L0_DrawBitmap() LCD_L0_DrawPixel() LCD_L0_DrwaVline() LCD_L0_DrwaVline() LCD_L0_FillRect() LCD_L0_XorPixel()
功
能
显示初始化 重新初始化而不擦除显示内容 关显示 开显示 画图 以指定颜色画点 画水平线 画垂直线 填充一矩形 翻转指定点颜色
调试时应从基本的显示字符串开始，逐渐增加显示的功能和复杂度。

由于笔者采用单色液晶， 在 LCDConf．h 中定义 LCD_FIXEDPALETFE 为 1；若为彩色液晶，应根据液晶支持 的颜色设置 LCD_FIXEDPALETYE，具体可参考手册。 若使用窗口对象，则在 GUI_Conf．h 中定义 GUI—WINSUPPORT 为 1。 在 GUIConf．h 中定义 GUI_ALLOC_SIZE 为动态内存的大小，应根据需要合理选择。窗口对象(如按钮)的创 建需要申请内存，若申请不到内存则无法创建，相应地创建函数值为 0。可由此判断 GUI_ALLOC_SIZE 已经 不能满足需要， 一方面可以考虑增加 GUI_ALLOC_SIZE(受制于芯片内存的大小)； 另一方面也可以删除不用 的窗口对象，释放内存，再创建新的窗口对象。 采用内存设备能有效克服闪烁现象，获得更快的显示速度，但它需要额外的内存。由于 MSP430F149 内存 较小，笔者没有采用内存设备。 可以设置窗口对象的默认字体及颜色以获得更好的显示效果。在单色液晶中，简单地改变背景颜色和字体 颜色即可获得反显效果。 可以通过 μC／GUI 提供的软件(位图转换器和字体转换器)转换需要的图像或字体为 μC／GUI 格式。 由于定义的 Cache 占用了大量的 RAM，若从液晶读回显存的值则可以省去 Cache 占用的 RAM，但同时也会 降低系统运行的速度。 在 LCDConf．h 文件中定义了与硬件连接有关的 LCD 读写函数，在液晶驱动文件中调用这些 LCD 读写函数。 这样做的好处是使驱动文件与硬件无关， 一旦一种液晶的驱动编写完毕可以很方便地移植到各种系统中而 只需更改 LCDConf．h 即可。
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void LCD_X_Write00(char c);//传命令, 必须实现... void LCD_X_Write01(char c);//传数据, 必须实现... char LCD_X_Read00(void);//读数据或是状态, 不是必须... char LCD_X_Read01(void); #define LCD_WRITE_A1(Byte) LCD_X_Write01(Byte) #define LCD_WRITE_A0(Byte) LCD_X_Write00(Byte) #define LCD_READ_A1(Byte) Byte = LCD_X_Read01() #define LCD_READ_A0(Byte) Byte = LCD_X_Read00() 读的接口不一定要实现, 有的硬件控制器不支持从 LCD 读回数据, 此时一般会用到数据缓冲, 将写到 LCD 的数据缓存起来. 所有的驱动函数, 最终的数据都是通过如下接口写入 LCD 或是从 LCD 读取的. 这里我再进一步的将与 LCD 硬件部分相关的再补充几点: 1.数据/指令到 LCD 控制器的传送. 2.传送数据前如何设定前列地址. 3.初始化工作. 另外, 还提供了有关这种 LCD 屏幕的两个应用说明资料如下:
https://www.360docs.net/doc/f817373063.html,/ucgui/LM19264A-AppNote-V0.1.pdf https://www.360docs.net/doc/f817373063.html,/ucgui/LM19264D-AppNote-V0.1.pdf
以及 LCD 屏的说明资料:
https://www.360docs.net/doc/f817373063.html,/ucgui/LM19264BBC-Manual-Rev0.1.pdf
以及此种 LCD 模块的驱动,仅供参考:
https://www.360docs.net/doc/f817373063.html,/ucgui/lcd19264.rar
一.液晶显示屏的区域

发送图片到手机 二.命令集

发送图片到手机 三.硬件连接图

发送图片到手机 四.驱动截图

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