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1、 基于EMWIN的微控制器图形界面开发 Summary：开发微控制器的图形界面，能更好的完成微控制器与人的人机交互，Segger公司推出的EMWIN图形软件库，适应于微控制器界面开发。本文以STM32F429为控制芯片，移植STemWin软件库，设计了光耦参数测试仪的显示界面，通过测试，证明了EMWIN的可行性和在微控制器中的优势所在。Keys：微控制器，图形界面，EMWIN，STM32F429Abstract: The development of micro-controller graphical interface, can better complete the microcontr
2、oller and human human-computer interaction, Segger launched EMWIN graphics software library, adapted to the microcontroller interface development. In this paper, STM32F429 as the control chip, transplant STemWin software library, designed the optocoupler parameter tester display interface, through t
3、esting, proved the feasibility of EMWIN and the advantages of the microcontroller.Keyword: micro-controller，graphical interface，EMWIN，STM32F4291 引言随着微控制器的发展，人机交互界面变得越来越多样化。图形界面耗费内存较大，但微控制器的处理能力有限，因此一种小型的图形界面系统EMWIN得以广泛应用。既有铁路设备多基于笔记本电脑开发出的人机交互界面，开发周期长，使用不方便，成本高昂。EMWIN是基于UCGUI图形绘制库发展而来的，具有小型、移植简便、免费使
4、用、快速开发等优点，适合于微系统的图形界面显示。本文介绍了微控制器图形界面绘制技术和EMWIN图形界面开发方法，最终移植EMWIN图形界面库函数到STM32F429微控制器中，并使用GUIBuilder自带控件完成了光耦参数测试仪界面的开发任务，证明了在微系统中EMWIN是非常实用的。2 微控制器图形界面技术概述近年来，微控制器更新换代速度日新月异，每两年，微控制器就有革命性的创新。微控制器的变革，带来了基于微控制器图形界面的创新。20世纪初LED问世，但直到20世纪70年代，才有真正意义上的微控制器，而这一阶段，显示多基于LED显示，显示单一，可靠性不高。20世纪80到90年代，点阵式矩阵L
5、ED硬件的出现，才有了微控制器图形显示的概念，由于矩阵式LED的限制，显示图形单一，刷新速度慢。到了20世纪末期，显示屏在微控制器中的应用，导致了微控制器显示的变革。近年来，微控制器图形界面发展更为迅速，彩色触摸屏、显示器、手机等在微控制器中的应用，以及厂商为开发者提供的多语言接口函数，都促进了微控制器图形绘制技术的多样化发展。Graphical User Interface（图形界面）简称GUI，即图形用户接口，通常人机交互图形化用户界面设计经常读做“goo-ee”，准确来说GUI就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。GUI是一种结合计算机科学、美学、心理学、行为学，及各商业领域需求分析的人
6、机系统工程，强调人-机-环境三者作为一个系统进行总体设计。微软的Windows是桌面图形交互界面，通用性高，可靠性强，但对于低成本应用领域，经济性没有突出优势。相对低廉的点阵式显示屏、TFT显示屏、RGB显示屏等在微控制器上的应用，可以形成一套独立的系统，使用方便，成本低廉，受到了开发者和用户的青睐。图2-1为几种应用于微控制器上的显示屏。图2-1微控制器显示屏基于微控制器的图形界面技术，主要包括：1点阵式显示方法，此种方法控制简单，代码量较小，但显示图形界面单一，较难实现交互式界面设计；2基于UCGUI的显示界面开发，有先关控件可直接使用，移植方便，但界面不美观，动态效果差；3基于EMWIN
7、的图形界面方法，界面美观，方便的控件属性设置，但代码量大，移植复杂。3 基于EMWIN图形界面绘制方法EMWIN是Segger公司为Micrium公司定制的图形软件库，而针对ST公司的STM32F429，Segger公司提供了STemWin版本，在开发者使用ST公司芯片时，可以免费使用emWin图形软件库。开发STemWin流程如图3-1所示。图3-1 STemWin开发流程在STM32F429微控制器上开发emWin，首先要完成对软件库的移植，开发者只需按照厂家提供的STemWin移植流程，即可轻松移植STemWin到STM32微控制器中。移植后的工程如图3-2所示。图3-2 添加STemW
8、in源码后的工程图3-2中各个文件的功能以及STenWin源码中的位置如图3-3所示。图3-3 工程中各个文件功能与位置微控制器的GUI工程移植成功后，即可设计屏幕的图形化交互界面，设计思想类似于MFC界面编程，界面和控制程序可分开进行设计。开发者可以直接使用C语言编写界面；同时Segger公司也提供了GUIBuilder软件，软件界面如图3-4所示，使用该软件不需要编写C语言代码，在GUIBuilder中设计好界面后，可导出C程序，添加至工程，完成界面设计。图3-4 GUIBuilder软件界面软件自动生成：控件ID号、控件静态数据、事件响应函数、初始化函数。开发者可根据屏幕尺寸，修改控件静
9、态数据，进而改变界面样式；在事件响应函数中完成对事件的处理；在主函数中调用初始化函数，实现界面的显示。4 系统实现本章节以“基于STM32F429的光耦参数测试仪”显示界面开发任务，证明EMIWN技术的可行性及显示界面的优势所在。参考EMWIN手册，完成STemWin到微控制器STM32F429的移植。使用GUIBuilder完成如图4-1所示的图形化界面设计。图4-1 光耦参数测试仪显示界面工程界面如图4-2所示，图中红框部分为EMWIN所需文件及头文件。图4-2 工程界面将代码下载至STM32F429微控制器中，运行结果如图4-3所示。图4-3 微控制器STM32F429运行结果5 结束语
10、本文介绍了微控制器图形界面开发技术，就EMWIN设计方法进行了详细介绍，以光耦参数测试仪为例，证明了EMWIN的可行性及显示界面的优势所在。事实说明，基于EMWIN的图形界面设计，移植简单，扩展性强，界面美观，适于微控制器图形界面开发。Reference1张峰, 张团善, 吕双庆,等. emWin在LPC1788上的移植与应用J. 电子设计工程, 2015(6):5.2杨亮亮, 窦岩杰, 张晖. 基于FreeRTOS和emWin图形库的工业机械臂示教器软件设计J. 软件工程师, 2022(025-006).3朱明杰, 吴清健, 陈森茂. 基于emWin图形支持系统的人机交互界面J. 电脑迷, 2019, 000(002):110.4李彩凤杨风. 下肢康复训练机器人的emWin图形库显示系统设计J. 计算机应用, 2018, 038(0z1):225-227,244.5刘建强, 李建义, 梁力水,等. 基于COS-+EMWIN的自动驾驶系统设计J. 廊坊师范学院学报(自然科学版), 2018.6吴尧辉, 冯冲, 吴昊珍. 基于C/OS-和emWin的供电综合保护器设计J. 传感器与微系统, 2021(012):040. -全文完-
