嵌入式图形用户界面的研究与实现

嵌入式图形用户界面的研究与实现

论文摘要

近年来,随着嵌入式系统应用范围的不断扩大,嵌入式图形用户界面GUI(Graphical User Interface)作为嵌入式实时操作系统的重要组成部分,它的重要性也越来越突出。嵌入式GUI具有简洁、美观、方便等特点,采用嵌入式GUI进行人机界面设计能够提高开发效率、节约成本、丰富人机交互信息。因而,已经被越来越多的领域所采用。本文以电子点菜系统为项目背景,研究设计了一种基于S3C2410A处理器和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的嵌入式图形用户界面μC/GUI应用平台的方案。首先,介绍了点菜系统的硬件系统的总体设计,硬件接口电路的设计以及硬件系统的调试这三个硬件设计中的主要方面。对ARM920T内核的处理器S3C2410A的各个功能模块进行研究与设计,充分发挥处理器的强大功能,以确保硬件接口电路能够正确、稳定的工作。其次,在软件设计方面,选择了小型的嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ以及嵌入式图形用户界面软件μC/GUI,为系统的实时性功能提供了保证。先对μC/OS-Ⅱ的内核进行分析,也介绍了μC/OS-Ⅱ下的同步与通讯机制,进而描述了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ在S3C2410A硬件平台上的移植过程。最后,分析μC/GUI移植的原理及相应的移植代码,详细描述了嵌入式图形用户界面μC/GUI的移植以及配置过程,同时对几个关键技术进行了研究,如2-D图形库以及汉字的输出等。通过本课题表明,嵌入式图形用户界面μC/GUI的应用平台方案完全可行,合理。与传统的人机交互系统设计相比,是一次全新的尝试。采用该方案具有节约成本、高可靠性以及功能可扩展等众多优势,极具有应用潜力。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景、目的与意义
  • 1.2 图形用户界面的发展和研究概述
  • 1.2.1 图形用户界面的发展历程与研究现状
  • 1.2.2 图形用户界面的发展趋势
  • 1.3 本课题的研究内容
  • 第2章 系统的总体方案设计
  • 2.1 系统背景介绍
  • 2.2 系统功能需求分析
  • 2.3 系统总体方案设计
  • 2.4 系统硬件平台的选择
  • 2.5 实时操作系统的选择
  • 2.5.1 在嵌入式系统中使用操作系统的必要性
  • 2.5.2 嵌入式操作系统的种类
  • 2.5.3 μC/OS-Ⅱ的特点
  • 2.6 嵌入式图形用户界面的选择
  • 2.6.1 嵌入式图形用户界面的基本特征
  • 2.6.2 几种主流的GUI
  • 2.6.3 各种嵌入式GUI系统的比较
  • 2.7 本章小结
  • 第3章 硬件平台的设计与实现
  • 3.1 硬件平台设计概述
  • 3.1.1 ARM处理器简介
  • 3.1.2 Samsung公司S3C2410A介绍
  • 3.1.3 硬件系统功能框图
  • 3.2 硬件平台单元电路设计
  • 3.2.1 电源模块
  • 3.2.2 复位电路
  • 3.2.3 Flash接口电路
  • 3.2.4 SDRAM接口电路
  • 3.2.5 串行接口电路
  • 3.2.6 LCD显示模块
  • 3.3 硬件系统的调试
  • 3.3.1 电源以及晶振
  • 3.3.2 JTAG接口电路
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植
  • 4.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的内核分析
  • 4.1.1 μC/OS-Ⅱ中的任务
  • 4.1.2 μC/OS-Ⅱ中的中断
  • 4.2 μC/OS-Ⅱ在S3C2410A上的移植
  • 4.2.1 μC/OS-Ⅱ的移植条件
  • CPU.H中与处理器和编译器相关的代码'>4.2.2 编写OSCPU.H中与处理器和编译器相关的代码
  • CPUC.C)'>4.2.3 编写6个操作系统相关的函数(OSCPUC.C)
  • CPUA.ASM)'>4.2.4 编写6个与处理器相关的函数(OSCPUA.ASM)
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 嵌入式图形用户界面μC/GUI的实现
  • 5.1 μC/GUI简介
  • 5.2 μC/GUI的配置需求
  • 5.2.1 嵌入式系统的一般需求
  • 5.2.2 μC/GUI的特殊需求
  • 5.3 μC/GUI在μC/OS-Ⅱ上的移植与实现
  • 5.3.1 μC/GUI移植的原理
  • 5.3.2 μC/GUI的具体移植过程
  • 5.3.3 μC/GUI的测试
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 嵌入式图形用户界面μC/GUI的关键技术
  • 6.1 图形的输出
  • 6.1.1 2-D图形库
  • 6.1.2 位图转换器
  • 6.1.3 颜色
  • 6.2 汉字的输出
  • 6.2.1 点阵汉字的显示原理
  • 6.2.2 在μC/GUI实现汉字显示的方法
  • 6.3 μC/GUI相关控件的使用
  • 6.3.1 按钮控件
  • 6.3.2 列表框控件
  • 6.4 μC/GUI在点菜系统中的应用
  • 6.5 本章小结
  • 第7章 全文总结与展望
  • 7.1 全文总结
  • 7.2 研究展望
  • 参考文献
  • 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
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