论文研究-基于STM32的GUI模块的设计 .pdf

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基于STM32的GUI模块的设计,侯文卓,童子权,本文所设计的GUI模块采用ST半导体公司的基于Cortex-M3内核的ARM芯片STM32作为核心处理器,并利用STM32自带的FSMC功能模块与USB功能模块设计��
山国武技论文在丝 RS232KUART sW PC FLASHK SPIy STM32F103 KU LCD&Driver k sML YI/oy KEY 图 驱动器框图 2可变静态存储控制器FSMC 驱动器是通过 的 总线与显示模块进行数据通信的,相比较传统 的口直接相连,通过 图像数据可以更快而无延迟的在 上显示。 是 系列中內部集成 以上 ,后缀为 和的高存储密度微控制器特有的存储控制机制。之所以称 为“可变”,是由于通过对特殊功能寄存器的设置, 能够根据不同的外部存储器 类型,发出相应的数据地址控制信号类型以匹配信号的速度,从而使得 系列 微控制器不仅能够应用各种不冋类型、不冋速度的外部静态存储器,而且能够在不增 加外部器件的情况下同时扩展多种不同类型的静态存储器,满足系统设计对存储容 量、产品体积以及成木的综合要求 可以与 和 存储器的引脚 直接相连。 内部包括 和 两个控制器,分别支持两种 截然不同的存储器访问方式。使用 控制器可以与并行的 进行无缝连接。在 内部 的一端通过内部高速总线 连接 到内核 ,另一端则是面向扩展存储器的外部总线。内核对外部存储器的 访问信号发送到 总线后,经过 转换为符合外韶存储器通信规约的信号, 送到外部存储器的相应引脚,实现内核与外部存储器之间的数据交互。 起到桥 梁作用,既能够进行信号类型的转换,又能够进行信号宽度和时序的调整,屏蔽掉不 同存储类型的差异,使之对内核而言没有区别。这样就使得 连 接时,使其数据刷新速率更快,达到非常小的显示延迟。 3GUI模块软件设计 软件设计主要包括GUI应用程序开发、HID设备固件程序开发和上位机通信程序设计3 个部分 应用程序开发 ucG与ZGGU软件库作为使用最广的GUI软件库均采用分层结构,具有驱动接口层 和应用层;并且其代码均采用C语言编写,因此可方便移植到各科CPU上。但是由于俩和 GUI软件库底层驱动程序复杂难懂,完全掌握需要一定时间,这就增加了产品的开发周期, 提高了开发成本,因此本设计将采用自己编写的 MINIGUL软件厍进行GUI应用程序开发。 MIⅥIGUI顾名思义,就是微型化的GUI,删除掉许多不用的底层驱动,将各种功能集成化, 为用户提供最简单的移植方案 GUI应用程序廾发主要分为以下儿个步骤: 山国武花论文在丝 (1)首先对驱动器进行资源驱动初始化,因对ST昭32F103进行吋钟、中断、外设等驱动 进行初始化 (2)按照实际需要,设计出界面草图,并根据界面草图对 MINIGU进行裁剪。 (3)调用 MINIGUI进行界面设计,同时进行调试。 设备固件程序开发 USB(通用串行总线)作为目前最为流行的外部总线标准,大量应用于PC机与外部设备的 通信领域,具有休积小、用途广、传输速率快、价格使宜和使用方使等诸多优点,它应用在 本模块上的最突出优点就是其即插即用的特性。HD( Human Interface device,人机接冂设 备)属于USB协议支持的一种设备类。典型的ⅢID设备就是我们常用的USB鼠标和键盘,IID 设备不需要安装USB驱动,因为HID驱动已经封装在各和操作系统内,因此可以实现真正意 义上的即插即用。本文正是根据这一优点将USB作为与PC机进行通信的上要于段 STM32的USB外设符合USB2.0全速设备的技术规范,最大传输速率可以达到12Mbit/s 这远比常用的RS232的20Kbit/s快的多。HID设备固件程序负责USB设备与上位机之间建 立连接、处理与上位机的数据通信。GUI驱动尜的USB数据通信主要使用中凘传输方式进行 数据传输。HID设备固件程序可以通过STM32的官方USB固件程序进行修改,其中各种描述 符的修改是重点。HID固件程序主程序流程图如图3所示。 开始 设备挂起? 初始化 挂起处理 设备重枚举 唤陧信号? 请求? 唤醒处理 处理 请求 轮询处理数据通信 图 固件程序主程序流程图 上位机通信程序的设计 上位机通信程序在WC+6.0集成环境下调用 Windows的API函数进行编写,这些API 凶数包含在 Kernel.dl、hid.dl和 se tupapl.d1l动态链接库中。上位机通信程序主要 负责与HD设备进行数据通信。在 WINDOWS操作系统环境中,设备通常被当做特姝文件处理。 要打开这个设备,就需要知道设备的路径,要找到设备的路径,通常使用GUID米査找。上 位机通信程序设计流程如图4所示。 山国武技论文在丝 开始 获取 获取信忘集合 二取设备接山信息 获取设备路径 打开设备 获取设 设备版本号 成功 设 圣为指定设备 包建卖写进程 调用操作程序 结束 图上位机通信程序设计流程图 上位机通信程序主要负责字库烧写、开机界面烧写与产品截图等,可以大大方便产品开 发进程。利用本GI模块设计的信号发生器的上位机截图功能界面如图5所示,UI模块实 物如图6所 x1:),-|探除 A1/V小的aM= 益出发辅出 试頂:正弦 厅率:1C0kH 浏文件 直流偏置: 科对称度 」方汝三波齿改负铝齿≌Ⅳ声升拦数障指数直流 自定印 波形」圻率」解度』亘帝置 厂回车「换行 F[满屏 由开型片发送图片 图上位机截图功能界面 山国武技论文在丝 波形;正弦波 频率:10000k 幅度:500W 直流偏置;o0ovd 力波占空比:200% 波对称度:800% 正方识三角被锯估被负锯齿s噪声升指数降指数直流 相平」哂度」直置 模块实物图 结论 本文主要研究了基于 的模块的软硬件实现。通过使用 的 功 能实现与显示模块的无缝连接,实现快速图像显示。运用 技术,实现了 模块的即插即用和热插拔,同吋可以由直接对模块进行供电,无需外接电源。设 计者可以通过调整、优化和修改上位机通信软件实现机与模块进行多目的数据通信, 是高了系统的灵活性。同时,本设计模块支持多种软件库,可以开发出符合用户口味 的绚丽界面,提高产品竞争力。 参考文献 苗雪兰,刘瑞新,宋歌算机图形学理论及应用技术北烹:机械工业出版社 赵玮基于测试驱动技术的开发研究计算机与现代化,,: 技支持 参考手册北京:意法半导体中国投资有限公司, 葛欣,孟凡荣使用 开发图形用户界面计算机工程与设计,, 涂晓强,周洪利基于类的人机接口设计单片机与嵌入式系统应用 张帆,史彩成 驱动开发技术详解北京:电子工业出版社,

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2019-07-22
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2019-08-18
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