嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)課件C8

本節(jié)提要132546基于COS-II擴(kuò)展RTOS圖形用戶接口設(shè)計外設(shè)及驅(qū)動文件系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的消息嵌入式GUI簡介第一頁第二頁，共90頁。uCOS-II的不足之處只有多任務(wù)調(diào)度的簡單內(nèi)核內(nèi)存管理過于簡單，幾乎沒有動態(tài)內(nèi)存管理功能文件系統(tǒng)和圖形界面需要外掛對于設(shè)備驅(qū)動程序沒有專門統(tǒng)一的接口第二頁第三頁，共90頁。具體的擴(kuò)展工作建立文件系統(tǒng)；外設(shè)及驅(qū)動程序的實現(xiàn)；基于Unicode漢字庫的實現(xiàn)方法；基本繪圖函數(shù)的實現(xiàn)；其它實用API函數(shù)；第三頁第四頁，共90頁?；?/p>

COS-II擴(kuò)展RTOS的體系結(jié)構(gòu)第四頁第五頁，共90頁。1．系統(tǒng)外圍設(shè)備的硬件部分系統(tǒng)外圍設(shè)備的硬件部分包括：液晶顯示屏（LCD）、USB通信模塊、鍵盤、海量Flash存儲器、系統(tǒng)的時鐘和日歷。外圍設(shè)備的硬件部分是保證系統(tǒng)實現(xiàn)指定任務(wù)的最底層的部件。2、驅(qū)動程序模塊驅(qū)動程序是連接底層的硬件和上層的API函數(shù)的紐帶，有了驅(qū)動程序模塊，就可以把操作系統(tǒng)的API函數(shù)和底層的硬件分離開來。硬件的改變、刪除或者添加，只需要隨之改變、刪除或者添加提供給操作系統(tǒng)的相應(yīng)的驅(qū)動程序就可以了。而不會影響到API函數(shù)的功能，更不會影響到用戶的應(yīng)用程序。第五頁第六頁，共90頁。3．操作系統(tǒng)的API函數(shù)在操作系統(tǒng)中提供標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口（API）函數(shù)，可以加速用戶應(yīng)用程序的開發(fā)，統(tǒng)一應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)，同時也給操作系統(tǒng)版本的升級帶來了方便。在API函數(shù)中，提供了大量的常用模塊，可以大大簡化用戶應(yīng)用程序的編寫。4．實時操作系統(tǒng)的多任務(wù)管理

C/OS-Ⅱ作為操作系統(tǒng)的內(nèi)核，主要的任務(wù)就是完成多任務(wù)之間的調(diào)度和同步。5．系統(tǒng)的消息隊列這里所說的系統(tǒng)的消息隊列是以

C/OS-Ⅱ的消息隊列派生出來的系統(tǒng)消息傳遞機(jī)制，用來實現(xiàn)系統(tǒng)的各個任務(wù)之間、用戶應(yīng)用程序的各個任務(wù)之間以及用戶應(yīng)用程序和系統(tǒng)的各個任務(wù)之間的通信。第六頁第七頁，共90頁。6．系統(tǒng)任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)主要包括液晶顯示屏（LCD）的刷新任務(wù)、系統(tǒng)鍵盤掃描任務(wù)。這兩個任務(wù)是操作系統(tǒng)的基本任務(wù)，隨著操作系統(tǒng)的啟動而運(yùn)行。7．用戶應(yīng)用程序用戶的應(yīng)用程序建立在系統(tǒng)的主任務(wù)（Main_Task）基礎(chǔ)之上。用戶應(yīng)用程序主要通過調(diào)用系統(tǒng)的API函數(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行操作，完成用戶的要求。在用戶的應(yīng)用程序中也可以創(chuàng)建用戶自己的任務(wù)。任務(wù)之間的協(xié)調(diào)主要依賴于系統(tǒng)的消息隊列。第七頁第八頁，共90頁。本節(jié)提要132546基于COS-II擴(kuò)展RTOS圖形用戶接口設(shè)計外設(shè)及驅(qū)動文件系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的消息嵌入式GUI簡介第八頁第九頁，共90頁。圖形用戶接口函數(shù)基于32位嵌入式處理器的硬件平臺，有著較高的運(yùn)算速度和大容量的內(nèi)存。為人機(jī)交互建立GUI無疑為最首選的方式。本小節(jié)將建立針對常用的圖形界面的應(yīng)用建立相應(yīng)的API函數(shù)。主要包括：基本繪圖函數(shù)?；赨nicode的漢字字庫典型的控件第九頁第十頁，共90頁。繪圖API函數(shù)繪圖是操作系統(tǒng)的圖形界面的基礎(chǔ)，本系統(tǒng)為圖形界面提供了豐富的繪圖函數(shù)。在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，繪圖設(shè)備上下文（DC）是繪圖的關(guān)鍵。繪圖設(shè)備上下文（DC）保存了每一個繪圖對象的相關(guān)參數(shù)（比如：繪圖畫筆的寬度、繪圖的原點(diǎn)坐標(biāo)等）。在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，通過繪圖設(shè)備上下文（DC）來繪圖，可以保證在不同的任務(wù)繪圖的參數(shù)是相互獨(dú)立的，不會互相影響。第十頁第十一頁，共90頁。DC的定義typedefstruct{ intDrawPointx; intDrawPointy;//繪圖所使用的坐標(biāo)點(diǎn) intPenWidth; //畫筆寬度 U32PenMode;//畫筆模式 U32PenColor; //畫筆的顏色 intDrawOrgx; //繪圖的坐標(biāo)原點(diǎn)位置 intDrawOrgy; intDrawRangex; //繪圖的區(qū)域范圍 intDrawRangey; U8bUpdataBuffer; //是否更新后臺緩沖區(qū) U32Fontcolor;//字符顏色}DC,*PDC;第十一頁第十二頁，共90頁。DC的初始化在繪圖設(shè)備上下文（DC）中保存了每一個繪圖對象的相關(guān)參數(shù)。在系統(tǒng)啟動的時候，通過調(diào)用initOSDC()函數(shù)初始化繪圖設(shè)備上下文（DC），為以后創(chuàng)建繪圖設(shè)備上下文（DC）分配存儲空間。第十二頁第十三頁，共90頁。DC的使用第十三頁第十四頁，共90頁。典型的繪圖函數(shù)(a)voidinitOSDC();PDCCreateDC();voidDestoryDC(PDCpdc);voidMoveTo(PDCpdc,intx,inty);voidLineTo(PDCpdc,intx,inty);voidDrawRectFrame(PDCpdc,intleft,inttop,intright,intbottom);voidCircle(PDCpdc,intx0,inty0,intr);第十四頁第十五頁，共90頁。典型的繪圖函數(shù)(b)voidSetDrawOrg(PDCpdc,intx,inty,int*oldx,int*oldy)設(shè)置繪圖設(shè)備上下文（DC）的原點(diǎn)第十五頁第十六頁，共90頁。典型的繪圖函數(shù)(c)voidSetDrawRange(PDCpdc,intx,inty,int*oldx,int*oldy)設(shè)置繪圖設(shè)備上下文（DC）的繪圖范圍x,y：設(shè)定的橫向、縱向繪圖的范圍，如果x（或者y）為1，則表示x（或者y）方向的比例隨著y（或者x）方向的范圍按比例縮放。如果參數(shù)為-1，表示方向相反第十六頁第十七頁，共90頁。DC創(chuàng)建PDCpdc;pdc=CreateDC();第十七頁第十八頁，共90頁。DC設(shè)置舉例PDCpdc;pdc=CreateDC();SetDrawOrg(pdc,170,50,&oldx,&oldy);SetDrawRange(pdc,800,-1,&oldxrange，&oldyrange);上面的程序代碼創(chuàng)建一個繪圖設(shè)備上下文（DC），將原點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)定在液晶屏設(shè)備坐標(biāo)的(170,50)，并把繪圖的邏輯坐標(biāo)的水平值設(shè)置成800，垂直范圍按照液晶屏實際的橫縱比例縮放。

實驗1繪圖的API函數(shù)第十八頁第十九頁，共90頁。字符集與字體模塊矢量字體基于矢量的的字體，稱之為可縮放的字體，輪廓字體，或矢量字體。由于這些字體在存儲時亦只存儲了其輪廓，因此，在不同的縮放大小下依然能保持美觀而不會出現(xiàn)“鋸齒”。這點(diǎn)是很適合其完整地在Web上傳輸。一般說來，Logo、線形藝術(shù)作品、圖表、動畫、抽象藝術(shù)作品等凡較容易定義顏色區(qū)域的圖形，用矢量圖都能產(chǎn)生很好的效果。計算機(jī)是以處理數(shù)字為基礎(chǔ)，如果要處理文字就需要規(guī)定一個編碼系統(tǒng)用不同的數(shù)字來表示相應(yīng)的字符。我們較為熟悉的有GB、GBK、BIG5、ASCII等等。由于編碼不統(tǒng)一，這些編碼系統(tǒng)之間經(jīng)常相互沖突。事實上，兩種編碼可能使用相同的數(shù)字代表兩個不同的字符；或者使用不同的數(shù)字代表相同的字符。在Unicode的雙字節(jié)版本中（UTF-16）使用的是16位編碼方式，可提供65,000多個字符代碼指針。其編碼容量可涵蓋世界上幾乎所有的語言，不僅包括拉丁語，希臘語，斯拉夫語，希伯來語，阿拉伯語，亞美尼亞語，還包括中文，日文和韓文這樣的象形文字，以及平假名，片假名，孟加拉語，泰米爾語，泰國語，老撾語等。目前還有大約8000個代碼指針未用，可供擴(kuò)展。第十九頁第二十頁，共90頁?；赨nicode的字庫什么是Unicode使用Unicode的優(yōu)點(diǎn)字符的存儲方式編寫Unicode的程序Unicode字模的提取Unicode字庫的顯示及相關(guān)函數(shù)第二十頁第二十一頁，共90頁。什么是UnicodeUnicode是統(tǒng)一編碼的緊縮寫法世界上常用的編碼系統(tǒng)有數(shù)百種之多，但所有的這些編碼系統(tǒng)，沒有哪一個能有足夠的字符，可以適用于多種語言文本由于編碼不統(tǒng)一，這些編碼系統(tǒng)之間經(jīng)常相互沖突Unicode出現(xiàn)改變了這一切在Unicode的雙字節(jié)版本中（UTF-16）使用的是16位編碼方式，可提供65,000多個字符代碼指針第二十一頁第二十二頁，共90頁。使用Unicode的優(yōu)點(diǎn)使用Unicode避免了亂碼的產(chǎn)生，使得國際間文本數(shù)據(jù)交換成為可能解決了多語言文本同平面共存的問題實現(xiàn)了軟件的全球化，避免了軟件產(chǎn)品在貫穿多個平臺、語言和國家時的重建第二十二頁第二十三頁，共90頁。字符的存儲方式

在圖形操作系統(tǒng)中，字符（包括：中文、英文）通常有2種存儲方式。一種方式存儲的是字符的圖形點(diǎn)陣另一種方式是存儲漢字的矢量圖形

在嵌入式處理中，因為處理器的性能和嵌入式系統(tǒng)資源還不如PC機(jī)，而且，嵌入式只是針對專一控制而應(yīng)用的系統(tǒng)?；旧?，沒有必要使用矢量字庫。第二十三頁第二十四頁，共90頁。Unicode字庫分配

本系統(tǒng)中編碼采用雙字節(jié)版本的Unicode格式收集了ASCII字符（0x0000-0x00ff）256個特殊圖形符號（0x2600-0x267f和0x2700-0x27bf）320個中文字符（0x4e00-0x9fff）20992個。第二十四頁第二十五頁，共90頁。Unicode字庫相關(guān)函數(shù)

轉(zhuǎn)換函數(shù)voidInt2Unicode(intnumber,U16str[]);intUnicode2Int(U16str[]);voidstrChar2Unicode(U16ch2[],constcharch1[]);輸出函數(shù)voidTextOut(PDCpdc,intx,inty,U16*ch,U8bunicode,U8fnt);voidTextOutRect(PDCpdc,structRECT*prect,U16*ch,U8bunicode,U8fnt)

第二十五頁第二十六頁，共90頁。典型的控件 控件是可視化開發(fā)的基礎(chǔ)。對于開發(fā)應(yīng)用程序的用戶來說，控件是一個獨(dú)立的組件，它有著自己的顯示方式，自己的動態(tài)內(nèi)存管理模式，甚至有的控件還可以向系統(tǒng)發(fā)送自己的消息。用戶不需要掌握控件的內(nèi)部到底是如何工作的，用戶只需要通過控件提供的API函數(shù)，改變控件相應(yīng)的屬性，從而改變控件的顯示方式?？丶囊肟梢苑奖阌脩舻拈_發(fā)，加速用戶應(yīng)用程序界面的編寫速度。為運(yùn)行在操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序的界面提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，方便了使用。第二十六頁第二十七頁，共90頁。系統(tǒng)中的控件文本框控件列表框控件圖片框控件按鈕控件窗體第二十七頁第二十八頁，共90頁?？丶氖褂昧鞒痰诙隧摰诙彭?，共90頁。通用的系統(tǒng)控件對一個通用的系統(tǒng)控件，包含了如下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： typedefstruct{ U32CtrlType; //控件的類型 U32CtrlID; //控件的ID structRECTListCtrlRect;//控件的位置和大小 U32FontSize; //控件的字符大小 U32style; //控件的的邊框風(fēng)格 U8bVisible; //是否可見 }OS_Ctrl;第二十九頁第三十頁，共90頁。主要函數(shù)介紹列表框控件CreateTextCtrl定義:PTextCtrlCreateTextCtrl(U32CtrlID,structRECT*prect,U32FontSize,U32style,char*KeyTable,PWndparentWnd)功能:創(chuàng)建文本框控件,返回指向文本控件的指針參數(shù)說明:CtrlID:創(chuàng)建的文本框控件的ID,此控件ID必須是唯一的rect:指向文本框控件大小和位置的指針FontSize:文本框的字體大小,可以是表1-1數(shù)值中的一種style:文本框的風(fēng)格,可以是表3-1中的一種KeyTable:文本框的字符映射表,即按鍵對應(yīng)的在文本框中顯示的字符.如果是NJLL,表示使用默認(rèn)的字符映射表.parentWnd:指向控件父窗口的指針,如果是NJLL,表示沒有父窗口,空間屬于桌面第三十頁第三十一頁，共90頁。DestoryTextCtrl定義:voidDestoryTextCtrl(PTextCtrlpTextCtrl)功能:刪除文本框控件參數(shù)說明:pTextCtrl:指向文本框的指針SetTextCtrlText定義:voidSetTextCtrlText(PTextCtrlpTextCtrl,U16*pch)功能:設(shè)置文本框的文本參數(shù)說明:pTextCtrl:指向文本框的指針pch:指向文本框顯示文字的字符串指針GetTextCtrlText

定義:U16*GetTextCtrlText(PTextCtrlpTextCtrl)

功能:返回指向文本框文字的指針第三十一頁第三十二頁，共90頁。實驗2文本框控件，列表框控件第三十二頁第三十三頁，共90頁。本節(jié)提要132546基于COS-II擴(kuò)展RTOS圖形用戶接口設(shè)計外設(shè)及驅(qū)動文件系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的消息嵌入式GUI簡介第三十三頁第三十四頁，共90頁。什么是文件系統(tǒng)（)文件系統(tǒng)的定義——處理文件的操作系統(tǒng)的部分稱為文件系統(tǒng).是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一種軟件，管理文件的存儲、檢索、更新，提供安全可靠的共享和保護(hù)手段，并且方便用戶使用文件系統(tǒng)的功能——文件的構(gòu)造、命名、存取、采用、保護(hù)和實現(xiàn)等。文件系統(tǒng)的存儲媒質(zhì)——磁盤、軟盤、光盤、FLASH盤等等第三十四頁第三十五頁，共90頁。文件系統(tǒng)的發(fā)展DOS1.0(1981)DOS3.0(1984)Win95(1995)Win95Osr2(1996)Win98(1998)Win3.1(1992)FAT12FAT16VFATFAT32第三十五頁第三十六頁，共90頁。FAT12/FAT16/FAT32的比較FAT12FAT16FAT32SizeofFATentry12bits16bits32bitsMaxnumofclusters4,08665,526268,435,456Clustersizeused0.5KB-4KB2KB-32KB4KB-32KB最大磁盤容量16,736,256

(16M)2,147,123,200

(2G)about2^41

(2T)第三十六頁第三十七頁，共90頁?；贔LASH的嵌入式文件系統(tǒng)第三十七頁第三十八頁，共90頁。FLASH讀寫的特點(diǎn)（1）必須以Page為單位進(jìn)行讀寫；（2）寫之前必須先擦除原有內(nèi)容；（3）擦除操作必須對Block進(jìn)行，即一次至少擦除一個Block的內(nèi)容針對這種情況，將Flash的一個Page定為1個扇區(qū)，將其1個Block，32個扇區(qū)定為一個簇，這樣，簇的容量剛好為512＊32＝16K，滿足FAT16對簇大小的要求第三十八頁第三十九頁，共90頁。FLASH文件系統(tǒng)的要求（1）掉電安全：嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境一般比較惡劣，但同時又要求有較高的可靠性。這就對FLASH文件系統(tǒng)進(jìn)出了較高的要求，無論程序崩潰或系統(tǒng)掉電，都不能影響文件系統(tǒng)的一致性和完整性，文件系統(tǒng)的寫入、垃圾回收等操作對系統(tǒng)異常中止都非常敏感，極易造成數(shù)據(jù)丟失和數(shù)據(jù)垃圾，在文件系統(tǒng)設(shè)計和選用時應(yīng)考慮；（2）平均使用（wear-leveling)：由于FLASH扇區(qū)的擦除次數(shù)有限制，要求能夠均勻使用各扇區(qū)，以延長FLASH的使用壽命；（3）高效垃圾回收（garbagecollection)：任何存儲器在分配使用一段時間后，都會出現(xiàn)空區(qū)和碎片數(shù)據(jù)，為保證存儲空間的使用率。方法是先移動扇區(qū)數(shù)據(jù)，再擦除整個扇區(qū)；（4）低空間消耗（lovoverhead)：指文件系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)在FLASH存儲器上的空間消耗，該空間用于FS建立，而不能用于實際數(shù)據(jù)的存儲，可以提高有用數(shù)據(jù)的存儲空間第三十九頁第四十頁，共90頁。FLASH文件系統(tǒng)的分類（1）集中管理文件系統(tǒng)特點(diǎn)：存儲器空間的使用信息集中存放在存儲器的某個地方，存儲器的其它區(qū)域用于存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)必須依賴關(guān)鍵信息區(qū)才能被索引和使用缺點(diǎn)：需要大量緩存空間，當(dāng)某扇區(qū)需要更新時，先將扇區(qū)數(shù)據(jù)備份到RAM中，再進(jìn)行擦除操作，最后將修改后的備份寫入FLASH，缺點(diǎn)是難以保證掉電安全，不能均勻使用存儲器空間，特別是關(guān)鍵信息區(qū)，對文件系統(tǒng)的使用個性都會改寫該區(qū)，導(dǎo)致FLASH快速損壞；第四十頁第四十一頁，共90頁。FLASH文件系統(tǒng)的分類（2）線性文件系統(tǒng)概述：每個文件相關(guān)的信息都連續(xù)存放在存儲器中，實現(xiàn)簡單，讀寫快速，文件系統(tǒng)的關(guān)鍵信息分布存放；優(yōu)點(diǎn)：安全性好；能保證存儲器的平均使用，延長了FLASH的使用壽命；缺點(diǎn)：對文件操作效率低，不易實現(xiàn)添加、插入、剪切等操作；第四十一頁第四十二頁，共90頁。FLASH文件系統(tǒng)的分類（3）日志文件系統(tǒng)概述：日志結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)使用順序的、只增的日志作為磁盤上唯一的組織文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),文件的描述可以仍采用傳統(tǒng)的索引組織方式。方法是在內(nèi)存中將幾次FS的修改匯集成一個大的日志條目(被稱為段映像),然后動態(tài)分配磁盤空間并通過一次寫操作寫到磁盤上的一個連續(xù)的、固定大小的日志段(Segment)中。并定時或當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出同步寫請求時保證日志同步寫到磁盤上；優(yōu)點(diǎn)：恢復(fù)快速。第四十二頁第四十三頁，共90頁。幾種開源的FLASH文件系統(tǒng)TFS（Tiny)概述：TFS是由原Lucent公司的EdSutter開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)平臺Umon的一部分。TFS是一種線性結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，由多個存放的文件塊組成。一個文件塊包含一個文件的所有信息。優(yōu)點(diǎn)：TFS提供了掉電安全機(jī)制和垃圾回收機(jī)制，需要額外的輔助空間，用于垃圾回收時的文件緩存和過程狀態(tài)，如果出現(xiàn)終止，系統(tǒng)根據(jù)輔助空間的信息進(jìn)行文件系統(tǒng)的恢復(fù)；缺點(diǎn)：文件的插入、剪切和個性需要較大的運(yùn)行開銷，即使是很小的修改，也要求將整修文件重寫第四十三頁第四十四頁，共90頁。幾種開源的FLASH文件系統(tǒng)JFFS(JournalingFlash）概述：由瑞典Axis通信公司開發(fā)的文件系統(tǒng)，主要針對NOR型Flash存儲器設(shè)計，提供了掉電安全，平均使用等特性，是基于Linux，由于遵循GPL開放源代碼，易實現(xiàn)移植；第四十四頁第四十五頁，共90頁。FAT16文件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)FAT文件系統(tǒng)由下面四部分組成保留區(qū)Reservedregion存放引導(dǎo)記錄，BIOS信息等FAT區(qū)FAT信息列表

(12/16/32bits)根目錄區(qū)目錄信息列表

(32bytes)文件和目錄區(qū)存放簇信息reservedFAT(p)FAT(b)Rootdirdirectory……第四十五頁第四十六頁，共90頁。保留區(qū)ReservedRegion引導(dǎo)記錄基本信息

……引導(dǎo)代碼BIOS參數(shù)塊

(BPB)字節(jié)/扇區(qū)(512,1024,2048,4096)扇區(qū)/簇(1,2,4,8,16,32,64,128)根目錄數(shù)總扇區(qū)值介質(zhì)類型

(硬盤,軟盤，F(xiàn)LASH）reservedFAT(p)FAT(b)Rootdirdirectory……第四十六頁第四十七頁，共90頁。FAT區(qū)通常有FAT(P)(primary)和FAT(B)(backup)每一個簇都有一個對應(yīng)的FAT目錄Cluster2Cluster3Clustern-1Clustern……FAT數(shù)據(jù)區(qū)reservedFAT(p)FAT(b)Rootdirdirectory………第四十七頁第四十八頁，共90頁。FAT鏈表

(FAT16)……目錄樹第四十八頁第四十九頁，共90頁。建立文件系統(tǒng)

COS-II本身不提供文件系統(tǒng)，針對嵌入式的應(yīng)用，為適應(yīng)大容量數(shù)據(jù)存儲的需要，參考FAT16的格式，可以建立起一套簡單的文件系統(tǒng)。第四十九頁第五十頁，共90頁。文件系統(tǒng)簡介此文件系統(tǒng)可以保存最多512個文件文件數(shù)據(jù)以簇為單位進(jìn)行存儲。為了便于管理和提高訪問速度，文件系統(tǒng)中不提供存儲子目錄的管理。文件名的格式為8.3的格式文件名稱均為大寫第五十頁第五十一頁，共90頁。文件系統(tǒng)的組織形式第五十一頁第五十二頁，共90頁。文件的訪問讀取文件的時候，首先在文件目錄表中找到相應(yīng)的文件所對應(yīng)的首簇的號碼，讀取完成一個簇以后，如果文件的長度大于16KB（一個簇），就從文件分配表中查找到下一個簇的號碼，然后繼續(xù)讀取，直到文件分配表中的下一個簇號碼為FFFFH時為止第五十二頁第五十三頁，共90頁。文件系統(tǒng)實現(xiàn)過程文件相關(guān)的API函數(shù)文件的打開文件的讀取文件的寫入文件的關(guān)閉文件的列表第五十三頁第五十四頁，共90頁。文件結(jié)構(gòu)體文件結(jié)構(gòu)體的定義如下：typedefstruct{ U8Buffer[BLOCK_SIZE]; //文件緩沖區(qū) U32; //文件當(dāng)前的簇的位置 U32; //打開文件的模式 U32; //文件緩沖區(qū)中已經(jīng)讀取/寫入的字節(jié)數(shù) U32; //讀寫的當(dāng)前位置 U32; //文件的大小}FILE;可見，在FILE結(jié)構(gòu)中包括了文件的緩沖區(qū)和其他的相關(guān)信息。第五十四頁第五十五頁，共90頁。文件系統(tǒng)的相關(guān)函數(shù)始始化文件系統(tǒng)voidinitOS[],U32OpenMode)讀文件到緩沖區(qū)U32ReadOS*p*ReadBuffer,U32nReadbyte)把緩沖區(qū)內(nèi)容寫入文件U32WriteOS*p*WriteBuffer,U32nWritebyte)關(guān)閉文件，釋放緩沖區(qū)voidCloseOS*Pfile)實驗3文件的操作第五十五頁第五十六頁，共90頁。本節(jié)提要132546基于COS-II擴(kuò)展RTOS圖形用戶接口設(shè)計外設(shè)及驅(qū)動文件系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的消息嵌入式GUI簡介第五十六頁第五十七頁，共90頁。系統(tǒng)消息在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，各個任務(wù)之間，用戶應(yīng)用程序的各個任務(wù)之間以及用戶應(yīng)用程序和系統(tǒng)的各個任務(wù)之間的通常是通過消息來傳遞信息和同步的。第五十七頁第五十八頁，共90頁。消息與任務(wù)第五十八頁第五十九頁，共90頁。本節(jié)提要132546基于COS-II擴(kuò)展RTOS圖形用戶接口設(shè)計外設(shè)及驅(qū)動文件系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的消息嵌入式GUI簡介第五十九頁第六十頁，共90頁。外設(shè)及驅(qū)動程序外設(shè)驅(qū)動程序可以對系統(tǒng)提供訪問外圍設(shè)備的接口，把操作系統(tǒng)（軟件）和外圍設(shè)備（硬件）分離開來。當(dāng)外圍設(shè)備改變的時候，只需更換相應(yīng)的驅(qū)動程序，不必修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核以及運(yùn)行在操作系統(tǒng)中的軟件。本小節(jié)中，將建立幾種典型外設(shè)的驅(qū)動程序標(biāo)準(zhǔn)接口。第六十頁第六十一頁，共90頁。串行口 串行口符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)，通訊的最高速度可以達(dá)到115200bps。串行口的接口函數(shù)如下：voidUart_Init(intUartnum,intmclk,intbaud);voidUart_Printf(char*fmt,...);charUart_Getch(char*Revdata,intUartnum,inttimeout);voidUart_SendByte(intUartnum,intdata);實驗4串行口通信第六十一頁第六十二頁，共90頁。液晶顯示驅(qū)動程序液晶屏是內(nèi)部有控制電路的液晶模塊分辨率320x240使用雙緩沖機(jī)制第六十二頁第六十三頁，共90頁。顯示緩沖區(qū)在系統(tǒng)的內(nèi)存里開辟了一塊內(nèi)存作為液晶屏顯示的后臺緩沖區(qū)LCDBuffer，其定義如下：U32LCDBuffer[LCDHEIGHT][LCDWIDTH];其中，LCDBuffer為按雙字映射存儲的緩沖區(qū)（即：每四個字節(jié)表示一個點(diǎn)），寫入的時候調(diào)用液晶屏的voidLCD_Refresh()函數(shù)，就可以把緩沖區(qū)的內(nèi)容顯示在液晶屏上。因為緩沖區(qū)是按雙字存儲的，所以LCDBuffer[y][x]對應(yīng)的就是屏幕點(diǎn)(x,y)的像素值，每一個點(diǎn)用一個32位的整數(shù)表示，可以滿足實現(xiàn)32位真彩色圖片的顯示，保證不同的液晶屏的兼容性。不同的液晶屏只需要更新LCD320.c和LCD320.h文件中的驅(qū)動程序即可第六十三頁第六十四頁，共90頁。液晶模塊的控制液晶模塊有兩種工作模式：圖形方式：在圖形方式下，模塊上的緩沖區(qū)映射的是液晶屏上顯示的圖形點(diǎn)陣文本方式：在文本模式下，模塊上的緩沖區(qū)對應(yīng)的是液晶屏上顯示的文本字符，包括：英文字符和英文標(biāo)點(diǎn)符號。液晶屏的操作主要包括：初始化、設(shè)置液晶屏的工作模式（文本或者圖形）、更新顯示、開啟（或者關(guān)閉）背光。第六十四頁第六十五頁，共90頁。液晶驅(qū)動程序接口voidLCD_Init(void);voidLCD_printf(char*fmt,...);voidLCD_ChangeMode(U8mode);voidLCD_Refresh();voidLCDBkLight(U8isOpen);第六十五頁第六十六頁，共90頁。鍵盤驅(qū)動程序本控制器使用的是4x4的鍵盤（16鍵），在S3C44B0X的GPD端口上由程序掃描控制，無需外圍芯片在操作系統(tǒng)中，鍵盤掃描是通過uCOS-II的專門的一個任務(wù)來控制的支持系統(tǒng)的組合按鍵（相當(dāng)于Ctrl、Shift等），最多可以支持16鍵中所有的功能按鍵同時組合第六十六頁第六十七頁，共90頁。鍵盤驅(qū)動接口U32GetKey();低16位為鍵盤號碼，高16位對應(yīng)功能鍵掃描碼（1有效）。此函數(shù)為死鎖函數(shù)，調(diào)用以后，除非有按鍵按下，否則，函數(shù)不會返回。voidSetFunctionKey(U16Fnkey);設(shè)定功能鍵掃描碼，1有效。可以提供組合按鍵。功能鍵不能單獨(dú)返回。U32GetNoTaskKey();類似于GetKey()，但是，此函數(shù)不會釋放此任務(wù)的控制權(quán)，除非有更高級的任務(wù)運(yùn)行。第六十七頁第六十八頁，共90頁。鍵盤消息在系統(tǒng)中，鍵盤有專門的任務(wù)來管理。當(dāng)有按鍵按下的時候就會相應(yīng)鍵盤消息鍵盤的消息類型為OSM_KEY消息參數(shù)WParam表示系統(tǒng)的鍵盤按鍵號碼LParam表示按鍵時同時按下的功能鍵第六十八頁第六十九頁，共90頁。等待鍵盤消息可以通過如下代碼來等待并處理鍵盤消息POSMSGpMsg=0;//消息循環(huán)for(;;){ pMsg=WaitMessage(0);//等待消息 switch(pMsg->Message){ caseOSM_KEY: onKey(pMsg->WParam, pMsg->LParam); break; } DeleteMessage(pMsg);//刪除消息,釋放資源}第六十九頁第七十頁，共90頁。其它實用API函數(shù)為了便于用戶的應(yīng)用開發(fā)，操作系統(tǒng)還提供了一些常用的API函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。主要包括：雙向鏈表的相關(guān)API函數(shù)系統(tǒng)的時間相關(guān)API函數(shù)系統(tǒng)的圖形相關(guān)API函數(shù)第七十頁第七十一頁，共90頁。雙向鏈表API函數(shù)voidinitOSList();初始化鏈表，為鏈表分配動態(tài)空間voidAddListNode(PListplist,void*pNode);在指定的位置為鏈表增加一個節(jié)點(diǎn)voidDeleteListNode(PListpList);刪除鏈表的指定節(jié)點(diǎn)PListGetLastList(PListpList);返回鏈表的最后一個節(jié)點(diǎn)第七十一頁第七十二頁，共90頁。系統(tǒng)的時間API函數(shù)voidInitRtc();voidGet_Rtc(PstructTimetime);U8Rtc_IsTimeChange(U32hichChange);voidSet_Rtc(PstructTimetime);voidRtc_Format(char*fmtchar,U16*outstr);第七十二頁第七十三頁，共90頁。圖形相關(guān)API函數(shù)voidCopyRect(structRECT*prect1,structRECT*prect2);voidSetRect(structRECT*prect,intleft,inttop,intright,intbottom);voidInflateRect(structRECT*prect,intcx,intcy);U8IsInRect(structRECT*prect,intx,inty);第七十三頁第七十四頁，共90頁。本節(jié)提要132546基于COS-II擴(kuò)展RTOS圖形用戶接口設(shè)計外設(shè)及驅(qū)動文件系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的消息嵌入式GUI簡介第七十四頁第七十五頁，共90頁。GUI的概念GUI的定義

GraphicsUserInterface,是指計算機(jī)與其使用者之間的圖形化對話接口。GUI的主要特征：

——Windows，采用窗口界面，每個窗口是用戶或系統(tǒng)的一個工作區(qū)域。一個屏幕上可以有多個窗口?！狪cons，采用形象化的圖標(biāo)或圖符，易于操作者理解與操作?！狹enu，采用菜單，可供用戶選擇的功能提示——PointingDevices，指鼠標(biāo)器、觸摸屏等，便于用戶直接對屏幕對象進(jìn)行操作。第七十五頁第七十六頁，共90頁。嵌入式GUI的特點(diǎn)體積小功能強(qiáng)；圖形算法簡潔、快速,占用系統(tǒng)資源少可靠性高；模塊結(jié)構(gòu)，便于移植和定制第七十六頁第七十七頁，共90頁。嵌入式GUI的實現(xiàn)方法1）照需求開發(fā)滿足自身特定需要的GUI系統(tǒng)；2）將GUI作為一個軟件層從應(yīng)用程序中剝離，GUI的支持邏輯由應(yīng)用程序自己負(fù)責(zé)；3）設(shè)計一個支持大多數(shù)常見的GUI對象的應(yīng)用編程接口庫，使其具有與其他通用開發(fā)工具相類似的調(diào)用方法(如Win32)的GUI系統(tǒng)第七十七頁第七十八頁，共90頁。幾種典型的嵌入式GUICompactX-WindowSystem:可擴(kuò)展性好、可移植性好，代碼尺寸大Microwindows：開放源碼的嵌入式GUI軟件，可移植性好，圖形功能出色。OpenGUI：自由軟件。匯編實現(xiàn)的內(nèi)核，并利用MMX指令進(jìn)行了優(yōu)化，OpenGUI運(yùn)行速度非常快。支持32位處理器，可以在MS-DOS，QNX和Linux下運(yùn)行。主要用來在這些系統(tǒng)中開發(fā)圖形應(yīng)用程序和游戲Qt/Embedded：QT庫開發(fā)商Trolltech推出的面向嵌入式系統(tǒng)的QT版本?？梢浦残院?，價格較貴。MiniGUI：自由軟件，面向嵌入式系統(tǒng)或者實時系統(tǒng)的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。它主要運(yùn)行于Linux，還可以運(yùn)行在任何一種具有POSIX線程支持的POSIX兼容系統(tǒng)上第七十八頁第七十九頁，共90頁。嵌入式GUICompactX-WindowSystem:可擴(kuò)展性好、可移植性好，代碼尺寸大Microwindows：開放源碼的嵌入式GUI軟件，可移植性好，圖形功能出色。OpenGUI：自由軟件。匯編實現(xiàn)的內(nèi)核，并利用MMX指令進(jìn)行了優(yōu)化，OpenGUI運(yùn)行