嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，對嵌入式軟件的要求更高了，不僅要求軟件穩(wěn)定可靠和實(shí)時(shí)響應(yīng)，而且還要具有豐富友好的圖形用戶界面。嵌入式圖形界面（E-GUI）設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生并迅速發(fā)展，已經(jīng)成為嵌入式微控制／處理器系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。本書全方位地闡述了如何在保持嵌入式系統(tǒng)高度的穩(wěn)定可靠性和快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)性的基礎(chǔ)上，以最小的系統(tǒng)資源占有量，實(shí)現(xiàn)簡潔、友好、豐富、優(yōu)質(zhì)的人機(jī)交互圖形顯示。本書概括了E-GUI的特點(diǎn)和E-GUI系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，敘述了E-GUI的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本知識和嵌入式軟件體系架構(gòu)的方法步驟，指出了進(jìn)行E-GUI設(shè)計(jì)的兩條有效途徑——直接GUI軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用μC／GUI、MiniGUI等嵌入式圖形系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。本書著重闡述的是嵌入式（3UI直接軟件設(shè)計(jì)、嵌入式μC／GUI圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式μWindows圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式：MiniGUI圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嵌入式Qt圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本書也說明了Win（：E-GWES多媒體圖形界面設(shè)計(jì)和VxWorks-WindMKL／Zinc多媒體圖形界面設(shè)計(jì)。嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提是如何進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和基本軟件體系架構(gòu)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，只有奠定了堅(jiān)實(shí)的軟硬件基礎(chǔ)，才能更好、更快地展開E-GUI設(shè)計(jì)。嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是貫穿在各種類型的嵌入式圖形界面設(shè)計(jì)中底層驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)或定制、圖形系統(tǒng)的體系構(gòu)造與內(nèi)核的定制或移植、應(yīng)用程序接口API函數(shù)與窗口／插件的應(yīng)用、GUI功能性應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的一般步驟和方法技巧以及個(gè)人計(jì)算機(jī)上的模擬仿真與程序的調(diào)試運(yùn)行等重要環(huán)節(jié)。為了把抽象的理論敘述和枯燥的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)形象化、具體化，結(jié)合嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐，理論聯(lián)系實(shí)際，本書在各章節(jié)列舉了大量的應(yīng)用開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)例，以求淺顯易懂，突出實(shí)用。本書共有10章。第1章概括描述了嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和開發(fā)方法；第2～3章闡述了E-GUI設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識——嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)和嵌入式軟件體系架構(gòu)的方法步驟，著重說明了嵌入式硬件體系的結(jié)構(gòu)組成、基本軟件體系的架構(gòu)和外設(shè)／接口的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)；第4章闡述了針對LED／LCD／LCM屏的直接底層驅(qū)動(dòng)圖形界面設(shè)計(jì)的方法步驟；第5～8章闡述了μC／GUI、μWindOWs、MiniGUI和QtE四種典型的嵌入式圖形系統(tǒng)下的GUI應(yīng)用設(shè)計(jì)，涵蓋了嵌入式圖形軟件的移植、人機(jī)外設(shè)或接口驅(qū)動(dòng)的定制或設(shè)計(jì)及GUI應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)／模擬仿真／調(diào)試運(yùn)行等方面；第9章闡述了嵌入式winCE下基于GWES體系的多媒體圖形界面及其設(shè)計(jì)；第10章闡述了嵌入式VxWorks下應(yīng)用windML和Zinc多媒體組件進(jìn)行的圖形界面設(shè)計(jì)。

內(nèi)容概要

圖形用戶界面(GUI)是嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本書全方位地闡述了如何在保持嵌入式系統(tǒng)高度的穩(wěn)定可靠性和快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)性的基礎(chǔ)上，以最小的系統(tǒng)資源占有量，實(shí)現(xiàn)簡潔、友好、豐富、優(yōu)質(zhì)的人交互顯示。    首先簡要介紹了嵌入式圖形用戶界面E—GUl的特點(diǎn)和E—GUl系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，指出了進(jìn)行E—GUI設(shè)計(jì)的兩種有效途徑——直接GUl軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用uC／GUl、Windows(即MicroWindows)、MiniGUl、Em—bedded ot,WinCE—GWES及VxWorks—WindMl。／Zinc等嵌入式圖形系統(tǒng)軟件進(jìn)行GUl設(shè)計(jì)，并對比分析了5種常見、典型的GUl設(shè)計(jì)開發(fā)應(yīng)用特征。然后，敘述了E—GUl的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本知識和嵌入式軟件體系架構(gòu)的方法步驟，著重說明了嵌入式硬件體系的結(jié)構(gòu)組成、基本軟件體系的架構(gòu)和外設(shè)／接口的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。接著分別對嵌入式GUl直接軟件設(shè)計(jì)、嵌入式uC／GUl圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式Windows圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式MiniGUl圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嵌入式Qt圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開了全面論述，重點(diǎn)介紹了底層驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)或定制、圖形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與內(nèi)核的定制或移植、應(yīng)用程序接口APl函數(shù)與窗口／插件的應(yīng)用、GUl功能性應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的一般步驟和方法技巧、個(gè)人計(jì)算機(jī)上的模擬仿真與程序調(diào)試等內(nèi)容。最后還分別說明了WinCE—GWES和VxWorks。一WindML／Zinc的多媒體圖形界面設(shè)計(jì)。    本書特別適合于從事嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的廣大工程技術(shù)人員，也是高等學(xué)校／職業(yè)學(xué)校嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)與機(jī)電一體化專業(yè)教育培訓(xùn)的理想教材和參考書。

作者簡介

怯肇乾KaiZhaoQian（1969-），男，河南汝州人，電子與信息技術(shù)高級工程師，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師／培訓(xùn)師。怯公，多年從事軟硬件體系及其系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，熟知Windows、Linux等應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，熟知J2EE架構(gòu)及其跨平臺程序設(shè)計(jì)，熟知系統(tǒng)級計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證與模擬仿真，熟知FPGA-SoPC軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，特別是嵌入式系統(tǒng)及其uC／OS  uC／Linux  WinCE  VxWorks等下的件體系架構(gòu)和外設(shè)／接口的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，軟硬件項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)十分豐富。怯公，在國內(nèi)許多科技期刊上獨(dú)立發(fā)表過很多技術(shù)性文章，獨(dú)立編著有《嵌入式系統(tǒng)硬件體系設(shè)計(jì)》、  《基于底層硬件的軟件設(shè)計(jì)》等技術(shù)書籍，多年來還不斷從事研究生、本科生及專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)。

書籍目錄

第1章　嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述　1.1  嵌入式圖形界面及其實(shí)現(xiàn)概述  　1.1.1  圖形用戶界面及其應(yīng)用　  1.1.2  嵌入式圖形界面及其實(shí)現(xiàn)　1.2  嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　1.3  嵌入式軟件體系架構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　  1.3.1  嵌入式軟件體系架構(gòu)　  1.3.2  嵌入式軟件體系架構(gòu)設(shè)計(jì)　1.4  常見嵌入式圖形設(shè)計(jì)體系簡介　1.5  本章小結(jié)　1.6  學(xué)習(xí)與思考第2章　嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)　2.1  引子：便攜式手持巡檢體系設(shè)計(jì)  　2.1.1  問題的提出及其方案規(guī)劃　  2.1.2  系統(tǒng)的硬件體系設(shè)計(jì)　  2.1.3  系統(tǒng)的軟件體系設(shè)計(jì)　2.2  嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)　  2.2.1  嵌入式系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)概述　  2.2.2  嵌入式硬件體系及其設(shè)計(jì)　  2.2.3  底層硬件操作軟件及其設(shè)計(jì)　  2.2.4  嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)　  2.2.5  嵌入式體系的系統(tǒng)級規(guī)劃設(shè)計(jì)　2.3  項(xiàng)目設(shè)計(jì)舉例：FPGA—SoPC體系  　2.3.1  系統(tǒng)工程規(guī)劃與控制算法確定　  2.3.2  嵌入式硬件體系設(shè)計(jì)　  2.3.3  嵌入式軟件體系架構(gòu)　  2.3.4  嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)　  2.3.5  通用計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)　2.4  本章小結(jié)　2.5  學(xué)習(xí)與思考第3章　嵌入式軟件體系架構(gòu)基礎(chǔ)　3.1  嵌入式軟件體系架構(gòu)的基本內(nèi)容　  3.1.1  嵌入式軟件體系架構(gòu)綜述　  3.1.2  E—RTOS及其體系構(gòu)造　  3.1.3  嵌入式軟件體系架構(gòu)要素　3.2  嵌入式體系的直接軟件架構(gòu)　  3.2.1  直接軟件體系架構(gòu)概述　  3.2.2  基本軟件體系的架構(gòu)　  3.2.3  接口／外設(shè)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)　  3.2.4  軟件框架的快速建立　3.3  嵌入式tuc／os體系的軟件架構(gòu)……第4章　嵌入式GU1直接軟件設(shè)計(jì)第5章　嵌入式μC/GUI圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)第6章　嵌入式μWindows圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章　嵌入式MiniGUI圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)第8章　嵌入式Qt圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)第9章　WinCE下的圖形用戶界面系統(tǒng)設(shè)計(jì)第10章　VxWorks下的圖形用戶界面設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述嵌入式圖形界面在工業(yè)數(shù)據(jù)采集／控制、自動(dòng)化控制、監(jiān)控／測試／測量、航空航天、武器裝備、便攜式儀表儀器、個(gè)人數(shù)字助理和消費(fèi)電子等領(lǐng)域中的需求越來越廣。隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，迫切需要嵌入式圖形體系能夠圖形界面簡潔豐富，人機(jī)交互方便友好，工作穩(wěn)定可靠，響應(yīng)快速及時(shí)，代碼量小且占用資源少。嵌入式圖形系統(tǒng)有怎樣的體系構(gòu)造和特征?奠定怎樣的軟硬件基礎(chǔ)才能開始嵌入式圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)?有哪些常見的嵌入式圖形系統(tǒng)?常用嵌入式圖形系統(tǒng)的性能特征如何?怎樣選擇嵌入式圖形系統(tǒng)并在此基礎(chǔ)上展開嵌入式圖形界面設(shè)計(jì)?針對上述問題，本章將展開全面的概述。本章主要有以下內(nèi)容：嵌入式圖形界面及其實(shí)現(xiàn)概述；嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；嵌入式軟件體系架構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；常見嵌入式圖形設(shè)計(jì)體系簡介。1.1 嵌入式圖形界面及其實(shí)現(xiàn)概述1.1.1 圖形用戶界面及其應(yīng)用圖形用戶界面GUI（Graphical User Interface），顧名思義，是一種以圖形化為基礎(chǔ)的用戶界面，通常它使用統(tǒng)一的圖形操作系統(tǒng)，如可移動(dòng)的視窗、選項(xiàng)與鼠標(biāo)，作為用戶與操作系統(tǒng)之間的中介。GUl最重要的優(yōu)勢在于使用戶擺脫了在命令行提示符下與操作系統(tǒng)進(jìn)行交互的方式，用戶可以僅僅通過鼠標(biāo)來熟練地操作程序，而且由于圖表、對話框等的引入，使得操作更為直觀形象。

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