学文网【摘要】 嵌入式设备虽然遍布我们生活中，但嵌入式设备的人机交互问题还没有完美的解决方案；在新环境下不论是传统的LCD显示器或者是OLED显示屏都已无法满足多元的信息交互，在此背景下支持多元素的信息交互系统emWin已经诞生并迅速发展成熟。此项目内容为利用STM32为硬件平台，配合emWin系统实现***形应用程序下的G***通信服务，例如文本信息和语音拨号服务等。同时介绍了emWin系统的设计方法和开发流程，及系统后期维护与更新的相关事宜。
【关键字】 STM32 emWin系统 G***/GPRS A6通信
一、引言
在嵌入式设备中，提高人机交互是所有嵌入式设备设计者必须考虑的首要问题；与以往不同，随着科技的发展和各种电子成像技术的成熟，让我们告别了传统了黑白显示屏。在嵌入式设备中，传统的LCD1602、LCD12864以及OLED屏正逐步被拥有高像素的电容触摸屏取代；与此同时，***形应用程序的开发也迎来了一个新的挑战。如何让人机交互更加智能，如何让***像显示技术更加美观，如何在嵌入式系统上设计***形应用程序成为了嵌入式设计开发的新问题。此项目以STM32为嵌入式硬件平台，搭建emWin系统实现嵌入式***形应用程序设计提供了重要技术支持。
二、The embedded experts windows manager
The embedded experts windows manager[1]简称emWin，是全球嵌入式大咖公司Segger针对嵌入式平台***形界面处理的优秀作品之一；其通过丰富的***形软件库，即可让嵌入式界面应用开发变得简单而快捷。同时，emWin提供了绘制2D***形、显示位***文件、显示文字信息、处理用户输入等功能大大解决了人机交互的设计难题。与Micrium公司的uC/OS系统相比，由于Segger公司向ST公司出售了emWin版权，所以当我们在STM32芯片上使用emWin时就免去了昂贵的版权费用。
三、项目架构
3.1 项目总体架构：STM32+G***+emWin
利用STM32为硬件支持平台并自定义开发出可以在此平台上流畅运行的emWin系统，同时配置G***通信功能，实现STM32单片机、G***通信服务和emWin系统结合，达到利用emWin系统处理人机交互，呈现***形应用等功能，例如开发***形应用程序完成文本短信发送、拨打语音电话等。
在技术上，采用两个模块实现此项目：
其一：emWin系统采用***的STM32单片机控制，即在一块STM32单片机上设计并运行emWin系统，同时预留出其串口协议通信引脚，即RX、TX和GND引脚。
其二：用第二KSTM32单片机实现G***通信功能，然后利用emWin主机预留的串口协议端口进行双机通信即可使用串口协议发送***形应用程序控制指令到enWin机，从而实现enWin的控制。在人机交互上，用户通过***形用用程序输入短信文本信息或者语音拨号号码，emWin获取后即可配合G***机实现短信或拨号服务。
3.2元器选型
在Cortex-M3和Contex-M4家族系列中，由于内存大小、外设支持度、内核差异等因素把STM32单片机分为许多型号，此项目选用型号为STM32F103ZET6的Cortex-M3单片机作为emWin系统的硬件平台。其72MHz的主频、64KB的SRAM、512KB的FLASH已经足够运行emWin系统，同时由于Cortex-M3系列单片机支持F***C接口，所以在让硬件电路更容易实现。
市场上支持文本短信内容发送、拨打语言电话的处理芯片很多，例如SIM800A、SIM900A等经典应用芯片。但，为了项目后期的拓展方便，此项目选择G***/GPRS A6作为通信芯片，其支持850、900、1800和1900MHz四个频段，同时支持一个***串口，一个AT命令口，非常易于和STM32单片机通信。
四、在STM32上进行emWin系统设计
由于Segger公司向ST公司出售了版权，所以当我们在STM32上使用emWin时可以到Segger***注册账户并***emWin基础软件库即可。在emWin基础软件库中包含Config、Documentation、inc、Lib、OS、Software等目录；其中Config文件用于配置emWin的存储空间等信息，inc文件包含了emWin基础库核心头文件，Lib文件包含了针对于Cortex-M3和M4不同内核、不同开发环境的库文件。
4.1 创建自定义库
在emWin提供的基础源码库上创建自定义库是较为容易的。首先复制基础库中Sample＼Makelib到根目录下，并根据需要进行必要修改；其中Makelib.bat为启动文件，Prep. bat为要使用的工具链准备环境，cc.bat由Makelib.bat调用。
4.2 emWin输入输出交互
经过对emWin基础库的改写和二次封装我们可以让emWin轻松帮助我们完成一些输出交互任务，例如输出字符可以调用：GUI_DispString（"Hello world！"）；除此之外emWin还可以很轻松帮助我们显示***形，应值得注意的是目前emWin仅支持显示BMP、JPEG、GIF和PNG格式的***片文件，其原因是因为emWin内核暂不支持其他格式的***象文件；但对于嵌入式设备来说，emWin支持这四种格式已经非常强大了，因为嵌入式设备的专用性决定了其使用场景。
除此之外，emWin还支持包含触摸屏、鼠标、游戏操作杆等指针输入设备，可以说只要有设备适当的驱动，想要实现多元丰富emWin的输入交互是完全有可能的。例如当我们想要判断用户的鼠标输入是否启动，我们可以调用GUI_ PID_GetState（）函数来实现，每当鼠标执行按下或者松开动作时GUI_PID_GetState（）都会记录下其状态，其中用1表示鼠标被按下，否则用0表示鼠标松开。
4.3 让emWin支持多种语言
在传统的人机交互设备中，基本上不支持除英语外的其他语言；随着emWin成长，多国外语支持已经不再是嵌入式设备多元交互的难题。EmWin支持根据Unicode标准定义的字符或者字符串，但前提是要预先使用GUI_UC_ ConvertUTF82UC（ ）将UTF-8文本转换成C编码。
另外，emWin作为嵌入式***形应用开发系统来说较为神奇的是其支持阿拉伯语和泰语；由于阿拉伯语是从右往左书写，并且不区分大小写，所以传统的Unicode处理方式对阿拉伯语并不适用，此时emWin使用记号形式来表示字符。对泰语而言，由于其采用了符合字符，要想完成对泰语的编码和解码，这时候就需要创建一个扩展类型的字体文件。
4.4 模拟验证
当我们用PC设计好自己的***形界面应用后，可以使用Microsoft Visual C++来模拟、验证***形应用的功能是否完善。具体方法操作如下：
第1步：双击SimulationTrial.dsw，打开Visual C++工作空间
第2步：从菜单栏选择Build/Rebuild All，重建项目
第3步：从菜单栏选择Build/Start Debug/Go，启动模拟
应特别注意：使用PC软件模拟时由于其硬件平台与嵌入式平台差异，所以在响应时间、***像呈现、分辨率上存在一定差异。所以谨慎使用模拟功能。
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