姓名：徐嬌 ? ?學(xué)號：17011210547
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【嵌牛導(dǎo)讀】
C語言是一門通用計(jì)算機(jī)編程語言，應(yīng)用廣泛。C語言的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產(chǎn)生少量的機(jī)器碼以及不需要任何運(yùn)行環(huán)境支持便能運(yùn)行的編程語言。
盡管C語言提供了許多低級處理的功能，但仍然保持著良好跨平臺的特性，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格寫出的C語言程序可在許多電腦平臺上進(jìn)行編譯，甚至包含一些嵌入式處理器（單片機(jī)或稱MCU）以及超級電腦等作業(yè)平臺。
20世紀(jì)80年代，為了避免各開發(fā)廠商用的C語言語法產(chǎn)生差異，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局為C語言訂定了一套完整的國際標(biāo)準(zhǔn)語法，稱為ANSI C，作為C語言最初的標(biāo)準(zhǔn)。
【嵌牛鼻子】C語言、嵌入式系統(tǒng)編程、注意事項(xiàng)之屏幕操作
【嵌牛提問】C語言在嵌入式系統(tǒng)編程時(shí)的注意事項(xiàng)
【嵌牛正文】
C語言嵌入式系統(tǒng)編程注意事項(xiàng)之屏幕操作
現(xiàn)在要解決的問題是，嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要使用的并非是完整的漢字庫，往往只是需要提供數(shù)量有限的漢字供必要的顯示功能
漢字處理
現(xiàn)在要解決的問題是，嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要使用的并非是完整的漢字庫，往往只是需要提供數(shù)量有限的漢字供必要的顯示功能。例如，一個(gè)微波爐的LCD上沒有必要提供顯示“電子郵件”的功能；一個(gè)提供漢字顯示功能的空調(diào)的LCD上不需要顯示一條“短消息”，諸如此類。但是一部手機(jī)、小靈通則通常需要包括較完整的漢字庫。
如果包括的漢字庫較完整，那么，由內(nèi)碼計(jì)算出漢字字模在庫中的偏移是十分簡單的：漢字庫是按照區(qū)位的順序排列的，前一個(gè)字節(jié)為該漢字的區(qū)號，后一個(gè)字節(jié)為該字的位號。每一個(gè)區(qū)記錄94個(gè)漢字，位號則為該字在該區(qū)中的位置。因此，漢字在漢字庫中的具體位置計(jì)算公式為：94*（區(qū)號-1）+位號-1。減1是因?yàn)閿?shù)組是以0為開始而區(qū)號位號是以1為開始的。只需乘上一個(gè)漢字字模占用的字節(jié)數(shù)即可，即：（94*（區(qū)號-1）+位號-1）*一個(gè)漢字字模占用字節(jié)數(shù)，以16*16點(diǎn)陣字庫為例，計(jì)算公式則為：（94*（區(qū)號-1）+（位號-1））*32。漢字庫中從該位置起的32字節(jié)信息記錄了該字的字模信息。
對于包含較完整漢字庫的系統(tǒng)而言，我們可以以上述規(guī)則計(jì)算字模的位置。但是如果僅僅是提供少量漢字呢？譬如幾十至幾百個(gè)？最好的做法是：
定義宏：
# define EX_FONT_CHAR（）
# define EX_FONT_UNICODE_VAL（） （），
# define EX_FONT_ANSI_VAL（） （），
定義結(jié)構(gòu)體：
typedef struct _wide_unicode_font16x16
{
WORD ; /*內(nèi)碼*/
BYTE data［32］; /*字模點(diǎn)陣*/
}Unicode;
#define CHINESE_CHAR_NUM … /*漢字?jǐn)?shù)量*/
字模的存儲用數(shù)組：
Unicode chinese［CHINESE_CHAR_NUM］=
{
{
EX_FONT_CHAR（“業(yè)”）
EX_FONT_UNICODE_VAL（0x4e1a）
{0x04，0x40，0x04，0x40，0x04，0x40，0x04，0x44，0x44，0x46，0x24，0x4c，0x24，0x48，0x14，0x50，0x1c，0x50，0x14，0x60，0x04，0x40，0x04，0x40，0x04，0x44，0xff，0xfe，0x00，0x00，0x00，0x00}
}，
{
EX_FONT_CHAR（“中”）
EX_FONT_UNICODE_VAL（0x4e2d）
{0x01，0x00，0x01，0x00，0x21，0x08，0x3f，0xfc，0x21，0x08，0x21，0x08，0x21，0x08，0x21，0x08，0x21，0x08，
0x3f，0xf8，0x21，0x08，0x01，0x00，0x01，0x00，0x01，0x00，0x01，0x00，0x01，0x00}
}，
{
EX_FONT_CHAR（“云”）
EX_FONT_UNICODE_VAL（0x4e91）
{0x00，0x00，0x00，0x30，0x3f，0xf8，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x0c，0xff，0xfe，0x03，0x00，0x07，0x00，
0x06，0x40，0x0c，0x20，0x18，0x10，0x31，0xf8，0x7f，0x0c，0x20，0x08，0x00，0x00}
}，
{
EX_FONT_CHAR（“件”）
EX_FONT_UNICODE_VAL（0x4ef6）
{0x10，0x40，0x1a，0x40，0x13，0x40，0x32，0x40，0x23，0xfc，0x64，0x40，0xa4，0x40，0x28，0x40，0x2f，0xfe，
0x20，0x40，0x20，0x40，0x20，0x40，0x20，0x40，0x20，0x40，0x20，0x40，0x20，0x40}
}
}
要顯示特定漢字的時(shí)候，只需要從數(shù)組中查找內(nèi)碼與要求漢字內(nèi)碼相同的即可獲得字模。如果前面的漢字在數(shù)組中以內(nèi)碼大小順序排列，那么可以以二分查找法更高效的查找到漢字的字模。
這是一種很有效的組織小漢字庫的方法，它可以保證程序有很好的結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)時(shí)間顯示
從NVRAM中可以讀取系統(tǒng)的時(shí)間，系統(tǒng)一般借助NVRAM產(chǎn)生的秒中斷每秒讀取一次當(dāng)前時(shí)間并在LCD上顯示。關(guān)于時(shí)間的顯示，有一個(gè)效率問題。因?yàn)闀r(shí)間有其特殊性，那就是60秒才有一次分鐘的變化，60分鐘才有一次小時(shí)變化，如果我們每次都將讀取的時(shí)間在屏幕上完全重新刷新一次，則浪費(fèi)了大量的系統(tǒng)時(shí)間。
一個(gè)較好的辦法是我們在時(shí)間顯示函數(shù)中以靜態(tài)變量分別存儲小時(shí)、分鐘、秒，只有在其內(nèi)容發(fā)生變化的時(shí)候才更新其顯示。
extern void DisplayTime（…）
{
static BYTE byHour，byMinute，bySecond;
BYTE byNewHour，byNewMinute，byNewSecond;
byNewHour = GetSysHour（）;
byNewMinute = GetSysMinute（）;
byNewSecond = GetSysSecond（）;
if（byNewHour！= byHour）
{
… /*顯示小時(shí)*/
byHour = byNewHour;
}
if（byNewMinute！= byMinute）
{
… /*顯示分鐘*/
byMinute = byNewMinute;
}
if（byNewSecond！= bySecond）
{
… /*顯示秒鐘*/
bySecond = byNewSecond;
}
}
這個(gè)例子也可以順便作為C語言中static關(guān)鍵字強(qiáng)大威力的證明。當(dāng)然，在C++語言里，static具有了更加強(qiáng)大的威力，它使得某些數(shù)據(jù)和函數(shù)脫離“對象”而成為“類”的一部分，正是它的這一特點(diǎn)，成就了軟件的無數(shù)優(yōu)秀設(shè)計(jì)。
動(dòng)畫顯示
動(dòng)畫是無所謂有，無所謂無的，靜止的畫面走的路多了，也就成了動(dòng)畫。隨著時(shí)間的變更，在屏幕上顯示不同的靜止畫面，即是動(dòng)畫之本質(zhì)。所以，在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的LCD上欲顯示動(dòng)畫，必須借助定時(shí)器。沒有硬件或軟件定時(shí)器的世界是無法想像的：
（1） 沒有定時(shí)器，一個(gè)操作系統(tǒng)將無法進(jìn)行時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)，于是無法進(jìn)行多任務(wù)的調(diào)度，于是便不再成其為一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)；
（2） 沒有定時(shí)器，一個(gè)多媒體播放軟件將無法運(yùn)作，因?yàn)樗恢篮螘r(shí)應(yīng)該切換到下一幀畫面；
（3） 沒有定時(shí)器，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將無法運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)槠錈o法獲知何時(shí)包傳輸超時(shí)并重傳之，無法在特定的時(shí)間完成特定的任務(wù)。
因此，沒有定時(shí)器將意味著沒有操作系統(tǒng)、沒有網(wǎng)絡(luò)、沒有多媒體，這將是怎樣的黑暗？所以，合理并靈活地使用各種定時(shí)器，是對一個(gè)軟件人的最基本需求！
在80186為主芯片的嵌入式系統(tǒng)中，我們需要借助硬件定時(shí)器的中斷來作為軟件定時(shí)器，在中斷發(fā)生后變更畫面的顯示內(nèi)容。在時(shí)間顯示“xx:xx”中讓冒號交替有無，每次秒中斷發(fā)生后，需調(diào)用ShowDot：
void ShowDot（）
{
static BOOL bShowDot = TRUE; /*再一次領(lǐng)略static關(guān)鍵字的威力*/
if（bShowDot）
{
showChar（’：’，xPos，yPos）;
}
else
{
showChar（’ ’，xPos，yPos）;
}
bShowDot =！bShowDot;
}
菜單操作
無數(shù)人為之絞盡腦汁的問題終于出現(xiàn)了，在這一節(jié)里，我們將看到，在C語言中哪怕用到一丁點(diǎn)的面向?qū)ο笏枷?，軟件結(jié)構(gòu)將會有何等的改觀！
要求以鍵盤上的“← →”鍵切換菜單焦點(diǎn)，當(dāng)用戶在焦點(diǎn)處于某菜單時(shí)，若敲擊鍵盤上的OK、CANCEL鍵則調(diào)用該焦點(diǎn)菜單對應(yīng)之處理函數(shù)。我曾經(jīng)傻傻地這樣做著：
/*按下OK鍵*/
void onOkKey（）
{
/*判斷在什么焦點(diǎn)菜單上按下Ok鍵，調(diào)用相應(yīng)處理函數(shù)*/
Switch（currentFocus）
{
case MENU1：
menu1OnOk（）;
break;
case MENU2：
menu2OnOk（）;
break;
…
}
}
/*按下Cancel鍵*/
void onCancelKey（）
{
/*判斷在什么焦點(diǎn)菜單上按下Cancel鍵，調(diào)用相應(yīng)處理函數(shù)*/
Switch（currentFocus）
{
case MENU1：
menu1OnCancel（）;
break;
case MENU2：
menu2OnCancel（）;
break;
…
}
}
終于有一天，我這樣做了：
/*將菜單的屬性和操作“封裝”在一起*/
typedef struct tagSysMenu
{
char *text; /*菜單的文本*/
BYTE xPos; /*菜單在LCD上的x坐標(biāo)*/
BYTE yPos; /*菜單在LCD上的y坐標(biāo)*/
void（*onOkFun）（）; /*在該菜單上按下ok鍵的處理函數(shù)指針*/
void（*onCancelFun）（）; /*在該菜單上按下cancel鍵的處理函數(shù)指針*/
}SysMenu，*LPSysMenu;
當(dāng)我定義菜單時(shí)，只需要這樣：
static SysMenu menu［MENU_NUM］=
{
{
“menu1”，0，48，menu1OnOk，menu1OnCancel
}
，
{
“ menu2”，7，48，menu2OnOk，menu2OnCancel
}
，
{
“ menu3”，7，48，menu3OnOk，menu3OnCancel
}
，
{
“ menu4”，7，48，menu4OnOk，menu4OnCancel
}
…
};
OK鍵和CANCEL鍵的處理變成：
/*按下OK鍵*/
void onOkKey（）
{
menu［currentFocusMenu］.onOkFun（）;
}
/*按下Cancel鍵*/
void onCancelKey（）
{
menu［currentFocusMenu］.onCancelFun（）;
}
程序被大大簡化了，也開始具有很好的可擴(kuò)展性！我們僅僅利用了面向?qū)ο笾械姆庋b思想，就讓程序結(jié)構(gòu)清晰，其結(jié)果是幾乎可以在無需修改程序的情況下在系統(tǒng)中添加更多的菜單，而系統(tǒng)的按鍵處理函數(shù)保持不變。
面向?qū)ο螅嫔窳耍?/p>
模擬MessageBox函數(shù)
MessageBox函數(shù)，這個(gè)Windows編程中的超級猛料，不知道是多少入門者第一次用到的函數(shù)。還記得我們第一次在Windows中利用MessageBox輸出“Hello，World！”對話框時(shí)新奇的感覺嗎？無法統(tǒng)計(jì)，這個(gè)世界上究竟有多少程序員學(xué)習(xí)Windows編程是從MessageBox（“Hello，World！”，…）開始的。在我本科的學(xué)校，廣泛流傳著一個(gè)詞匯，叫做“’Hello，World’級程序員”，意指入門級程序員，但似乎“’Hello，World’級”這個(gè)說法更搞笑而形象。
嵌入式系統(tǒng)中沒有給我們提供MessageBox，但是鑒于其功能強(qiáng)大，我們需要模擬之，一個(gè)模擬的MessageBox函數(shù)為：
/******************************************
/*函數(shù)名稱：MessageBox
/*功能說明： 彈出式對話框，顯示提醒用戶的信息
/*參數(shù)說明：lpStr ---提醒用戶的字符串輸出信息
/* TYPE ---輸出格式（ID_OK = 0，ID_OKCANCEL = 1）
/*返回值： 返回對話框接收的鍵值，只有兩種KEY_OK，KEY_CANCEL
/******************************************
typedef enum TYPE { ID_OK，ID_OKCANCEL }MSG_TYPE;
extern BYTE MessageBox（LPBYTE lpStr，BYTE TYPE）
{
BYTE key = -1;
ClearScreen（）; /*清除屏幕*/
DisplayString（xPos，yPos，lpStr，TRUE）; /*顯示字符串*/
/*根據(jù)對話框類型決定是否顯示確定、取消*/
switch（TYPE）
{
case ID_OK：
DisplayString（13，yPos+High+1，“確定”，0）;
break;
case ID_OKCANCEL：
DisplayString（8，yPos+High+1，“確定”，0）;
DisplayString（17，yPos+High+1，“取消”，0）;
break;
default：
break;
}
DrawRect（0，0，239，yPos+High+16+4）; /*繪制外框*/
/* MessageBox是模式對話框，阻塞運(yùn)行，等待按鍵*/
while（ （key！= KEY_OK）||（key！= KEY_CANCEL） ）
{
key = getSysKey（）;
}
/*返回按鍵類型*/
if（key== KEY_OK）
{
return ID_OK;
}
else
{
return ID_CANCEL;
}
}
上述函數(shù)與我們平素在VC++等中使用的MessageBox是何等的神似?。繉?shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)，你會看到它在嵌入式系統(tǒng)中的妙用是無窮的。
總結(jié)
本篇是本系列文章中技巧性最深的一篇，它提供了嵌入式系統(tǒng)屏幕顯示方面一些很巧妙的處理方法，靈活使用它們，我們將不再被LCD上凌亂不堪的顯示內(nèi)容所困擾。
屏幕乃嵌入式系統(tǒng)生存之重要輔助，面目可憎之顯示將另用戶逃之夭夭。屏幕編程若處理不好，將是軟件中最不系統(tǒng)、最混亂的部分，筆者曾深受其害。
