基于单片机的点阵LCD图形界面设计与实现

4  图形用户界面编程
本系统在Keil uVision3环境下编程。系统采用两层结构编程：一是主程序，它是经过系统初始化后，无限循环的调用子模块工作。二是各个功能子模块，它是用来完成各种实质性的功能如刷屏、显示、通讯等。每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块。这里将各执行模块一一列出，并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义。各执行模块规划好后，就可以规划监控程序了。
整个软件系统结构如图14所示。

图14 系统软件结构
Fig 14 System Software Structure 

4.1  图形用户界面的流程
在本设计中，首先将出现一个欢迎界面，通过图形显示方式将“欢迎光临”，每个廷时200ms显示出来。清屏，显示第二个界面，出现我的指导老师及图片。当这些都显示完之后，再清屏，进入第三个界面，即“九宫格”界面，类似手机上的九个手机功能菜单，再配合按键处理，做出相应显示与发送串行数据。其流程图如图13所示。

图15 图形界面显示流程
                   Fig 15 Display of graphical interfaces flow chart
4.2 “九宫格”菜单设计
进入“九宫格”菜单，将会看到类似于手机上的九个功能菜单图标。当按下0-8这几个键分别对应点阵图形1-9的手机功能菜单。例如，当按下0键时，这时，屏上的第一个图标，将会闪烁二次，提示选中，最后停留在将这个选中图像反显出来。当按A确认时，将会进入第二级菜单，这里就简单作一个处理，将选中图形在LCD中间显示出来。并动态显示二次。同时，激活串行发送，在上位机用串口助手将会显示看到英语提示进入了哪个菜单，是第几个功能菜单图标。其流程图如图16所示。

                         图16 功能菜单流程图
                       Fig 16 function menu flow chart

4.2  按键程序设计
在图形用户界面中，还涉及到按键处理。在本设计中采用矩阵式键盘扫描，故可能行列扫描法，得到它的行与列，再对应它的键号值即可求得。同时，由于在按键时有抖动干扰，故可利用软件，廷时去抖动干扰[18]。求流程图如图17所示。

                            图17 键盘扫描流程图
                            Fig 17 Keyboard-scan Flow Chart

4.3 串行发送指令
给上下位机设置适当的通讯协议是保证上下位机能正常通讯的基础。系统采用全双工异步通讯模式，通讯协议设置如下：波特率采用9 600 帧格式，数据格式采用8 位数据位、1 位起始位、1 位停止位。为使通讯更可靠，使能了奇偶校验功能，采用奇校验。但如果上位机检测出所接收的数据错误，则丢弃不用，不再给下位机发信号请求重新发送数据，以保证单片机稳定的采样频率。
在串行通信中[19]，本设计采用9600kbps的速率传送数据，T1采用模式2，自动重装入8位定时器模式，串行口以方式1来发送与接收数据。在本设计中由于只要考虑当按下键进入第二级功能菜单时，就向上位机发送数据。其流程图如17所示[20]。
 

图18 串行通信流程图
                    Fig 18 Flow Chart of Serial Communication

5  总结
本文首先从总体上详细介绍了整个系统的功能需求及特点应用，系统要实现的功能与应用价值。其次，从硬件电路设计上，讲述本设计所需主要器件以及功能模块的描述，明白各模块的硬件原理。最后，重点介绍了点阵LCD图形显示原理的编程及图形用户界面相关编程所涉及技术要点。
本设计的主要内容有：
1) 点阵LCD图形液晶的显示。在本设计中通过对T6963C控制液晶显示，采用模块化设计编程，在图形方式下分写汉字、写图像函数实现对系统所需各图像与汉字的显示。
2) 多按键程序的处理。由于采用了矩阵式4x4键盘，故对多按键利用行列扫描法即可取得键值。另外，在按键中由于有抖动干扰现象，故采用了防抖动软件廷时处理。
本设计基于单片机的点阵LCD图形界面设计与实现，是在低成本单片机环境下驱动点阵式LCD显示图形界面，使显示简单的图形界面能配合按键进行简单的菜单操作。该系统图形方式直观快捷、人性化设计，应用领域广泛，特别在工业应用领域中具有非常高的实用价值。

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