几种常用嵌入式GUI设计概要
GUI的种类及uCGUI的架构
GUI的种类及uCGUI的架构（说明：本博文转载自他人笔下，希望可以帮助同僚更深刻的认识GUI)GUI的种类及uC/GUI的架构一． GUI概述GUI(Graphic User Interface)是图形化的用户界面，它能提供友好的人机交互接口。
它有以下特性：体积小,运行时耗用系统资源少,层次化的结构，易移植,可靠性高嵌入式GUI种类嵌入式GUI种类有很多，下面列举几种：1. WINCE的GWES（图形、窗口、事件子系统），由应用程序接口（API）、用户接口（UI）和图形设备接口（GDI）组成，包含了消息机制2. Trolltech公司的产品：QT、QTE、QTOPIA，它们跨平台、功能强大，但资源消耗多3.MINIGUI是魏永明创建的嵌入式GUI中间件，可以以多线程、多进程、以及单任务运行，是比较成熟的商用系统4.ucGUI能支持多种环境的GUI，可以以多任务形式运行或者以前后台模式运行。
商用化，但功能相对简单GUI的两种模式：1. Windows模式，采用类似windows的API和相应的消息机制，如ucGUI、MicroWindows、miniGUI2.C/S模式，采用一个XServer，所有的显示都以客户端的形式请求服务，如Nano-XGUI在嵌入式系统或实时系统中的地位越来越多的市场需求数据显示，包括PDA、娱乐消费电子、机顶盒、DVD等影音设备、WAP 手机等高端电子产品得到广泛应用，原先仅在军工、工业控制等领域中使用的GUI图形系统，受到越来越多的关注。
对于轻量级 GUI 的系统而言，对 GUI 的要求相对较低，如传统51类型单片机这类系统一般不希望建立在庞大累赘的、非常消耗系统资源的操作系统和 GUI 之上，如 Windows 或 X Window。
目前此类系统都直接使用原有编程手段，采用比较简单的手法实现GUI。
对于太过庞大和臃肿的GUI系统而言，μc/GUI这类可运用于此类资源较紧张的轻型 GUI 的需求更加突出uc/GUI简介μc/GUI是美国Micrium公司出品的一款针对嵌入式系统的优秀图形软件。
嵌入式控制终端GUI应用软件设计
嵌入式控制终端GUI应用软件设计检定平台的各个传感器采集的数据，最终都要上传到嵌入式控制终端，并被汇总和实时显示到目标机（X210BV3S开发板）的液晶显示屏上，同时一些指令由检定人员通过人机交互界面实现对检定平台相应执行机构的控制。
因此，嵌入式控制终端的GUI应用程序，是实现这一需求的关键途径。
目前嵌入式Linu某操作系统环境下，主流的应用软件开发平台为Qt、uCGUI和miniGUI等，选择Qt平台进行嵌入式控制终端的GUI应用程序开发。
Qt是挪威Trolletch公司发布的一款的图形化界面开发工具，因为Qt是以C++为基础，提供了丰富的应用程序编程API接口，用以与Linu某操作系统的I/O设备、Framebuffer设备等进行交互，所以Qt有着优秀的跨平台特性，即其源代码只需进行一次编写，在不同平台、不同操作系统中的Qt开发工具下重新编译就可运行。
所以，嵌入式控制终端的GUI应用程序，首先在宿主机Ubuntu中进行Linu某操作系统环境下的Qt应用程序编写，然后选择已配置好的交叉编译工具链对应用程序源码进行编译，最后将编译后得到的可执行程序以及相关的库文件移植到目标机（X210BV3S开发板）的根文件系统指定目录下，便可在嵌入式控制终端运行GUI应用程序。
由于目标机（X210BV3S开发板）所采用的arm-2023q3版本的交叉编译工具链只支持C++ 98标准，所以最高只能使用Qt5.6；Qt官方再高版本已采用C++ 11标准，所以本课题使用Qt5.6.2在宿主机Ubuntu中进行嵌入式控制终端上层应用软件的开发。
检定系统程序在执行检定流程时主要实现的功能如下：（1）用户的登陆登陆界面实物图如图所示：（2）参数设置参数设置界面的功能是完成对被检热量表的信息录入以及检定控制参数的设定，其中被检热量表的信息主要包括：从检厂家、型号规格、检定单位、检定日期、检定人员、准确度等级等；检定控制参数主要包括：最大流量、最小流量、被检流量点等。
Java中的GUI框架对比选择最适合你的工具
Java中的GUI框架对比选择最适合你的工具Java作为一种广泛使用的编程语言，提供了多种GUI框架供开发者选择。
这些框架各有特点和适用场景。
本文将对Java中常用的几个GUI框架进行对比，帮助你选择最适合你的工具。
一、SwingSwing是Java提供的最基本和最常用的GUI框架之一。
它提供了丰富的组件和布局管理器，可以轻松地创建各种复杂的用户界面。
Swing 的优点在于易学易用，它提供了大量的文档和示例程序，帮助开发者快速掌握和应用。
然而，Swing也有其局限性。
它的外观默认较为简陋，需要额外的工作来美化界面。
而且，在处理大量数据时，Swing的性能可能会受到影响。
因此，如果你需要创建高度定制化的用户界面或者处理大量数据，或许有其他更适合的选择。
二、JavaFXJavaFX是Oracle在Java 8中引入的新一代GUI框架。
相比于Swing，JavaFX提供了更现代化，更美观的用户界面设计。
它支持页面式布局，可以使用CSS进行界面样式的定制，同时还提供了丰富的动画和多媒体支持。
JavaFX还具有良好的跨平台性能，可以在不同操作系统下获得一致的用户体验。
它也能很好地集成到现有的Swing应用程序中，方便开发者逐步迁移。
然而，JavaFX在一些细节上还不够完善，文档和示例相对较少，对于初学者来说学习曲线可能较陡峭。
此外，JavaFX在某些方面的功能支持可能不及Swing，尤其是在一些特殊需求的场景下。
三、AWTAWT是Java最早提供的GUI框架，它直接使用了底层操作系统的原生组件。
AWT的优点在于性能较高，因为它充分利用了底层操作系统的原生支持。
然而，AWT的外观和功能相对较为有限，对于一些复杂的界面和布局需求，可能支持不够理想。
另外，AWT仅支持部分平台，可能存在跨平台性能方面的问题。
四、Java SWTSWT是一种由Eclipse基金会开发并维护的GUI框架。
它利用了操作系统的底层图形系统，提供了更接近原生的界面和更好的性能。
《基于Qt的嵌入式linux指纹识别系统GUI的实现》范文
《基于Qt的嵌入式linux指纹识别系统GUI的实现》篇一一、引言随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
其中，指纹识别技术因其独特的安全性和便利性，已成为身份验证的重要手段。
而Qt作为一款功能强大的跨平台应用开发框架，被广泛应用于嵌入式Linux系统的图形界面开发。
本文将介绍基于Qt的嵌入式Linux指纹识别系统的GUI实现。
二、系统架构本系统采用模块化设计，主要包括指纹识别模块、Qt GUI模块、数据处理与存储模块等。
其中，Qt GUI模块负责用户界面的设计与交互，提供友好的操作体验。
三、Qt GUI设计1. 界面布局设计Qt GUI的界面布局应遵循简洁、直观、易操作的原则。
本系统采用Qt Designer进行界面设计，通过拖拽控件、设置属性等方式，实现界面的布局和样式。
主要界面包括登录界面、主界面、用户管理界面等。
2. 控件选择与实现在Qt GUI中，选择合适的控件是实现良好用户体验的关键。
本系统采用Qt自带的控件，如QPushButton、QLineEdit、QLabel等，实现登录、注册、查看指纹信息等功能的控件。
同时，通过信号与槽的机制，实现控件之间的交互。
3. 皮肤与主题定制为了提供更好的用户体验，本系统支持皮肤与主题的定制。
通过Qt StyleSheet，可以轻松实现界面的主题和样式的修改。
用户可以根据自己的喜好，选择不同的皮肤和主题，使界面更加美观和个性化。
四、指纹识别模块与Qt GUI的集成1. 指纹识别硬件接口本系统通过与指纹识别硬件的接口连接，实现指纹信息的采集与处理。
具体接口类型和连接方式根据硬件设备而定，一般通过USB、串口等方式与嵌入式Linux系统进行通信。
2. 指纹信息处理与显示指纹信息通过硬件接口传输到嵌入式Linux系统中，经过处理后，通过Qt GUI进行显示。
在Qt GUI中，可以通过QLabel等控件显示指纹图像，通过QPushButton等控件实现查看、删除等操作。
几种GUI比较
几种嵌入式GUI介绍一、MicroWindowsCentury软件公司维护的，较早出现的开放源代码的嵌入式嵌入式GUI特点：1主要特色：提供较为完善的图形功能，支持多种外部设备输入，包括LCD、鼠标和键盘等。
2核心是基于显示设备接口的，绝大部分使用C语言开发的，移植性很强。
3主要在linux、wince等操作系统上运行。
4对硬件资源的需求：文件存储空间：100k-600k输入输出接口：支持frambuffer ,支持每像素1、2、4、8、16、24、32.支持彩色和灰度显示。
支持鼠标、键盘、触摸屏。
CPU:支持intel 16位32位，MIPS R4000、ARM。
二、Qt/Embedded(简称QtE)QtE是一个专门为嵌入式系统设计图形用户界面的工具包，挪威Trolltech 公司产品。
1995年正式发行第一个版本Qt0.9。
Linux桌面系统的KDE 就是基于Qt库开发的，Qt与linux操作系统的兼容性最好。
特点：1主要特色：支持多种平台，移植时只需重新编译代码而不需要对代码进行修改。
2模块化，可剪裁，极其适合嵌入式系统的“小而快”的要求。
3用C++编写，为开发者提供清晰的框架。
4 For free 版本代码完全开放。
三、uc/GUIuC/GUI是一个通用的嵌入式应用的图形模块，它是美国Micrium公司开发的一种高效的、与处理器和LCD控制器独立的通用GUI，可以适用各种CPU和LCD，uC/GUI完全以ANSI-C编写，因此它与处理器无关，在单任务和多任务操作系统都可以很好的应用、可以很方便地移植到不同的操作系统和嵌入式微处理器上，并可支持不同尺寸的图形液晶显示器。
它采用层次化的设计，功能强大，移植方便，被广泛地应用于嵌入式领域，如PDA、机顶盒以及DVD NCD播放机等(1)支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相应的ANSI-C编译器即可;(2)所有硬件接口定义都使用可配置的宏;(3)字符、位图可显示与LCD的任意点，并不限制与字节长度的整数倍数地址;(4)所有程序在长度和速度方面都进行了优化，结构清晰;(5)对于慢速的LCD控制器，可以使用缓冲存储器减少访问时间，提高显示速度。
UCGUI
uC/GUI作为一个通用的嵌入式应用的图形模块，它在嵌入式系统中的作用也显得的越来越重要。
uC/GUI是一个源代码开放的图形系统，它提供了丰富的资源，包括二维绘图库、多字体及可扩充字符集、Unicode、位图显示、多级RGB及灰度调整、动画优化显示、具有Windows风格的对话框和预定义控件(按钮、编辑框、列表框等)，以及对键盘、鼠标、触摸屏等输入设备和双LCD输出的支持，目前在具有图形界面的嵌入式产品中得到越来越广泛地应用。
2 通用嵌入式图形模块uC/GUIuC/GUI是一个通用的嵌入式应用的图形模块，它是美国Micrium公司开发的一种高效的、与处理器和LCD控制器独立的通用GUI，可以适用各种CPU和LC D，在单任务和多任务操作系统中，它都可以工作得很好。
它具有驱动接口层和应用层，全部代码采用ANSI _C编写，提供源代码，可以方便的移植到各种平台下。
2.1 uC/GUI特点(1) 支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相应的ANSI_C编译器即可。
(2) 所有硬件接口定义都使用可配置的宏。
(3) 字符、位图可显示与LCD的任意点，并不限制与字节长度的整数倍数地址。
(4) 所有程序在长度和速度方面都进行了优化，结构清晰。
(5) 对于慢速的LCD控制器，可以使用缓冲存储器减少访问时间，提高显示速度[1]。
因为uC/GUI具有这些优点，它越来越受到更多嵌入式设计者的青睐。
2.2 uC/OS-II介绍在嵌入式系统的开发过程中，选择操作系统与选择开发平台一样的重要。
虽然不是一个完整的实时操作系统，只是一个实时内核，但与其它操作系统比起来它具有很多优点因而得到了广泛的应用。
首先它是一种结构简单、源代码公开的操作系统，适合所有的开发者使用;它具有可移植性，它的绝大部分源码都是用移植性很强的ANSI _C编写，与微处理器硬件相关的部分采用汇编语言编写，很容易被移植到各种微处理器上;它还具有可固化和可裁剪等特点，对于嵌入式设计者来讲的，只要拥有固化手段(C编译、连接、下载和固化)，就可以很方便将其嵌入到产品中去。
基于uITRON操作系统的嵌入式GUI设计
随着嵌入式系统技术不断发展，各类嵌入式应用对人机交互界面要求也越来越高，这就使得对嵌入式图形用户界面需求越来越迫切。
与一般系统上图形用户界面相比，嵌入式系统图形用户界面要求轻型、占用资源少、高性能、高可靠性、可配置等特点。
本设计是在东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心自主研发，并在遵循uITRON 3.0标准RTOS-ASIX OS基础上设计出一套适合于手持设备、仪器仪表等应用图形用户界面——ASIX Window。
该图形用户界面采用面向对象设计思想，基于消息循环和事件驱动机制，构建了比较完整窗口系统，为用户提供了类Win32 API用户编程接口。
考虑到一般嵌入式应用屏幕较小，以及嵌入式系统处理器与存储器容量限制，ASIX Window在设计上放弃了窗口剪切等复杂特性，大大降低了系统复杂性，减少了对系统资源占用。
由于采用基于控件设计概念，ASIX Window非常适合裁减，可以根据用户需求方便地增加或删减控件，增加了系统可裁减性。
该图形用户界面已成功应用于PDA，电子词典，税控收款机等多款产品设计中。
字串51 与操作系统内核接口字串1ASIX Window整体架构是基于消息分发，消息循环以及消息处理之上。
整个ASIX OS 平台结构如图1所示。
图1中，最底层是系统消息源，包括中断（键盘、触摸屏等）和定时器，一般将它们统称为中断源。
中断发生后，进入中断处理程序，该中断处理程序维护其对应缓冲区后（如果它需要缓冲区），设置事件发生（通过调用内核事件标志系统调用）。
因为系统任务是阻塞在这个事件标志上，而且系统任务优先级最高，系统任务将被内核调度运行，系统任务根据所发生事件类型，来进行相应处理。
比如说，如果是笔中断事件，中断处理程序将笔坐标信息存放在相应缓冲区中，并设置相应事件标志，系统任务将笔坐标数据转换为相应活动区域（Active Area）消息，并由系统任务将这个消息发送到当前需要该中断事件任务中。
平台无关的嵌入式GUI的设计
嵌 入式 应 用 的范 围非 常 广泛 ，从 工 业控 制 到 大 众 化 产 品 （ 机 、 Ｄ ｒ ３ ｍ ，等 ） 到航 空器 件 等等 ， 些应 用 不 同 的 手 Ｐ Ａ、 ｐ 、 ｒ ａ ４ 再 这 嵌 入式设 备要 求嵌 入式 系统 的底层 平 台也必 然有 所差 异 。 了 为
第７ 第９ 卷 期
２ ０ 年 ９月 ｏ８
软 件 导 刊
Ｓ ｔ ａｅ Ｇｕｄ ｏｆ ｒ ｉｅ ｗ
Ｖ０ ＿ ｏ９ Ｉ７Ｎ ． Ｓ ｐ． ００ ｅ ２ ８
平 台无 关 的嵌入式ＧＵ 的设计 Ｉ
宋伟 宁 ． 刘 郑
（ 国地 质 大学 信 ． 工程 学院 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 中 Ｅ － 湖 ３０４ 摘 要 ： 着 目前嵌 入 式产 品的增 多和产 品更新 换代 速度 的 加快 ， 随 市场 对嵌 入 式 平 台的 多样性 和嵌 入 式软 件 开发 周 期 的要 求 也越 来越 高。提 出了一种基 于分层 思 想的平 台无 关嵌入 式ＧＵ 的设 计方案 ．不 仅为 嵌入 式Ｇ Ｉ 平 台移植 Ｉ Ｕ跨 带来 了很 大的方便 ， 而且 能大 大缩 短嵌入 式 软件 的 开发 周 期 。
越 来越简 单 、 形象 。 目前 市场 上基 于各 种平 台的嵌入 式 产 品越 来 越多 ， 入式 Ｇ Ｉ 嵌 Ｕ 的功 能也 在 朝着 复 杂化 和 多样 化 的方 向发
展 。 另 一 方 面 由 于 嵌 入 式 系 统 的 硬 件 特 性 ， 入 式 ＧＵ 应 该 具 嵌 Ｉ
２ 平 台无 关 嵌 入 式ＧＵＩ 设 计 结构 的
平 台无 关 的嵌入 式Ｇ Ｉ Ｕ 的设 计结 构分 三层 ， 如图 １ 所示 。最 底 层 是 与嵌 入 式平 台交 互 的平 台抽 象 层 。中 间层 是 Ｇ Ｉ Ｕ 核心 层 ， 上层 是为 应用 程序 提供 基本ＡＰ 的应用 程序 接 口层 。 最 Ｉ 结构 设计 采 用 分层 思 想 ， 求 层 次之 间 的相 对 独立 。 一层 的改动 力 任 能够 保证 它对 上层 的接 口不变 ，即上 层 不受 下层 变化 的影 响 。 在这 样 的层次 结构 中。 最底 层 和最 高层 都可 以根 据具 体需 要发 生改 变 ， 因此 应该 为这 两 层提 供 充分 的变 动空 间 ， 中间层 则 而
嵌入式系统GUI
7.1 嵌入式系统GUI概述
嵌入式GUI（Graphics User Interface）为嵌入式系统提供了一种应用于特殊场合的人机交互 界面。嵌入式GUI要求简单、直观、可靠、占用资源小且反应快速，以适应系统硬件资源有限 的条件。另外，由于嵌入式系统硬件本身的特殊性，嵌入式GUI应具备高度可移植性与可裁减 性，以适应不同的硬件条件和使用需求。总体来讲，嵌入式GUI具备以下特点： 体积小 运行时耗用系统资源小 上层接口与硬件无关，高度可移植 高可靠性 可配置
指针在它们的对象被破坏的时候变成了“摇摆指针”。
1. QT对象模型 元对象系统 信号和插槽 属性
2. QObject类 对象树 事件处理
3. 窗口部件类
Qt编程核心技术
元对象系统
Qt中的元对象系统是用来处理对象间通信的信号/槽机制、运行时的类型信息和动态属性系统，它 基于QObject类、类声明中的Q_OBJECT宏和元对象编译器moc
signal和slot机制真正实现了封装的概念，slot除了接收signal之外和其它的成员函数没有什么不 同，而且signal和slot之间也不是一一对应的。
Signal和Slot的声明（1/2）
在Qt程序设计中，凡是包含signal和slot的类中都要加上Q_OBJECT的定义
仿真终端 窗口2是一个运 行于主机A上的
仿真终端
窗口3是一个运行 于主机B上的客户 程序的显示输出
主机B
窗口4是一个运行 于局域主机上的客 户程序的显示输出
显示器
键盘
鼠标
带有图形显 示器的主机
7.1 嵌入式系统GUI概述
X窗口系统的分层架构
X标准大致可以划分X Server、Graphic Library（底层绘图函数库）、Toolkits、Window Manager、Internationalization（I18N）等几大部分。
嵌入式开发中的图形用户界面设计
嵌入式开发中的图形用户界面设计一、概述在嵌入式开发领域，图形用户界面（Graphical User Interface，简称GUI）设计是用户与设备交互的重要环节。
良好的GUI设计能够提升用户体验，加强设备的易用性和功能性。
本文将介绍嵌入式开发中的图形用户界面设计的原理、方法和注意事项。
二、图形用户界面的基本原理1. 视觉设计原则图形用户界面的设计要考虑到用户的感知和视觉需求。
界面的颜色、图标、字体等元素需要与设备的功能相匹配，同时也要符合用户的审美和习惯。
清晰简洁的界面设计可以减少用户的学习成本和操作错误。
2. 用户交互原则用户界面的交互应该简单明了，易于理解和操作。
通过合理的交互设计，用户可以方便地输入、输出信息，完成各种功能操作。
界面元素的布局、按钮的设计和触摸反馈等都是需要考虑的重要因素。
3. 多平台兼容性原则在嵌入式开发中，同一个GUI可能需要在不同的平台上运行，比如小尺寸屏幕、大尺寸屏幕等。
因此，应该设计可伸缩和适用于不同分辨率的界面元素，以保持一致的用户体验和操作方式。
三、图形用户界面设计方法1. 了解用户需求在进行GUI设计之前，要充分了解目标用户的需求和使用场景。
通过调研、访谈等方法，获取用户的反馈和建议，确定设计的方向和重点。
2. 建立界面原型使用界面原型工具，可以快速搭建出GUI的草图，包括界面布局、元素样式等。
原型可以帮助开发团队和用户更好地理解设计思路，及时修改和优化。
3. 选择合适的设计工具根据项目需求和团队成员的熟悉程度，选择适合的设计工具。
常用的GUI设计工具有Adobe XD、Sketch、Axure RP等，它们提供了丰富的组件库和交互功能，支持导出设计图和界面规范。
4. 设计布局和元素根据用户需求和设备特点，合理设计界面的布局和元素的样式。
布局应该简洁明了，避免信息过载；元素的样式要统一，保持可读性和识别性。
5. 进行用户测试设计完成后，可以邀请一些目标用户参与测试，收集他们的反馈和建议。
嵌入式GUI的设计与实现
现 计算 ２１． ｏ 代 机 ｏ０５ ０
素 结 构 、 扫 描 线 的 字 节宽 度 ） 以及 伪 彩 色 模 式 下 的 每 ，
生 ． 有 某 个 事 件发 生 时 ． 根 据 当 前 事 件 的类 型来 产 当 会 生一 个 消 息 ， 发 送 给指 定 对 象 处 理 。 并 消息 分 为 系 统消
Ｇ Ｉ 象 间 的通 信 ． 通 过 输 入 设 备 向 Ｇ Ｉ 象 通 信 ． Ｕ 对 人 Ｕ 对 例 如 键 盘 向 Ｇ Ｉ 信 ： 操 作 系 统 与 Ｇ Ｉ 象 间 的 通 Ｕ 通 Ｕ 对
收 稿 日 期 ：０ ０ ０ —２ ２１— ３ ３ 修 稿 日期 ： ０ ０ ４ ３ ２ １ ～０ —２
自主 开 发 适 合 多 媒 体 平 台 的 Ｇ 系 统 应 用 很 广 ＵＩ
１ ＧＵＩ 块 的 组 织 结 构 模
ＧＵ 模 块 一 共 分 为 ３个 子 系 统 ： 形 子 系 统 ｆ 现 Ｉ 图 实
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绘 图 功 能 ）、 件 子 系 统 ｆ 现 消 息 事 件 驱 动 功 能） 对 事 实 和
象 子 系统 ｆ 现 窗 口管 理 功 能）这 些 子 系 统 之 间 相 对 独 实 ． 立 又彼 此 联 系 下 面介 绍 每 个 功 能 子 系 统 主 要 完 成 的 操 作 ｌ ３ １ 。
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图形 子 系统 功 能 ： Ｇ Ｉ 象 提 供 图形 输 出 功 能 向 Ｕ对 主要 包 括 ： 本 绘 图 操 作 ， 如 点 、 线 、 形 等 ； 本 基 例 直 矩 文 和 字 体 支 持 ．例 如 多 字 体 多字 符 集 的文 本 输 出和 解 析 等； 图像 格 式 支 持 ， 如 Ｂ 、 Ｉ 例 ＭＰ Ｇ Ｆ和 ＪＥ 等 图像 格 式 ＰＧ
基于ARMLINUX的嵌入式GUI的研究和移植.
基于ARM LINUX的嵌入式GUI的研究和移植基于ARM LINUX的嵌入式GUI的研究和移植类别：嵌入式系统摘要：随着嵌入式系统的发展,用户对嵌入式系统的要求越来越高,因此用于实现与用户交流功能的嵌入式GUI成为嵌入式研究中的一个重点。
该文首先介绍了什么是嵌入式系统和嵌入式系统中的GUI,并阐述了开发基于嵌入式Linux平台的GUI系统的必要性。
然后详细的介绍了三种常见的嵌入式GUI系统(Microwindows、MiniGUI和QT)的设计结构和使用上的优缺点等,并列表进行了比较。
最后,描述了每个系统基于ARMLinux平台的移植,包括编译环境的建立、编译选项的配置和修改以及运行时参数的设置等等。
关键词:嵌入式；图形用户界面；移植引言什么是嵌入式系统嵌入式系统一般指以嵌入式微处理器为核心,有别于PC系统,有计算机的部分功能但又不称之为计算机的设备或器材。
它主要是以应用为目的,系统软硬件于一体,通常要求具有代码小、响应速度快、可靠性高、低功耗、集成度高等特点。
嵌入式系统遍布于各个行业以及人们的日常生活当中,比如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机、汽车、数字相机、家庭自动化系统、安全系统、自动售货机、工业自动化仪表与医疗仪器等。
什么是嵌入式系统中的GUI 随着后PC时代的到来,嵌入式系统的性能有了大幅度的提高,应用范围也越来越广,当初的一些简单的人机交互接口已经无法满足人们的要求。
而与此同时,在台式PC机上图形交互界面早已普及并成熟,于是在嵌入式系统中也逐渐出现了图形用户界面(GraphicUserInterface,GUI),特别是在一些消费类产品中。
嵌入式系统中的GUI就是在嵌入式系统中为特定的硬件设备或环境而设计的图形用户界面系统。
由于受到当前嵌入式系统本身特点的影响,并受其发展限制,所以嵌入式系统中的GUI应该有如下特点: 占用的存储空间以及运行时占用资源少;运行速度以及响应速度快;可靠性高;便于移植和定制。
嵌入式系统软件设计嵌入式GUI概述
GTK提供了大量的主题和图标，允许开发者根据需要进行高度定 制。
广泛的社区支持
GTK拥有庞大的开发者社区，遇到问题可以快速得到解决。
基于WinForms的嵌入式GUI
01
与Windows系统紧密集成
WinForms是微软开发的GUI库，与Windows系统紧密集成，可以充分
利用Windows系统的特性。
嵌入式GUI应具备良 好的可扩展性，以适 应不同的硬件平台和 操作系统。
使用标准化的技术和 接口，以便与其他组 件和系统集成。
设计时应考虑模块化 和可定制性，以便根 据需要进行功能扩展 或定制。
03
嵌入式GUI的主要组件
窗口系统
01
02
03
窗口系统是嵌入式GUI的基础， 负责管理窗口的创建、销毁、布 局和交互等操作。
特点
轻量级、占用资源少、实时性、可定 制性、跨平台兼容性。
嵌入式GUI的应用领域
01
智能家居
控制家电设备、照明、安全系统等。
医疗设备
显示医疗图像、控制医疗设备等。
03
02
工业自动化
监控生产过程、控制机械设备等。
汽车电子
车载信息娱乐系统、仪表盘显示等。
04
嵌入式GUI的发展趋势
跨平台兼容性
随着物联网的发展，嵌 入式GUI需要支持多种 操作系统和硬件平台。
使用可靠的技术和工具进行GUI开发，如使用经过验证的图形库
03
和框架。
资源限制
01
嵌入式系统通常具有有限的资源，如内存、处理器速
度和存储空间。
02
GUI设计应考虑到这些限制，并优化资源使用，如减
少内存占用、降低处理器负载和提高存储效率。
C编程中的GUI设计
C编程中的GUI设计图形用户界面（Graphical User Interface，简称GUI）是现代计算机软件开发中不可或缺的部分。
在C编程语言中，GUI设计需要借助于外部库来实现。
本文将介绍C编程中常用的GUI库以及GUI设计的基本原则。
I. GUI库的选择GUI库是实现图形用户界面的关键工具，C语言中常用的GUI库包括GTK+、Qt和WinAPI等。
根据不同的平台和需求，可以选择合适的GUI库进行开发。
1. GTK+（GIMP Toolkit）GTK+是一套开源的GUI库，最初为GNU Image Manipulation Program（GIMP）开发而设计，现已成为Linux平台上广泛应用的GUI 开发工具之一。
GTK+提供了丰富的视图组件和事件处理机制，开发者可以使用C语言编写GUI程序。
2. QtQt是由Digia公司开发的一个跨平台的应用程序开发框架。
它不仅支持C++编程语言，还提供了用于C语言的部分接口。
Qt的设计理念是“Write Once, Run Everywhere”，开发者可以使用Qt进行跨平台的GUI开发，包括Windows、Linux、macOS等。
3. WinAPI（Windows Application Programming Interface）WinAPI是Windows操作系统提供的一系列编程接口，用于实现Windows应用程序的开发。
使用WinAPI可以直接调用Windows系统提供的GUI组件和功能，但需要注意的是，WinAPI只能在Windows 平台上使用。
II. GUI设计原则在进行GUI设计时，有几个原则需要被遵循，以确保界面的易用性和美观性。
1. 一致性（Consistency）界面的各个部分应该保持统一的设计风格和交互方式，使用户在不同的操作中能够快速熟悉和掌握界面的使用方法。
2. 简洁性（Simplicity）界面设计应该尽量简洁，避免过多的按钮和菜单，保持界面的整洁性。
14-EmbeddedGUI
3、MiniGUI框架
MiniGUI在软件体系上介于内核和应用之间，
本质上是一个软件“中间件”。其具有良好的 软件体系架构，通过自带的ANSI C库以及相关 的API实现GUI系统所需的功能，然后通过可移 植层的抽象封装，将与操作系统、底层硬件设 备的交互实现细节隐藏起来，上层应用无需与 底层硬件平台有直接的调用关系，所以有较好 的可移植性与可配置性，也更利于后期设计开 发上层应用。
4、MiniGUI使用
MiniGUI v1.6.10主要有源代码包、资源包、游戏 等演示程序构成
qvfb-1.1.tar.gz。由Qt提供的虚拟FrameBuffer的X11。 libpng_src.tgz。支持PNG展现的库的源代码包。 jpegsrc.v6b.tar.gz。支持JPEG的源代码包。 games-1.6.10.tar.gz。运行在MiniGUI上的小游戏的 安装包。 samples-1.6.10.tar.gz。基于MiniGUI的例程。 minigui-res-1.6.10.tar.gz。MiniGUI的基本资源包。 mg-samples-1.6.10.tar.gz。示例程序。 mde-1.6.10.tar.gz。演示程序包。 libminigui-1.6.10.tar.gz。核心源代码包。
5.2 编程框架介绍
MiniGUI采用了基于线程的体系结构，架构起较为完备的消息 传递与多窗口处理机制。 MiniGUI采用了传统的Client/Sever消息管理模式。桌面线程 管理着MiniGUI中所有窗口的相关事件，例如创建、修改、显 示、隐藏、焦点变化、回收等一系列的动作，是消息传递机制 中的核心微服务器。 事件线程获取来自于IAL层（Input Abstract Layer，输入抽 象层）的事件，并传递给桌面线程。 计时线程触发定时器事件，当其接收到SIGA LRM信号之后，从 休眠状态唤醒并向桌面线程发送相关的定时消息。 MiniGUI将图形处理与输入处理过程封装为抽象接口，提供给 上层的应用程序、操作系统进行调用。
嵌入式操作系统上的GUI
ｊ大小约 为 ８ ０ ， ０ Ｋ的 ｘ服务 器， 基本能够满足嵌入式 系统 的需求。但该 系统 仅用于 ｘ６平台 ， ８ 系统资源 消耗
大， 目前 主要 用 于 基 于 ｘ６的 网 络 终 端 和机 顶 盒 上 。 ８
３ Ｍｉｒ Ｗ ｉ ｄ ｗｓ ２ ｃｏ ｎｏ
Ｍｉ Ｗｉ ｏ ｓ ｃ ｎ ｗ 是一个著名 的开放 源码的嵌 入式 ｃ Ｉ 件。可 用于 多种 Ｃ Ｕ 如 Ａ Ｍ、 ｔｎＡ Ｍ、 ８ 、 ｍ ｄ ｕ软 Ｐ， Ｒ Ｓ ｏ ｇ Ｒ Ｘ ６ ｒ ＰＣＭ Ｐ Ｐ 、 ＩＳ等。但 Ｍｉｏ ｎｏ ｓ ｃ Ｗｉ ｗ 较慢 ， 因除 了因为它采用“ ｒ ｄ 原 传统的” ／ 结构之外 ， ＣＳ 还有如下几条 ：
＾ 西蚰 ｏ ｅ ａｉｇ ｓｓ￣ ｐ ｒｔｎ ｙｔ
Ｕ ｉｇＬ ｎ ｘ ａ ｅ ｏ ｅａｉｇ ｓｓｅ 山 ｎ Ｇ ＇ｓ ｓｅ ｂ ｉ ｉ．ｔｎ ｓｔ ｅａｐ ｐ ｌｒｓ ｌｔ ｎ ｔ ｅｅ ｅ ｄ ｄ ｓｎ ｉ ｕ ｓｔ ｐ ｒ ｔ ｙｔｍ． ｈ ｎ ＬＩ ｙｔｍ ｕｌ Ｏ１ ｅ ｄ Ｏｂ ｏ ｕａ ｏｕｉ ｔ ｍｂ ｄ ｅ ｔ ＂ ｏ ｏｈ Ｔｉｓｐ ｐ ｒ ｏ ａｅ ｅ ｅａ Ｕ ｙｔｔｓｕ ｅ ｎｅ ｅ ｄ ｄ ｓｓｅ ｆ ａ ｅ ｍｐ ｒｓｓ ｖ ｒｌＧ Ｉ ｓｓｅ ｒ ｓｄ ｉ ｍｂ ｄ ｅ ｙｔｍｓ ｃ ￣ ｓ ｄ ￣ｒ ｓｈ ｗ ｎａｌ ｎ ｓ ｒ， ｉ ｏ ｔ ｉ Ｉ ａ ｄｕ ｅＨａ ｄ ｏ ｈ ｏｎ
维普资讯
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嵌八式操 作 系统上的 Ｇ Ｉ Ｕ
２ ０ ｌ ０２ 总第 ６ ８期
嵌入 式操 作 系统 上的 Ｇ Ｉ Ｕ
许 大琴 林怀清
（ 海军工程大学 电子 工程 学院 ， 南京 ２ １∞） １８
摘
主流嵌入式Linux下GUI解决方案
❖ qvfb：运行Qt 的虚拟缓冲帧工具 ❖ 把显示结果输出到虚拟缓冲帧，出现桌面环境
Qt/E 、Qtopia
❖ qte/qtopia在2410s上的移植
软件环境
❖ PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0
Qt/E 、Qtopia
测试Qt/E桌面环境 ❖有源文件progressbar.cpp ❖指定环境变量TMAKEPATH=…/qws/linux-x86-g++ ❖使QTDIR指向Qt/Embedded的安装路径以及库 ❖progen –t app.t –o progressbar.pro（生成工程文 件.pro） ❖tmake -o Makefile hello.pro（生成Makefile文件） ❖使用LINUX系统自带的make进行整个程式的编译联接 ❖生成二进制的可执行文件progressbar ❖运行qvfb来模拟Virtual framebuffer（指定模拟器长、 宽）
交叉编译qtopia
Qt/E 、Qtopia
❖ qte/qtopia在2410s上的移植
建立宿主机和开发板的通讯
❖ export QTDIR=$PWD export PATH=$QTDIR/bin:$PATH（指定命令搜索路径 ） export LD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATH（共享 库路径 ）
配置qt-embedded编译选项
❖ ./configure -system-jpeg -gif -no-xft -qconfig qpe -qvfb -depths 4,8,16,32
GUI在嵌入式产品中的实现
Ｇ Ｉ 嵌 入 式产 品 中 的实 现 Ｕ 在
徐强 宋依 青
（． １ 南京航 空航 天大学信息科学与技术学院 ， 江苏 南京 ２ ０ １ ；． １０６ ２ 常州３ － 院计算机信息工程学 院， 苏 常州 ２３ ０ ） ｚ： ｑ ． 江 １０ ２
摘要： 简述 了基 于 Ａ Ｍ 的嵌入 式产 品 中液 晶接 口的设 计 ， 出 了图形 用 户接 口在 Ｓ Ｃ ４ Ｏ Ｒ 给 ３ ４Ｂ Ｘ
０ 引 言
Ｇ 英 文 全 称 为 Ｇ ａｈｃ ｓｒＩｔ ｆｃ ， ＵＩ ｒｐ ｉｓＵ ｅ ｎｅ ａｅ 是 ｒ
液晶模块是将液晶器件 、 制驱 动电路和 印 控 制板 装配 在 一起 的组 件 ， 主要 分 成字 符 液 晶 模 块 和点阵液晶模块两大类。字符液晶模块可以显示 英文 、 汉字等字符 ， 不能显示图形和随机 图像 ， 显
作频率为 ６ ｚ ６Ｍａ 。为 了降低系统 总成 本和减少 外围器件 ， 这款芯片中还集成了很多功能模块 ， 如 Ｃ ｃｅＬ Ｄ 控 制 器 、 ａｈ 、Ｃ 两通 道 Ｕ Ｒ １个 多 主 ＩＣ Ａ Ｔ、 ２
１ ７
制器 解 决方 案 ， 它使 用 Ａ Ｍ７ ＤＭＩ Ｒ Ｔ 内核 ， 高 工 最
Ｌ Ｄ， 晶一 个像 素 点就 对应 一 个 比特 ， 用 双缓 Ｃ 液 使 冲机制 ， 系统 的 内存 Ｓ ＡＭ 里 开 辟 了一 块 内 在 ＤＲ 存作 为 液 晶 显 示 的 后 台 缓 冲 区 ， 定 义 为 其
指计算 机 （ 嵌 人 式 产 品 ） 其 使 用 者 之 间 的 图 或 与 形化对 话 接 口。现在 的嵌 人式 产 品很多都 是 基 于
３ 位微处理器 ， ２ 运算速度快 、 存储器容量大 ， 人机 交互界 面采 用 Ｇ Ｉ Ｕ 方式 已经 完全 可 以实现 。Ｇ Ｉ Ｕ
嵌入式系统设计方法
嵌入式系统设计方法以下是几种常见的嵌入式系统设计方法：1. 瀑布模型（Waterfall Model）：瀑布模型是一种经典的软件开发方法。
在嵌入式系统设计中，瀑布模型的关键是明确规定系统需求，并将其分解为各个开发阶段。
这些阶段包括需求分析、系统设计、编码、测试和维护等。
瀑布模型适用于需求明确、稳定的项目。
2. 快速原型模型（Rapid Prototyping Model）：嵌入式系统的设计往往需要尽快验证概念和功能。
快速原型模型是一种迭代的开发方法，通过建立原型系统来尽快探索设计空间。
在快速原型模型中，开发人员可以快速实现和验证系统的关键功能和特性。
3. 面向对象方法（Object-Oriented Method）：面向对象方法是一种基于对象和类的软件设计方法。
在嵌入式系统中，面向对象方法可以更好地组织和管理系统组件，提高代码的重用性和可维护性。
通过使用面向对象方法，设计人员可以更好地实现系统的模块化和抽象。
4. 面向模型方法（Model-Based Method）：面向模型方法是一种通过建立和分析系统模型来设计系统的方法。
这些模型可以提供对系统性能、资源利用率和可靠性的预测。
常用的面向模型方法包括系统仿真、模型检验和优化等。
面向模型方法可以提早发现和解决系统设计中的问题。
6. 实时系统设计方法（Real-Time System Design Method）：实时系统的设计要求系统能够在给定的时间约束下完成任务。
实时系统设计方法主要关注系统的时间性能，包括任务调度、事件处理和资源管理等。
常用的实时系统设计方法包括周期调度、优先级调度和事件驱动调度等。
7. 面向服务方法（Service-Oriented Method）：面向服务方法是一种基于服务的系统设计方法，将系统功能划分为多个服务，并通过服务接口进行通信和交互。
面向服务方法可以提高系统的可扩展性和灵活性，适用于大规模和分布式嵌入式系统的设计。
嵌入式开发的设计模式
嵌入式开发的设计模式嵌入式开发是现代科技领域中重要的一环，为了提高软件系统的可靠性、可维护性和可扩展性，设计模式在嵌入式开发中起到了至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的嵌入式开发的设计模式，并探讨它们在实际应用中的作用和效果。
一、单例模式单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
在嵌入式开发中，单例模式常用于管理资源的访问，例如配置文件、硬件接口等。
通过单例模式，可以确保资源的独占性以及对资源的统一管理，提高系统的可靠性和扩展性。
二、观察者模式观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，使得当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
在嵌入式开发中，观察者模式广泛应用于事件驱动型系统中，可以实现不同模块间的解耦和灵活的消息传递机制。
三、状态机模式状态机模式是一种行为型设计模式，它基于状态的转换实现对系统的控制。
在嵌入式开发中，状态机模式常用于实现复杂的系统控制和状态切换。
通过将系统状态抽象成状态对象，并定义状态之间的转换规则，可以使系统具备灵活的状态控制能力，提高系统的可维护性和可扩展性。
四、策略模式策略模式是一种行为型设计模式，它定义了一系列的算法，并将每种算法封装起来，使其可以互相替换。
在嵌入式开发中，策略模式常用于实现系统的可配置性和智能化。
通过将算法的选择和实现与系统逻辑分离，可以在运行时动态地选择合适的算法，提高系统的灵活性和可扩展性。
五、装饰者模式装饰者模式是一种结构型设计模式，它允许动态地将责任添加到对象上，同时又不改变其接口。
在嵌入式开发中，装饰者模式常用于扩展已有的类功能。
通过使用装饰者模式，可以动态地为系统增加新的功能，而无需修改原有代码，提高系统的可维护性和扩展性。
六、适配器模式适配器模式是一种结构型设计模式，它将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
在嵌入式开发中，适配器模式常用于解决不同接口之间的兼容性问题。
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陈俊彦
嵌入式GUI概述
什么是GUI？ 图形用户界面（Graphical User Interface， 简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用 图形方式显示的计算机操作用户界面。与 早期计算机使用的命令行界面相比，图形 界面对于用户来说在视觉上更易于接受。
嵌入式GUI的特点
RT-Thread/GUI
RT-Thread是一款来自中国的开源实时操作系统， 由国内一些专业开发人员开发、维护。它不仅仅 是一款高效、稳定的实时核心，也是一套面向嵌 入式系统的软件平台，覆盖了全抢占的实时操作 系统内核，小巧而与底层具体实现无关的文件系 统，轻型的TCP/IP协议栈以及轻型的多窗口多线 程图形用户界面。 RT-Thread/GUI是一个图形用户界面，它专为RTThread操作系统而开发，并在一些地方采用了RTThread特有功能，这个图形用户界面组件能够为 RT-Thread上的应用程序提供人机界面交互功能。
嵌入式GUI的组成部分（一）
桌面 在启动时显示，也是界面中最底层，有时也指代 包括窗口、文件浏览器在内的“桌面环境”。在 桌面上由于可以重叠显示窗口，因此可以实现多 任务化。 视窗 应用程序为使用数据而在图形用户界面中设置的 基本单元。应用程序和数据在窗口内实现一体化。 在窗口中，用户可以在窗口中操作应用程序，进 行数据的管理、生成和编辑。通常在窗口四周设 有菜单、图标，数据放在中央。
void rtgui_panel_register(char *name, rtgui_rect_t *extent)
例子：rtgui_rect_t rect;
RT-Thread/GUI组件功能
多线程图形用户界面 依赖与RT-Thread线程调度器的实时图形用 户界面 创新地在嵌入式系统中引入面板(panel)的 概念，缩小了多线程，多窗口GUI编程代价 C语言方式的全面向对象设计 界面主题支持 中文文本显示支持 丰富的控件支持
嵌入式GUI的准则
减少用户的认知负担 保持界面的一致性 满足不同目标用户的需求 用户界面友好性 图标识别平衡性 图标功能一致性 建立界面与用户的互动交流 可操控性和扩充性的易用性
嵌入式GUI的应用领域
手机通讯移动平台 平板电脑 数码产品 车载系统产品 智能家电产品 工业数控平台
嵌入式GUI的组成部分（三）
标签 多文件界面的数据管理方式中使用的一种 界面，将数据的标题在窗口中并排，通过 选择标签标题显示必要的数据，这样使得 接入数据方式变得更为便捷。 菜单 将系统可以执行的命令以阶层的方式显示 出来的一个界面。一般置于画面的最上方 或者最下方，应用程序能使用的所有命令 几乎全部都能放入。
嵌入式GUI的分类（二）
中端嵌入式GUI： miniGUI、OpenGUI、 Microwindows 适用平台： ARM7、ARM9、ARM11、 ARM Cortex-R 开发语言： C语言 操作系统： 嵌入式Linux、μC/Linux
嵌入式GUI的分类（三）
高端嵌入式GUI： Qt/Embedded( Qtopia )、Android、MFC 适用平台： ARM9、ARM11、ARM Cortex-A 开发语言： C++语言、JAVA语言 操作系统： 嵌入式Linux、Win CE/Win Phone
RT-Thread/GUI架构
RT-Thread/GUI采用 传统的客户端/服务 器的结构，但和传 统的C/S架构中把绘 画操作放于服务器 不同的是，绘画操 作完全由客户端自 行完成。服务端仅 维护着各个客户端 的位置信息
服务端
当一个图形应用（workbench）或者窗口 （window）需要创建时，需要向GUI服务 端请求允许创建相应的实例。GUI服务端将 记录下相应的位置信息。在RT-Thread/GUI 中，屏幕会被分隔成数个互不相重叠的面 板（panel）。面板数也可以只有一个（即 全屏），或所有面板拼接成的总体面积并 不完全覆盖真实的物理屏面积。 服务端提供的功能主要是客户端（线程） 的管理及鼠标、键盘事件的派发
嵌入式GUI的组成部分（四）
图标 显示在管理数据的应用程序中的数据，或 者显示应用程序本身。应用程序的图标只 能用于启动应用程序。 按钮 菜单中，利用程度高的命令用图形表示出 来，配置在应用程序中，成为按钮。应用 程序中的按钮，通常可以代替菜单。
嵌入式GUI的分类（一）
低端嵌入式GUI： μC/GUI、RT-Thread/GUI 适用平台： 单片机、ARM7、ARM Cortex-M 开发语言： C语言 操作系统： μC/OS、RT-Thread
嵌入式GUI的广泛应用是当今计算机发展的 重大成就之一，它极大地方便了非专业用 户的使用，人们从此不再需要面对功能单 一的按键和死记硬背大量的命令，取而代 之的是可以通过窗口、菜单、按钮等方式 来方便地进行操作。 嵌入式GUI具有下面几个方面的基本要求： 轻型、占用资源少、高性能、高可Server 服务端事件处理主线程 Panel 面板及面板之上的线程维护 TopWin 顶层窗口信息维护 Mouse 鼠标相关信息处理
面板（Panel）
RT-Thread/GUI服务端维护着屏幕的面板划 分，并且面板与面板之间是相互不重叠。 注册面板可以通过如下函数接口进行：
嵌入式GUI的组成部分（二）
单一文件界面 在窗口中，一个数据在一个窗口内完成的 方式。在这种情况下，数据和显示窗口的 数量是一样的。若要在其他应用程序的窗 口使用数据，将相应生成新的窗口。因此 窗口数量多，管理复杂。 多文件界面 在一个窗口之内进行多个数据管理的方式。 这种情况下，窗口的管理简单化，但是操 作变为双重管理。