【玩转.Net MF – 06】为Cortex-M3打造轻量级TinyGUI（上）

Microsoft .Net Micro Framework 官方UI库为WPF，针对320*240的LCD而言，至少额外需要150K以上RAM才能基本运行。而市面上常见Cortex-M3开发板的RAM大多为128K，少数开发板即使具备512k的RAM，运行官方自带的示例SimpleWPFApplication，也会出现内存溢出问题。此外由于Cortex-M3内核CPU主频大都在72M左右，官方图形库运行速度较慢。

一、参数指标

名称	代码大小	内存需求	运行性能
WPF	120k（含Microsoft.SPOT.TinyCore.pe）	>150k	运行基准测试程序，TinyGUI运行速度大概是WPF的3~5倍
TinyGUI	<2k	无需求

注：TinyGUI采用类似DirectDraw技术，直接操作显存，所以无内存需求，且运行速度快

二、位图显示技术比较

WPF支持标准BMP，JPG，GIF图片显示，从使用角度来看非常方便，但是由于嵌入式LCD大都为16bit显示（RGB565格式），无论是BMP还是JPG和GIF都需要进行颜色转换，此外后者还需要进行格式转换处理。以上操作，不仅导致运行速度慢，还需要一定的内存进行图形缓存。

TinyGUI的位图显示采用转换后的tinyBMP位图格式，其格式和LCD显存格式保持一致，由于图形转换工作通过程序（如下）预先完成，所以在嵌入式系统上直接向显存拷贝即可完成位图显示，所以运行速度极快。

（注：其实Net Micro Framework的字体就是采用类似技术，官方提供转换程序和tinyFont字体库）

核心代码其实很简单，就是把32位位图转换为指定RGB（或BGR）格式的16位位图。

byte[] bytBuff = new byte[picBar.Height * picBar.Width * 2 + 12];

BinaryWriter bw = new BinaryWriter(new MemoryStream(bytBuff));

bw.Write(new byte[] { 84, 105, 110, 121, 66, 77, 80, 0 }); //TinyBMP\0;

bw.Write((UInt16)picBar.Width);

bw.Write((UInt16)picBar.Height);

Bitmap bmp = new Bitmap(picBar.Image, picBar.Width, picBar.Height);

for (int y = 0; y < bmp.Height; y++)

{

tspBar.Value = y;

for (int x = 0; x < bmp.Width; x++)

{

bw.Write(Color_32_16(bmp.GetPixel(x, y)));

}

}

三、TinyGUI图库接口

namespace System.TinyGUI

{

public sealed class Graphics

{

public Graphics();

public static void Clear(uint color);

public static void DrawEllipse(int x, int y, int width, int height, uint color);

public static void DrawImage(int x, int y, byte[] bytData);

public static void DrawImageEx(int x, int y, byte[] bytData, uint MaskColor);

public static void DrawLine(int x1, int y1, int x2, int y2, uint color);

public static void DrawRectangle(int x, int y, int width, int height, uint color);

public static void DrawString(int x, int y, string s, uint color);

public static void FillEllipse(int x, int y, int width, int height, uint color);

public static void FillRectangle(int x, int y, int width, int height, uint color);

public static uint GetPixel(int x, int y);

public static void Print(string str);

public static void SetPixel(int x, int y, uint color);

}

}

四、TinyGUI测试程序

运行效果图如下：

部分测试代码如下：

static void DrawGraphics()

{

x = rnd.Next(239);

width = rnd.Next(240 - x);

y = rnd.Next(319);

height = rnd.Next(320 - y);

c = rnd.Next(colors.Length - 1);

switch (index++ % 3)

{

case 0:

if (rnd.Next(10) > 5)

Graphics.DrawRectangle(x, y, width, height, colors[c]);

else

Graphics.FillRectangle(x, y, width, height, colors[c]);

break;

case 1:

if (rnd.Next(10) > 5)

Graphics.DrawEllipse(x, y, width, height, colors[c]);

else

Graphics.FillEllipse(x, y, width, height, colors[c]);

break;

case 2:

Graphics.DrawLine(x, y, rnd.Next(239), rnd.Next(319), colors[c]);

break;

}

Graphics.FillRectangle(0, 300, 240, 20, Color.White);

#if STM3210E_EVAL

Graphics.DrawString(2, 303, "Key - Back", Color.Black);

#else

Graphics.DrawString(2, 303, "Select - Back", Color.Black);

#endif

}

static void DrawPicture()

{

if (++picIndex > 12) picIndex = 0;

AccessFlash.Read((uint)(0x002A0000 + picIndex * 0xEA6C), 0xEA6C, picData);

if(StateIndex!= SystemState.Main) Graphics.DrawImage(20, 70, picData);

}

其中图片从Flash中进行读取，图片的下载方法可以参考我以前的博客文章《Flash远程读写》，为了在C#代码中读取Flash上的内容，我重新封装了一个AccessFlash类，可以直接读写Flash任意区域的数据，这部分内容我在后续文章中再进行介绍。

这篇文章仅仅介绍了TinyGUI应用层面的内容，下篇文章《为Cortex-M3打造轻量级TinyGUI（下）》将介绍TinyGUI是如何开发的，敬请关注。