嵌入式系统是一种面向具体应用,将底层硬件、实时操作系统以及应用软件相结合的专用计算机系统,适用于对功能、成本、体积、可靠性、功耗等有特殊要求的专用场合。近年来,伴随着计算机、通信和电子技术的快速发展,嵌入式系统无论是在嵌入式硬件技术方面还是在嵌入式软件技术方面都获得了极大提升,各种嵌入式微处理器和嵌入式操作系统得到了不断发展和完善,嵌入式设备的功能也越来越强大,被广泛应用于工业控制、仪器仪表、网络通讯、航空航天、军事装备以及消费类电子产品等各个领域,嵌入式产品的随处可见,使人们的日常生产和生活发生了很大变化。基于RISC(精简指令集计算机)技术的ARM核嵌入式处理器以其低功耗、低成本和高性能的特点,在嵌入式应用系统中占据着领先地位,使越来越多的研发人员开始了基于ARM平台的应用开发,但研发人员通常会在嵌入式系统中引入嵌入式操作系统来负责整个嵌入式系统的资源分配和任务调度,从而在很大程度上方便了嵌入式系统的应用开发,并进一步提高了嵌入式系统的功能和可靠性,目前ARM处理器已得到了广大嵌入式操作系统厂家的支持。嵌入式GUI(图形用户界面)是嵌入式系统的重要组成部分,为嵌入式系统提供简便、直观能应用于特殊场合的人机交互接口,是用户和设备进行信息传递的一种方式,能极大的促进嵌入式技术的发展和应用。随着嵌入式系统中硬件设备性能的不断提高,嵌入式GUI系统的重要性越来越突出,并在很多的嵌入式应用系统中,使用者都迫切需要图形化的人机交互界面,使用嵌入式GUI进行人机界面设计时,还能够节约成本,提高开发效率,丰富人机交互信息,使交互操作更加人性化。由于嵌入式设备市场的不断扩大,使嵌入式GUI的市场前景变得更加广阔,并对嵌入式GUI系统提出更多要求,需要嵌入式图形用户界面具有轻型、占用资源少、高性能、高可靠性和可配置等特点。以图形为基础的用户界面,具有简洁、方便、美观等特点,可以为嵌入式系统的人机交互提供丰富的图形图像信息,现已被广泛应用于工业控制领域和消费电子产品等行业,因此本课题是以工业控制中的数据显示以及电子产品中的游戏开发作为应用背景,进行了基于ARM7处理器和嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的嵌入式图形用户界面的应用研究,其中ARM7处理器内核是目前用量最多的一款内核,具有小型、快速和低功耗等特点,而操作系统μC/OS-Ⅱ是一个源码公开、性能稳定可靠的微内核嵌入式实时操作系统,具有核心代码短小精悍、简单易学等特点,并且在ARM上的应用越来越深入。本文首先阐述了课题研究的背景和意义,分析了图形用户界面研究和发展的方向,并通过对嵌入式系统以及图形用户界面的详细介绍,进行了以系统开发为主线的嵌入式图形用户界面应用系统方案设计,然后根据系统设计方案从硬件和软件两个方向对系统进行了平台搭建,最后在搭建的平台上进行了有关嵌入式图形用户界面的应用开发。在硬件设计方面,通过对ARM嵌入式处理器的比较以及对系统功能需求的分析,选择了飞利浦公司的微处理器LPC2210作为系统控制器,并通过对LPC2210硬件结构的详细介绍,进一步验证了LPC2210在本系统的可行性。硬件平台搭建时,先根据微处理器LPC2210的硬件资源,完成了硬件平台的总体设计,然后分别给出了各单元电路详细的设计方法,特别是嵌入式GUI应用系统中进行人机交互的接口电路设计,在充分发挥处理器强大功能的前提下,保证了硬件电路稳定可靠的工作。在软件设计方面,使用了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ来进行软件平台的搭建,为系统的实时性功能提供了保证,然后通过对几种主流的嵌入式GUI进行比较,并结合系统的硬件平台和软件平台,选择了嵌入式图形用户界面μC/GUI作为本课题关于嵌入式GUI应用开发的主要研究对象。软件平台搭建时,先对操作系统μC/OS-Ⅱ内核结构进行了深入分析,并介绍了μC/OS-Ⅱ的任务调度原理,然后根据开发环境ADS的特点给出了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在微处理器LPC2210硬件平台上移植的详细过程,提出了高效的移植方法,之后通过对图形用户界面μC/GUI目录结构和软件体系结构的分析,详细描述了图形用户界面μC/GUI移植和配置的过程,实现了图形用户界面μC/GUI和嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在硬件平台上的整合,最后在本系统进行了μC/GUI关键技术的研究,如2-D图形库、汉字显示等,并实现了μC/GUI的具体应用,还在文中给出了应用系统中有关界面设计的详细代码。结果表明,本课题所设计的嵌入式图形用户界面应用平台方案可行,系统运行稳定可靠,并能很方便的进行功能扩展,充分利用了图形用户界面μC/GUI的函数库,为后续有关图形用户界面的研究工作提供了一定基础,并对设计出属于自己的嵌入式图形用户界面具有很高的实用价值。