FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY

´ UCEN ˇ Í TECHNICKE ´ V BRNE ˇ VYSOKE BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY ˇ ÍCH TECHNOLOGIÍ A KOMUNIKACN ´ ˇ RIC ˇ Í TECHNIKY USTAV AUTOMATIZACE A ME FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF CONTROL AND INSTRUMENTATION

´ AN ´ Í LCD DISPLEJU ˚ KNIHOVNA PRO OVLAD LIBRARY FOR CONTROLLING LCD DISPLAY

´ RSK ˇ A ´ PRACE ´ BAKALA BACHELOR’S THESIS

´ AUTOR PRACE

ˇ LUTERA ONDREJ

AUTHOR

´ VEDOUCÍ PRACE SUPERVISOR

BRNO 2010

´S ˇ MACHO, PH.D. ING. TOMA

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav automatizace a měřicí techniky

Bakalářská práce bakalářský studijní obor Automatizační a měřicí technika Student: Ročník:

Ondřej Lutera 3

ID: 106604 Akademický rok: 2009/2010

NÁZEV TÉMATU:

Knihovna pro ovládání LCD displejů POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ: 1. Seznamte se s mikrokontroléry firmy Frescale řady ColdFire a HCS08. 2. Seznamte se s grafickou knihovnou D4D firmy Freescale. 3. Navhněte rozšíření knihovny o funkce Text Box, List Box, Progress Bar a Edit Box. 4. Funkce Text Box, List Box, Progress Bar, Edit Box implementujte a odlaďte. DOPORUČENÁ LITERATURA: [1] MCF52235 ColdFire® Integrated Microcontroller Reference Manual. Rev. 5. Denver (Colorado): FreescaleSemiconductor, Inc. 09/2007. Document Number MCF52235RM. Termín zadání:

8.2.2010

Termín odevzdání:

Vedoucí práce:

Ing. Tomáš Macho, Ph.D.

31.5.2010

prof. Ing. Pavel Jura, CSc. Předseda oborové rady

UPOZORNĚNÍ: Autor bakalářské práce nesmí při vytváření bakalářské práce porušit autorská práva třetích osob, zejména nesmí zasahovat nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a musí si být plně vědom následků porušení ustanovení § 11 a následujících autorského zákona č. 121/2000 Sb., včetně možných trestněprávních důsledků vyplývajících z ustanovení části druhé, hlavy VI. díl 4 Trestního zákoníku č.40/2009 Sb.

ABSTRAKT Práce se zabývá návrhem a implementac´ı grafických objekt˚ u Text Box, List Box,Progress Bar a Edit Box do knihovny D4D firmy Freescale urˇcené pro ovládán´ı LCD displej˚ u. Vývoj byl proveden pomoc´ı vývojového kitu DEMOQE128 s procesorem ColdFire MCF51QE128 firmy Freescale.

ˇ ´ SLOVA KLÍCOV A Freescale, ColdFire V1, HCS08, MC9S08QE128, MCF51QE128, DEMOQE128, knihovna D4D, jazyk C, LCD, grafika

ABSTRACT This bachelor’s thesis deals with the design and implementation of graphics objects Text Box, List Box, Progress Bar and Edit Box to the library D4D by Freescale for controlling LCD displays. Development was performed using the development kit DEMOQE128 with MCF51QE128 ColdFire processor by Freescale.

KEYWORDS Freescale, ColdFire V1, HCS08, MC9S08QE128, MCF51QE128, DEMOQE128, library D4D, C language, LCD, graphics

LUTERA, O. Knihovna pro ovládán´ı LCD displej˚ u. Bakaláˇrská práce. Brno: Vysoké uˇcen´ı ´ technické v Brnˇe, Fakulta elektrotechniky a komunikaˇcn´ıch technologi´ı, Ustav automatizace a mˇeˇric´ı techniky, 2010. 69 s. Vedouc´ı práce: Ing. Tomáˇs Macho, Ph.D.

´ SEN ˇ Í PROHLA Prohlaˇsuji, ˇze svou bakaláˇrskou práci na téma Knihovna pro ovládán´ı LCD dis” plej˚ u“ jsem vypracoval samostatnˇe pod veden´ım vedouc´ıho bakaláˇrské práce a s pouˇzit´ım odborné literatury a dalˇs´ıch informaˇcn´ıch zdroj˚ u, které jsou vˇsechny citovány v práci a uvedeny v seznamu literatury na konci práce. Jako autor uvedené bakaláˇrské práce dále prohlaˇsuji, ˇze v souvislosti s vytvoˇren´ım této bakaláˇrské práce jsem neporuˇsil autorská práva tˇret´ıch osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným zp˚ usobem do ciz´ıch autorských práv osobnostn´ıch a jsem si plnˇe vˇedom následk˚ u poruˇsen´ı ustanoven´ı § 11 a následuj´ıc´ıch autorského zákona ˇc. 121/2000 Sb., vˇcetnˇe moˇzných trestnˇeprávn´ıch d˚ usledk˚ u vyplývaj´ıc´ıch z ustanoven´ı § 152 trestn´ıho zákona ˇc. 140/1961 Sb.

V Brnˇe dne

...............

.................................. (podpis autora)

ˇ ´ Í PODEKOV AN Dˇekuji vedouc´ımu bakaláˇrské práce Ing. Tomáˇsi Machovi, Ph.D. za u´ˇcinnou metodickou, pedagogickou a odbornou pomoc a dalˇs´ı cenné rady pˇri zpracován´ı mé bakaláˇrské práce.

V Brnˇe dne

...............

.................................. (podpis autora)

´ ˇ I´ TECHNIKY USTAV AUTOMATIZACE A MEˇ RIC Fakulta elektrotechniky a komunikaˇcn´ıch technologi´ı Vysoké uˇcen´ı technické v Brnˇe

5

OBSAH ´ Uvod 1

Vývojové prostˇredky

10

1.1

Mikrokontroléry Freescale s jádrem HCS08 . . . . . . . . . . . . . . . .

10

1.1.1

Programátorský model HCS08 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

1.1.2

Mikrokontrolér MC9S08QE128 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

Mikrokontroléry Freescale s jádrem ColdFire V1 . . . . . . . . . . . . .

13

1.2.1

Programátorský model ColdFire V1 . . . . . . . . . . . . . . . .

14

1.2.2

Mikrokontrolér MCF51QE128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

1.3

Vývojový kit DEMOQE128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

1.4

Special Edition: CodeWarrior for Microcontrollers . . . . . . . . . . . .

17

1.4.1

17

1.2

2

9

Vytvoˇren´ı projektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Knihovna D4D Freescale

20

2.1

Charakteristika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

2.1.1

Popis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

Soubory knihovny D4D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.2.1

Common Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.2.2

Configuration example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.2.3

Graphic Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

2.2.4

Low level drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

Aplikaˇcn´ı rozhran´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

2.3.1

Typy promˇenných . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

2.3.2

Pˇreddefinované hodnoty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

2.3.3

Barevná schémata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.3.4

P´ısma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

2.3.5

D4D Screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

2.3.6

Grafické objekty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Struktura grafických objekt˚u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

2.4.1

31

2.2

2.3

2.4

Volán´ı grafických objekt˚u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


2.5

3

D˚uleˇzité vlastnosti objektového rozhran´ı knihovny . . . . . . . . . . . .

32

2.5.1

Pˇredáván´ı stisknutých kláves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

2.5.2

Buffer d4d scratchPad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

2.5.3

Vykreslován´ı textu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

Implementace grafických objektu˚

37

3.1

D4D TextBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

3.1.1

Grafické rozhran´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

3.1.2

Ovládán´ı objektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

3.1.3

Pouˇzit´ı objektu v aplikaci

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

D4D ListBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

3.2.1


43

3.2.2


45

3.2.3


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

D4D ProgressBar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

3.3.1


49

3.3.2


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

D4D EditBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

3.4.1


52

3.4.2


54

3.4.3


55

3.2

3.3

3.4

4

6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Závˇer

58

Reference

59

˚ veliˇcin a zkratek Seznam symbolu,

60

Seznam pˇr´ıloh

61

A Tabulka ASCII

62

B DEMOQE128

63

C Prezentaˇcn´ı aplikace

64

C.1 Struktura projektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64


C.2 Ovládán´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D Elektronická pˇr´ıloha

7

64 69


8

´ ˚ SEZNAM OBRAZK U 1.1

CPU registry [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

1.2

Inicializace taktu MCU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

2.1

Blokové schéma volán´ı objekt˚u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

3.1

Klasický Text Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

3.2

D4D Text Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

3.3

Klasický List Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

3.4

D4D ListBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

3.5

Klasický Progress Bar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

3.6

D4D ProgressBar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

3.7

Klasický Edit Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

3.8

D4D EditBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

A.1 ASCII tabulka znak˚u [8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62

B.1 Vývojový kit DEMOQE128 s procesory MC9S08QE128 a MCF51QE128

63

B.2 Vývojový kit DEMOQE128 s LCD (vrchn´ı strana) . . . . . . . . . . . .

63

´ C.1 Uvodn´ ı obrazovka aplikace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

C.2 Obrazovka aplikace s objektem Text Box . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

C.3 Obrazovka aplikace s objektem List Box . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

C.4 Obrazovka aplikace s objektem Progress Bar . . . . . . . . . . . . . . .

68

C.5 Obrazovka aplikace s objektem Edit Box . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68


´ UVOD V praxi je mnoho aplikac´ı, které potˇrebuj´ı vyuˇz´ıvat urˇcité uˇzivatelské prostˇred´ı a komplikovanˇejˇs´ı zobrazovac´ı jednotky neˇz pouhé LED displeje, cˇ i alfanumerické LCD. Vhodné se jev´ı r˚uzné grafické LCD displeje, které dnes m˚uzˇ eme naj´ıt napˇr´ıklad v mobiln´ıch telefonech, pˇrehrávaˇc´ıch a dalˇs´ı spotˇrebn´ı elektronice. A právˇe pro vyuˇzit´ı grafických LCD ve spojen´ı s mikrokontroléry Freescale byla navrˇzena grafická knihovna D4D. Hlavn´ım c´ılem práce je implementovat zadané objekty do grafické knihovny D4D ˇ firmy Freescale. Knihovna byla dodána spoleˇcnost´ı Freescale Polovodiˇce Cesk´ a Republika s´ıdl´ıc´ı v Roˇznovˇe pod Radhoˇstˇem. Jedná se o kompletn´ı funkˇcn´ı knihovnu psanou v programovac´ım jazyce C, která obsahuje i potˇrebné ovladaˇce pro LCD displeje. Pˇrednostnˇe je urˇcena pro procesory architektury ColdFire, ale snaˇz´ı se drˇzet jistou kompatibilitu i s jádry HCS08. Pro vlastn´ı vývoj byl s knihovnou zap˚ujˇcen i vývojový kit P&E Micro DEMOQE128, který obsahuje i LCD modul výrobce Display3000 urˇcený pˇr´ımo pro daný vývojový kit. Vlastn´ı vývojový kit je pak moˇzné osadit dvojic´ı procesor˚u MCF51QE128 a MC9S08QE128, které budou dále popsány. Kit obsahuje i vlastn´ı speciáln´ı edici vývojového software Freescale CodeWarrior. V tomto bude provádˇena vlastn´ı implementace a ladˇen´ı objekt˚u. Ke knihovnˇe je dodána i dokumentace, která rozeb´ırá základn´ı vlastnosti a strukturu knihovny. Lze ji naj´ıt v elektronické formˇe na pˇriloˇzeném médiu k této bakaláˇrské práci. Dokumentace je zejména jakýsi manuál pro pouˇzit´ı knihovny v uˇzivatelské aplikaci. Bliˇzsˇ´ı popis nˇekterých d˚uleˇzitých vlastnost´ı knihovny, zejména správy objekt˚u a jejich vnitˇrn´ı struktury nen´ı v dokumentaci rozebrán. Prvn´ı kapitola bakaláˇrské práce se zabývá seznámen´ım s danými mikrokontroléry, vývojovým kitem a prostˇred´ım. Následnˇe je popsána knihovna D4D, jej´ı základn´ı vlastnosti a struktura a nˇekteré d˚uleˇzité vlastnosti objektového rozhran´ı. Posledn´ı kapitola je vˇenována návrhu a popisu vlastn´ıch implementovaných objekt˚u Text Box, List Box, Progress Bar a Edit Box a jejich pouˇzit´ı v uˇzivatelské aplikaci.

9


´ ˇ VYVOJOV E´ PROSTREDKY

1 1.1

Mikrokontroléry Freescale s jádrem HCS08

Rodina 8-bitových mikrokontrolér˚u HCS08 vycház´ı ze starˇs´ı rodiny M68HC08, se kterou je plnˇe kompatibiln´ı, ale nav´ıc pˇrinásˇ´ı nové instrukce implementuj´ıc´ı moˇznosti ladˇen´ı kódu pˇr´ımo v MCU. Kaˇzdý mikrokontrolér z rodiny HCS08 se skládá z HCS08 jádra, pamˇet´ı a dalˇs´ıch periferi´ı. Architektura jádra HCS08 odpov´ıdá uspoˇra´ dán´ı von Neumann, kde data i program jsou um´ıstˇeny ve stejném adresn´ım pamˇet’ovém prostoru. Jádro je schopné pracovat s hodinovým kmitoˇctem aˇz 40 MHz, zat´ımco sbˇernice pracuj´ı s poloviˇcn´ım hodinovým kmitoˇctem, tedy maximálnˇe 20 MHz. Pro ladˇen´ı programu pˇr´ımo za bˇehu, obsahuje jádro tzv. Background debug controller (BDC), coˇz je integrovaný ˇradiˇc pro ladˇen´ı programu, který je provázaný s vývojovým prostˇred´ım Freescale CodeWarrior pˇres BDM komunikaˇcn´ı rozhran´ı. Pomoc´ı BDC lze za bˇehu krokovat program v mikrokontroléru, cˇ´ıst stavy registr˚u, pamˇet’ových m´ıst, nebo sledovat stavy port˚u. Mezi dalˇs´ı vlastnosti jádra patˇr´ı podpora aˇz 32 zdroj˚u pˇreruˇsen´ı a hardwarové dekódován´ı adres. Pro zrychlen´ı vykonáván´ı instrukc´ı bylo jádro opatˇreno instrukˇcn´ı pipeline pro zˇretˇezené zpracován´ı, coˇz pˇr´ınásˇ´ı zvýsˇen´ı rychlosti oproti pˇredch˚udci M68HC08.

1.1.1

Programátorský model HCS08

Prográmátorský model obsahuje: • 8-bit akumulátor A • 16-bit indexový registr H:X, do kterého se dá pˇristoupit zvlásˇt’ ke spodn´ım 8 bit˚um X a horn´ım 8 bit˚um H • 16-bit programový cˇ´ıtaˇc PC • 16-bit ukazatel na zásobn´ık SP. • stavový registr CCR pˇredstavuje 8 bit˚u, kde vyuˇzity jsou pouze bity 0-5 a 7. Význam jednotlivých bit˚u registru CCR je následuj´ıc´ı: • C (Carry) - bit se nastav´ı na 1, jestliˇze doˇslo k pˇreteˇcen´ı nebo výp˚ujˇcce

10


• Z (Zero) - pˇr´ıznak nulového výsledku, nastav´ı se na 1, jestliˇze jsou vˇsechny bity výsledku nulové • N (Negative) - pˇr´ıznak záporného výsledku operace v druhém doplˇnku • I (Interrupt mask) - pomoc´ı tohoto bitu se povoluje nebo zakazuje maskovatelné pˇreruˇsen´ı • H (Half carry) - nastav´ı se, pokud dojde k pˇrenosu ze 3. do 4. bitu. Pouˇz´ıvá se pouze pro práci v des´ıtkové soustavˇe. • V (Overflow) - nastav´ı se pˇri pˇrekroˇcen´ı rozsahu druhého doplˇnku

Obrázek 1.1: CPU registry [2]

1.1.2

Mikrokontrolér MC9S08QE128

Tento MCU s jádrem HCS08 spadá do n´ızkopˇr´ıkonové ˇrady Flexis QE128, kde mohou m´ıt mikrokontroléry stejná pouzdra, periférie i pinovou kompatibilitu s 32-bit MCU s jádrem ColdFire V1, které bude popsáno dále. MC9S08QE128 pracuje aˇz na 50 MHz pˇri napájec´ım napˇet´ı vyˇssˇ´ım jak 2,4 V. MCU je ale také schopen pracovat jiˇz od 1,8 V

11


a 20 MHz, to vˇse v celém teplotn´ım rozsahu -40 ◦ C aˇz 85 ◦ C. D´ıky podpoˇre u´ sporných mód˚u a celkovˇe n´ızkým energetickým nárok˚um je vhodný zejména tam, kde je potˇreba napájen´ı aplikace z akumulátor˚u a n´ızké celkové náklady na zaˇr´ızen´ı. Mikrokontrolér má 128 kB programové flash pamˇeti, kterou je schopné programovat v celém teplotn´ım i napájec´ım provozn´ım rozsahu 1,8V - 3,6V. Pro data programu je k dispozici 8 kB pamˇeti SRAM. Pamˇeti mouhou být chránˇeny ochrannými obvody proti neautorizovanému pˇr´ıstupu a moˇzným u´ pravám. Jako vnˇejˇs´ı zdroj hodinového kmitoˇctu mohou být pouˇzity krystaly nebo keramické rezonátory v rozsahu 31,25 kHz - 38,4 kHz cˇ i 1 MHz aˇz 16 MHz. Tyto se pˇripojuj´ı na piny EXTAL a XTAL. Dalˇs´ı moˇznost´ı je vyuˇz´ıt intern´ı zdroj hodin, který m˚uzˇ e být ˇr´ızen intern´ı nebo extern´ı referenc´ı. Rozsah generovaných hodin je pak od 2 do 50 MHz. Z d˚uvodu ochrany pˇred zbloudˇen´ım programu, zp˚usobeným chybou programu cˇ i poruchou, obsahuje mikrokontrolér obvod Watchdog, detekci poklesu napájec´ıho napˇet´ı s moˇznost´ı resetu cˇ i proveden´ı pˇreruˇsen´ı, ale také detekci vadného operaˇcn´ıho kódu pˇri zpracován´ı instrukc´ı nebo ochranu flash pamˇeti. Periferie : • ADC - 24-kanálový analogovˇe-ˇc´ıslicový pˇrevodn´ık s rozliˇsen´ım 12-bit, s cˇ asem pˇrevodu 2,5 µs, s moˇznost´ı automatické komparace nebo sn´ımán´ım teploty pomoc´ı teplotn´ıho senzoru s pˇrevodem 1,7 mV/◦ C • ACMPx - Dva analogové komparátory s nastavitelným pˇreruˇsen´ım pˇri nábˇezˇ né hranˇe, sestupné hranˇe, s moˇznost´ı komparace s pevnou intern´ı napˇet’ovou referenc´ı a volbou pˇripojen´ı výstupu komparátoru na pin ACMPx0 • SCIx - dvojice sériových rozhran´ı s plným duplexn´ım reˇzimem a NRZ formátem, pˇrij´ımaˇcem a vys´ılaˇcem s dvojitým ukládán´ım dat do bufferu. Programovatelnou pˇrenosovou rychlost´ı, vyhodnocen´ım stavu sériové linky pomoc´ı pˇreruˇsen´ı nebo programovˇe, moˇznost´ı volby délky vyslaného znaku 8-bit nebo 9-bit a schopnost´ı hardwarovˇe generovat a kontrolovat paritu • IICx - dvojice sériových sbˇernic, kompatibiln´ıch se standardem I2C, s moˇznost´ı komunikace aˇz 100 kbps, vyhodnocen´ım stavu sbˇernic pomoc´ı pˇreruˇsen´ı, které je ale spoleˇcné pro obˇe sbˇernice. IICx je moˇzné programovˇe nastavit aˇz na 64 r˚uzných pˇrenosových rychlost´ı.

12


• SPIx - dvojice sbˇernic standardu SPI s moˇznost´ı operace jako ˇr´ıd´ıc´ı cˇ i ˇr´ızené zaˇr´ızen´ı, s plným duplexn´ım reˇzimem a programovatelnou rychlost´ı • TMPx - jeden 6-ti kanálový a dva 3 kanálové cˇ´ıtaˇce o sˇ´ıˇrce 16-ti bit˚u, s moˇznost´ı generován´ı PWM signálu na svých výstupech a schopnost´ı generovat pˇreruˇsen´ı • RTC - 8-mi bitový cˇ´ıtaˇc reálného cˇ asu s vlastn´ım vektorem pˇreruˇsen´ı, uˇz´ıvaný zejména jako cˇ asovaˇc pro generován´ı reálných hodin ve spojen´ı s extern´ım zdrojem pro vysokou pˇresnost generovaného kmitoˇctu cˇ i vyuˇzit´ım intern´ıho zdroje hodinového kmitoˇctu 1 kHz nebo 32 kHz a dostupných dˇeliˇcek kmitoˇctu • Podpora aˇz 70 vstupnˇe/výstupn´ıch pin˚u, které jsou sd´ılené se vstupy/výstupy na cˇ ipu integrovaných výsˇe uvedených periferi´ı. Celková zat´ızˇ itelnost, tedy souˇcet vˇsech proud˚u pin˚u nesm´ı pˇresáhnout 100mA. • KBIx - tento modul umoˇznˇ uje aˇz 8 nezávislých extern´ıch pˇreruˇsen´ı z daných pin˚u. Mikrokontrolér obsahuje takové moduly dva, celkem tedy 16 extern´ıch pˇreruˇsen´ı s moˇznost´ı volby reakce na hrany signálu a s moˇznost´ı probuzen´ı procesoru z u´ sporných mód˚u • Podpora pro vývoj - zahrnuje Background debug controller (BDC) a On-chip debug module (DBG). BDC je jedno-vodiˇcové komunikaˇcn´ı rozhran´ı, slouˇz´ıc´ı k jednoduchému programovan´ı MCU a ladˇen´ı programu pˇri vývoji a podporuje pˇr´ıstupy do pamˇet´ı a tradiˇcn´ı lad´ıc´ı vlastnosti jako modifikace CPU registr˚u nebo breakpointy.

1.2

Mikrokontroléry Freescale s jádrem ColdFire V1

Jádra ColdFire vycház´ı ze starˇs´ı rodiny 68K, od které pˇrevzala a zredukovala instrukˇcn´ı sadu. Architektura jader je typu RISC a výpoˇcty se provád´ı v 32-bit sˇ´ırˇce, kdy vˇetˇsina instrukc´ı je dokonˇcena v jednom instrukˇcn´ım cyklu. RISC architektura u jader ColdFire vyuˇz´ıvá promˇenné délky instrukc´ı. Instrukce mohou být 16, 32 nebo 48 bit˚u dlouhé. D´ıky tomu jsou kladeny menˇs´ı nároky na pamˇet’ a systémové prostˇredky. ColdFire pˇredstavuje dobrý pomˇer mezi cenou a výkonem a je moˇzné k nˇemu integrovat mnoho pˇr´ıdavných periferi´ı a modul˚u, mimo jiné i jednotku pro práci v plovouc´ı desetinné cˇ a´ rce (FPU). Tato

13


jádra dokázˇ´ı spouˇstˇet i operaˇcn´ı systémy typu Linux cˇ i Windows CE d´ıky implementované jednotce pro správu pamˇeti. Verze ColdFire V1 pˇredstavuje vhodnou platformu pro pˇrechod z 8-bit platformy na 32-bitovou. Paradoxem je, zˇ e vzniklo zjednoduˇsen´ım jádra ColdFire V2. Tedy V1 je mladˇs´ı a vycház´ı z V2. ColdFire V1 dokázˇ e zpracovávat 32-bitová data a instrukce ovˇsem sbˇernice je 8-bitová a stejnˇe tak i periferie, cˇ´ımˇz se snaˇz´ı drˇzet zpˇetnou kompatibilitu na u´ rovni pin˚u a periferi´ı s mikrokontroléry ˇrady HCS08. Totoˇzné z˚ustaly i vývojové nástroje, coˇz výraznˇe zjednoduˇsuje vývoj aplikace i samotné programován´ı a ladˇen´ı. Jádro je schopné pracovat aˇz na 50 MHz, coˇz spoleˇcnˇe s architekturou RISC a zpracován´ım instrukc´ı v jednom cyklu pˇrinásˇ´ı výrazné zrychlen´ı (aˇz 12x) oproti HCS08. Architektura se drˇz´ı typu von Neumann a jádro je schopné adresovat 16 MB adresn´ıho prostoru, do kterého se poˇc´ıtá jak flash, tak SRAM, moduly cˇ i periférie.

1.2.1

Programátorský model ColdFire V1

Jádro obsahuje: • 16 universáln´ıch 32-bitových registr˚u pro práci s daty cˇ i adresován´ı. D0 - D7, které jsou uˇz´ıvány vˇetˇsinou pro data a A0 - A6, které mohou být uˇzity pro programové ukazatele, indexovac´ı registry nebo základn´ı adresn´ı registry. Samotná kapitola je registr A7 a k nˇemu pˇridruˇzený registr OTHER A7, které slouˇz´ı jako ukazatele na zásobn´ıky. • PC - 32-bitový programový cˇ´ıtaˇc • CCR - 8-bitový stavový registr, kde vyuˇzity jsou bity 4-0 X, N, Z, V, C • SR - 16-bitový status registr, který obsahuje registr CCR. Ten se nacház´ı ve spodn´ıch 8 bitech. Z horn´ıch 8 bit˚u jsou vyuˇzity pouze bity 15, 13, 12, 10-8. Kde význam jednotlivých bit˚u od nejvyˇssˇ´ıho je následuj´ıc´ı: – T - povolen´ı trasován´ı programu – S - pˇrep´ınán´ı módu uˇzivatel, správce – M - stav pˇreruˇsen´ı, tento bit je nulován vstupem do pˇreruˇsen´ı

14


– bity 10-8 - slouˇz´ı k definici priority aktuálnˇe volaného pˇreruˇsen´ı • VBR - je 32-bitový registr, který obsahuje adresu zaˇca´ tku vektor˚u výjimek. Spodn´ıch 20 bit˚u nen´ı implementováno. • CPUCR - 32-bitový registr slouˇz´ıc´ı pro nakonfigurován´ı speciáln´ıch vlastnost´ı jádra. Vyuˇzity jsou bity 31, 30, 29, 27 a 25.

1.2.2

Mikrokontrolér MCF51QE128

Spadá do rodiny Flexis QE128, do které patˇr´ı i výsˇe uvedený MC9S08QE128, s kterým je kompatibiln´ı na u´ rovni periféri´ı a pin˚u. Obsahuje výkonné 32-bitové jádro ColdFire V1, pracuj´ıc´ı aˇz na 50 MHz, které má implementovanou instrukˇcn´ı ˇradu revize C (ISA C) a podporuje aˇz 30 zˇ a´ dost´ı o pˇreruˇsen´ı od periféri´ı a 7 softwarových pˇreruˇsen´ı. Pro program je dostupných 128 kB pamˇeti flash a pro data 8 kB pamˇeti SRAM. Aby byl mikrokontrolér co nejv´ıce kompatibiln´ı s 8-bit HCS08 modely z ˇrady Flexis QE128, obsahuje vˇsechny vlastnosti tˇechto procesor˚u. Jediný podstatný rozd´ıl je tedy pouze v jádˇre. MCU má stejné moˇznosti u´ sporných mód˚u, ochranných obvod˚u jako je Watchdog cˇ i detekce poklesu napájec´ıho napˇet´ı, tak i moˇznost výbˇeru zdroj˚u hodinového kmitoˇctu. Mezi integrovanými periferiemi najdeme 24-kanálový analogovˇe cˇ´ıslicový pˇrevodn´ık, dva analogové komparátory, dvojici sériových rozhran´ı, dvˇe rozhran´ı typu SPI, 2x I2C sbˇernici, jeden 6-ti kanálový a dva tˇr´ı kanálové cˇ´ıtaˇce cˇ i napˇr´ıklad 8-bitový cˇ´ıtaˇc reálného cˇ asu RTC. Vˇsechny tyto periférie jsou shodné s tˇemi u mikrokontroléru MC9S08QE128 a jejich popis tedy nen´ı nutný.

1.3

Vývojový kit DEMOQE128

Je relativnˇe levný vývojový kit od firmy P&E Micro, která spolupracuje s Freescale. DEMOQE128 je vhodný vývojový prostˇredek pro ladˇen´ı a zjiˇst’ován´ı chován´ı aplikac´ı pˇri pˇrechodu z 8-bitového na 32-bitový mikrokontrolér cˇ i naopak, protoˇze obsahuje dva výsˇe popsané MCU MC9S08QE128 a MCF51QE128, které jsou um´ıstˇeny na redukc´ıch (viz pˇr´ıloha B.1) a jsou tedy na desce lehce zamˇenitelné. Kit se skládá z 4 vrstvé oboustranné desky ploˇsných spoj˚u s cˇ ernou nepájivou maskou a b´ılými cˇ i zlatými popisky.

15


Hlavn´ı lad´ıc´ı, komunikaˇcn´ı i programovac´ı rozhran´ı zabezpeˇcuje na desce integrovaný mikrokontrolér MC9S12UF32PUE. Komunikace s kitem prob´ıhá po USB rozhran´ı, po kterém je moˇzné celý kit i napájet. Moˇznosti napájen´ı kitu se jev´ı velmi zdaˇrilé, protoˇze lze jednoduchým pˇrep´ınán´ım propojek na desce urˇcit, zda bude kit napájen z USB nebo z extern´ıho adaptéru, pro který je na desce klasický konektor a nebo z dvojice cˇ lánk˚u typu AAA, na které obsahuje deska pouzdro. Napájen´ı z cˇ lánk˚u AAA ovˇsem pˇredstavuje znaˇcnˇe mˇekký zdroj, coˇz se projevilo pˇri pokusu napájet celý kit i s LCD ze dvou cˇ lánk˚u typu AAA Ni-MH 950 mA. Pokles napˇet´ı na cˇ lánc´ıch byl takový, zˇ e dodávané napˇet´ı nestaˇc´ı pro napájen´ı LCD. To se projevilo znaˇcným u´ bytkem kontrastu a jasu. Kit obsahuje následuj´ıc´ı periferie : • zdroj hodinového kmitoˇctu 32,768 KHz pro mikrokontrolér • 8 SMD LED, které jsou napojené na port PTC piny 0-5 a port PTE piny 6 a 7 • 4 tlaˇc´ıtka pˇripojené na port PTA piny 2, 3 a port PTD piny 2, 3 • jedno tlaˇc´ıtko RESET i s LED indikac´ı • 3D akcelerometr Freescale MMA7260, pˇripojený na port PTA, piny PTA7, PTA6, PTA1 a pin PTC7 z portu PTC • akustický piezomˇeniˇc pˇripojený na výstup PTB5 • potenciometr pˇripojený na vstup PTC6, kde se nacház´ı A/D pˇrevodn´ık • RS-232 sériové rozhran´ı, které je realizováno obvodem firmy MAXIM MAX3218 a vyvedeno na D-SUB 9 pinový konektor • 6 vývod˚u pro zaletován´ı klasického konektoru BDM, po kterém lze pak programovat cˇ i ladit pˇres klasický BDM programátor, debugger • Port s 40 vývody pro pˇripojen´ı dalˇs´ıch zaˇr´ızen´ı Vˇsechny uvedené periferie, které vyuˇz´ıvaj´ı urˇcitých pin˚u mikrokontroléru jako napˇr´ıklad 3D akcelerometr, lze jednoduˇse odpojit d´ıky na desce integrovaným propojkám. Pak lze tedy obsazené piny uvolnit a pouˇz´ıt jinak. Na uvedený port s 40 vývody byl v tomto

16


pˇr´ıpadˇe um´ıstˇen modul, který obsahuje barevný grafický TFT displej o uhlopˇr´ıcˇ ce 2,1" a rozliˇsen´ı 176x132 pixel˚u s moˇznost´ı zobrazen´ı aˇz 65536 barev (viz pˇr´ıloha B.2). Na modulu se dále nacház´ı 5 tlaˇc´ıtek a elektronika umoˇznˇ uj´ıc´ı napájen´ı modulu pˇr´ımo z napájec´ıho napˇet´ı 3 V od vývojového kitu.

1.4

Special Edition: CodeWarrior for Microcontrollers

K DEMOQE128 kitu je na DVD dodávána i nová verze vývojového softwaru CodeWarrior for Microcontrollers pro operaˇcn´ı systémy MS Windows. Jedná se o speciáln´ı verzi, která má v sobˇe zahrnutou podporu vˇsech procesor˚u ˇrady Flexis QE a moˇznost jednoduchého pˇrevodu projektu z 8 bitového mikroprocesoru na 32 bitový cˇ i naopak. To je moˇzné za pˇredpokladu, zˇ e jsou vˇsechny cˇ a´ sti projektu psány v programovac´ım jazyce C. Projekt tedy nesm´ı obsahovat cˇ a´ sti programu psané v Assembleru. CodeWarrior pak provede pˇrevod, vygeneruje hlásˇen´ı, co vˇse muselo být zmˇenˇeno, do projektu pˇridá patˇriˇcné knihovny pro daný procesor a vygeneruje také soubor s názvem exceptions.c, ve kterém je vygenerovaný kód pro ty cˇ a´ sti programu, ve kterých se 8 bitové MCU od 32 bitových výraznˇe liˇs´ı jako napˇr´ıklad zásobn´ık, vektory pˇreruˇsen´ı apod. Tato verze CodeWarrioru je dostupná volnˇe ke staˇzen´ı na stránkách firmy Freescale, kde lze naj´ıt aktuáln´ı verzi, jeˇz byla v dobˇe psan´ı této práce 6.3. Speciáln´ı edice s sebou ovˇsem nese i jistá omezen´ı v podobˇe maximáln´ı velikosti programu pro mikrokontroléry s jádrem HCS08 na 32 kB a u ColdFire V1 na 64 kB a dále v nedostupnosti nˇekterých lad´ıc´ıch modul˚u. Ovladaˇce pro vývojový modul DEMOQE128 jsou pˇr´ımo souˇca´ st´ı instalace. Kit staˇc´ı pˇripojit k PC pˇres USB rozhran´ı a ihned dojde k instalaci patˇriˇcných ovladaˇcu˚ . Problém m˚uzˇ e nastat pouze ve spojen´ı s 64 bit verzemi operaˇcn´ıch systém˚u MS Windows, kde je problematická jak instalace softwaru CodeWarrior, tak nedostupnost ovladaˇcu˚ pro kit DEMOQE128.

1.4.1

Vytvoˇren´ı projektu

Prostˇred´ı bohuˇzel nen´ı lokalizováno do cˇ eského jazyka, ale pro pr˚umˇerného programátora to nepˇrinásˇ´ı zˇ a´ dné vˇetˇs´ı komplikace. Po spuˇstˇen´ı CodeWarrioru se zobraz´ı startovac´ı dialog, který lze zvolit i v menu File. V tomto dialogu lze vybrat moˇznosti otevˇren´ı cˇ i

17


vytvoˇren´ı projektu. Po výbˇeru vytvoˇren´ı projektu se uˇzivateli zobraz´ı výbˇerové okno s moˇznost´ı specifikace typu mikrokontroléru a vývojového zaˇr´ızen´ı popˇr´ıpadˇe simulátoru. Pak následuj´ı dalˇs´ı volby, které specifikuj´ı vyuˇzit´ı napˇr´ıklad plovouc´ı aritmetiky cˇ i zda má být kód lehce laditelný cˇ i radˇeji lépe optimalizovaný pˇrekladaˇcem. Tyto volby nejsou pro poˇca´ teˇcn´ı projekt d˚uleˇzité, jejich výchoz´ı nastaven´ı je vyhovuj´ıc´ı a tak je dále nebudu rozeb´ırat. CodeWarrior do projektu automaticky zahrne knihovnu definic port˚u, registr˚u apod. daného mikrokontroléru, vygeneruje startovac´ı kód a zdrojové soubory hw výjimek a jejich tabulky adres jako napˇr´ıklad výjimky a jiné. Tyto soubory nen´ı tˇreba nijak upravovat. Mezi soubory linkeru stoj´ı za povˇsimnut´ı Project.abs.xMAP, ve kterém se daj´ı dohledat adresy promˇenných v SRAM i adresy programu a konstant ve FLASH. Tento soubor je výbornou pom˚uckou pro kontrolu práce kompilátoru a linkeru zejména pˇri práci s grafickými objekty, jejichˇz datové typy jsou ukládány pˇrednostnˇe do FLASH z d˚uvodu u´ spory pamˇeti SRAM. V projektu se dále nacház´ı adresáˇr Sources, kde je hlavn´ı soubor main.c. Uˇzivatel si sem m˚uzˇ e pˇridat i dalˇs´ı zdrojové soubory. Stejnˇe tak si m˚uzˇ e vytvoˇrit dalˇs´ı sloˇzky do stromu projektu. Soubor main.c obsahuje funkci void main(void), která je vykonána po spuˇstˇen´ı mikrokontroléru. Tato funkce nesm´ı nikdy skonˇcit. Vˇetˇsinou se zde nacház´ı CodeWarriorem vytvoˇrený nˇejaký nekoneˇcný cyklus, který toto zabezpeˇc´ı. Do této funkce programátor vkládá sv˚uj vlastn´ı kód, který se má vykonávat. Pro bˇeh na zvoleném mikrokontroléru je také tˇreba vykonat vlastn´ı inicializaci MCU. To lze provést dvˇema zp˚usoby. Jedna z moˇznost´ı je vytvoˇrit ruˇcnˇe inicializaci za pomoci referenˇcn´ıho manuálu. Druhá moˇznost je vyuˇzit´ı aplikace Procesor Expert, která je souˇca´ st´ı prostˇred´ı CodeWarrior. Inicializaci lze spustit volbou Device Initialization, která se nacház´ı v horn´ım menu. Zde lze pohodlnˇe zvolit pod poloˇzkou CPU patˇriˇcnou frekvenci jádra a sbˇernice. Pro maximáln´ı výkon jsem volil frekvenci jádra 60 MHz a frekvenci sbˇernice 15 MHz. Frekvence je vytvoˇrena za pomoc´ı na chipu integrovaného oscilátoru 32768 Hz, jehoˇz frekvence je násobena 1824x pro dosaˇzen´ı 60 MHz. Pˇresné nastaven´ı je patrné z obr. 1.2. Je zaj´ımavé, zˇ e lze dosáhnout nastaven´ı takové frekvence, i kdyˇz je v referenˇcn´ım manuálu k procesoru uvádˇena maximáln´ı hodnota 50 MHz. Procesor Expert vˇsak nehlás´ı zˇ a´ dné varován´ı a procesor bezchybnˇe pracuje i na 60 MHz.

18


Obrázek 1.2: Inicializace taktu MCU

Po dokonˇcen´ı u´ prav a uloˇzen´ı konfigurace nab´ıdne Procesor Expert vygenerován´ı kódu, který je moˇzno bud’ pˇr´ımo vloˇzit do projektu automaticky, nebo pouze vygenerovat inicializaˇcn´ı soubory a uˇzivatel si sám zvol´ı, jak s vygenerovaným kódem naloˇz´ı. Zvolil jsem druhou moˇznost a z vygenerovaných soubor˚u zkop´ıroval pouze funkci void MCU init(void) do souboru hw init.c. Tato je pak volána ve funkci void main(void) jako inicializaˇcn´ı. Zaloˇzen´ı projektu a inicializace MCU je t´ımto kompletn´ı.

19


2

KNIHOVNA D4D FREESCALE

2.1 2.1.1

Charakteristika Popis

Knihovna D4D je grafická knihovna, psaná v programovac´ım jazyce C. Implementuje podporu zobrazován´ı na grafických LCD displej´ıch pro mikrokontroléry Freescale s ohledem na u´ sporu datové pamˇeti SRAM. Umoˇznˇ uje generován´ı uˇzivatelských menu, grafiky, obrázk˚u cˇ i textu a jejich zobrazen´ı. Knihovna také plnˇe podporuje funkce LCD displej˚u s implementovaným dotykovým rozhran´ım. Mezi základn´ı vlastnosti patˇr´ı [6]: • Podpora grafických LCD displej˚u r˚uzných rozmˇer˚u • Relativnˇe malá spotˇreba pamˇeti SRAM • Multiplatformnost - kód vytvoˇren univerzálnˇe pro co nejjednoduˇssˇ´ı pˇrechod mezi r˚uznými platformami • Objektový styl knihovny • Pˇrizp˚usobitelné rozmˇery ploch, pozic a nadpis˚u ploch na zp˚usob oken podobných z klasických uˇzivatelských prostˇred´ı operaˇcn´ıch systém˚u • Podpora dotykových displej˚u • Podpora r˚uzných styl˚u p´ısem • Rozhran´ı pro pˇredáván´ı kláves • Objekty: – Button - tlaˇc´ıtko – Check Box - zaˇskrtávac´ı ploˇska – Gauge - grafický analogový zobrazovaˇc u´ rovnˇe na zp˚usob analogové ruˇckové mˇeˇric´ı jednotky

20


– Icon - zobrazován´ı icon a animac´ı – Label - objekt pro zobrazen´ı textu v prostoru – Menu - objekt pro vytváˇren´ı jednoduchých menu nab´ıdek – Picture - umoˇznˇ uje vkládán´ı obrazk˚u – Slider - grafický posuvn´ık pro nastavován´ı hodnoty – Graph - umoˇznˇ uje vytvoˇrit jednoduchý graf

2.2

Soubory knihovny D4D

Soubory jsou uspoˇra´ dány do cˇ tyˇr skupin a konfiguraˇcn´ıch uˇzivatelských soubor˚u.

2.2.1

Common Files

Tato skupina obsahuje základn´ı vˇseobecnˇe uˇz´ıvané soubory knihovny D4D. M˚uzˇ eme zde nalézt hlaviˇckový soubor d4d.h, který se uˇz´ıvá pro pˇridán´ı knihovny D4D do naˇseho projektu. Do projektu zahrne vˇsechny cˇ a´ sti knihovny a zprostˇredkovává uˇzivateli vˇsechny dostupné prototypy funkc´ı. Privátn´ı prototypy funkc´ı, které slouˇz´ı pouze pro intern´ı uˇzit´ı uvnitˇr knihovny se nacház´ı v d4d private.h. Definice vlastn´ıch typ˚u promˇenných se nacház´ı v souboru d4d types.h. V této skupinˇe se dále nacház´ı d4d lldapi.h, který zprostˇredkovává aplikaˇcn´ı rozhran´ı pro n´ızkoúrovˇnové ovladaˇce, d4d base, kde najdeme funkce pro práci s grafickými objekty, soubory d4d font, které implementuj´ı p´ısmo a funkce pro práci s p´ısmem. Soubory d4d low pak obsahuj´ı vˇsechny základn´ı vykreslovac´ı funkce a funkce pro práci s dotykovým displejem. Je to vrstva pro pˇrechod mezi low a high level ovladaˇci displeje. Pro matematické funkce byly vytvoˇreny soubory d4d math. Matematické funkce jsou potˇrebné pˇri vykreslován´ı nˇekterých objekt˚u. Posledn´ı dvˇe skupiny soubor˚u jsou d4d scheme, zde se nacház´ı funkce pro práci s barevnými schématy objekt˚u nebo ploch a soubory d4d object, kde jsou funkce pro správu objekt˚u.

2.2.2

Configuration example

Obsahuje sˇablonu konfiguraˇcn´ıho souboru, který si mus´ı uˇzivatel nakonfigurovat a pˇrenést do svého projektu jako d4d user cfg.h. Dále m˚uzˇ e obsahovat konfiguraˇcn´ı soubory pro

21


práci s r˚uznými typy podporovaných LCD displej˚u.

2.2.3

Graphic Objects

Zde se nacház´ı kód implementuj´ıc´ı vˇsechny grafické objekty, které se zobrazuj´ı na displeji. Kaˇzdý grafický objekt má vlastn´ı hlaviˇckový (*.h) a zdrojový soubor (*.c) pojmenovaný jako d4d jmeno-objektu.* napˇr´ıklad d4d button.h a d4d button.c.

2.2.4

Low level drivers

Tato skupina obsahuje hardwarovˇe závislé n´ızkoúrovˇnové ovladaˇce grafických LCD displej˚u a dotykových displej˚u. Skupina je rozdˇelena do dvou podskupin. V jedné se nacház´ı ovladaˇce pro podporované klasické LCD displeje, mezi které patˇr´ı d3000TFT2 displej od firmy display3000, který je speciálnˇe urˇcen pro dodaný vývojový kit DEMOQE128. Dále je zahrnuta podpora displej˚u s ˇradiˇci SSD1289 a FSA506. Do druhé podskupiny spadaj´ı podporované dotykové displeje. Implementována je podpora pro resistivn´ı dotykové panely, tedy panely které maj´ı analogové rozhran´ı dotykové plochy. A panely, které maj´ı rozhran´ı SPI a ˇradiˇc TSC2046.

2.3

Aplikaˇcn´ı rozhran´ı

Zprostˇredkuje základn´ı funkce pro vytváˇren´ı, zmˇeny a manipulován´ı s objekty a plochami.

2.3.1

Typy promˇenných

Knihovna D4D pouˇz´ıvá pro svou potˇrebu mnoho nadefinovaných typ˚u promˇenných, které m˚uzˇ e vyuˇz´ıt i uˇzivatel ve svém kódu. Z typ˚u promˇenných bych rád uvedl ty, které se cˇ asto vyuˇz´ıvaj´ı ve vlastn´ım zdrojovém kódu grafických objekt˚u. • D4D COOR - koordinaˇcn´ı datový typ, mˇel by být vˇetˇs´ı neˇz rozliˇsen´ı delˇs´ı strany LCD. Lze pozmˇenit v uˇzivatelském konfiguraˇcn´ım souboru. • D4D POINT - struktura která obsahuje dvˇe promˇenné typu D4D COOR x,y. • D4D COLOR - typ uˇz´ıvaný pro definice barev.

22


• D4D KEYS - typ pro promˇenné tlaˇc´ıtek. Lze zmˇenit v uˇzivatelském konfiguraˇcn´ım souboru. • D4D OBJECT - typ pro definován´ı grafických objekt˚u. Je to rozsáhlá struktura. • D4D SCREEN - typ pro definován´ı zobrazovaných ploch. Jedná se o rozsáhlou strukturu, která obsahuje ukazatel na pole vˇsech definovaných grafických objekt˚u, uˇzitých na dané ploˇse a také ukazatele na nezbytné uˇzivatelské zpˇetnˇe volané funkce. • D4D OBJECT DRAWFLAGS - definuje typ pro pevné pˇr´ıznaky objekt˚u, které jsou pro uˇzivatele dostupné pˇres D4D MESSAGE s indexem D4D MSG DRAW. • D4D MSGID - typ definuj´ıc´ı seznam vˇsech moˇzných D4D MESSAGE index˚u. • D4D MESSAGE - definice typu pro systémové zprávy. Zprávy obsahuj´ı informace o m´ıstech, kde se nacház´ı daná zobrazovaná plocha a objekty. • D4D FONT - definice typu pro index p´ısma. • D4D TEXTBUFF - datový typ struktury obsahuj´ıc´ı ukazatel na datové pole p´ısma, vlastn´ı hodnotu velikosti pole a také typ p´ısma.

2.3.2

Pˇreddefinované hodnoty

Knihovna obsahuje velké mnoˇzstv´ı pˇreddefinovaných hodnot, které maj´ı mnoho vyuˇzit´ı. Za zm´ınku stoj´ı napˇr´ıklad hodnoty výrokové logiky pravda/nepravda, které jsou zastoupeny D4D TRUE D4D FALSE, nebo hodnoty definuj´ıc´ı styly kresl´ıc´ıch cˇ ar, z nichˇz je napˇr´ıklad hojnˇe uˇz´ıvaná cˇ a´ ra typu D4D LINE THIN. Z hlediska návrhu grafických objekt˚u jsou d˚uleˇzité definice tzv. systémových pˇr´ıznak˚u objektu: • D4D OBJECT F VISIBLE - objekt bude viditelný na dané ploˇse. • D4D OBJECT F ENABLED - objekt bude po inicializaci povolen, tzn. nen´ı vykreslen ve stupn´ıch sˇedi. • D4D OBJECT F TABSTOP - objekt m˚uzˇ e být zamˇeˇren.

23


• D4D OBJECT F TOUCHENABLE - povolen´ı schopnost´ı objektu pro dotykové displeje. • D4D OBJECT F FASTTOUCH - tuto vlastnost lze pouˇz´ıt jen u nˇekterých objekt˚u jako napˇr´ıklad tlaˇc´ıtko, label, check box. Jde vlastnost kdy jeden dotek vyvolá zamˇeˇren´ı a proveden´ı dané akce. • D4D OBJECT F TRANSP TEXT - text objektu je vykreslen transparentnˇe, to znamená bez barvy pozad´ı. • D4D OBJECT F FOCUSRECT - objekt ohraniˇcuje vnˇejˇs´ı obdeln´ık, mˇen´ıc´ı barvu podle toho, zda je objekt zamˇeˇren.

2.3.3

Barevná schémata

Vˇsechny objekty a plochy pouˇz´ıvaj´ı barevná schémata a to tak, zˇ e kaˇzdý objekt stejného typu má stejné barevné schéma, ale je tu i moˇznost definice vlastn´ıho schématu pro kaˇzdý objekt cˇ i skupinu objekt˚u. Pro definici barevného schématu obsahuje knihovna makro D4D DECLARE CLR SCHEME, které má velký poˇcet parametr˚u. Jeho parametry jsou mimo jiné barvy cˇ a´ st´ı grafických objekt˚u jako napˇr´ıklad pozad´ı check box objektu. Pˇri vytvoˇren´ı nového typu objektu bude tedy nutné upravit i toto makro za pˇredpokladu, zˇ e bude objekt potˇrebovat nˇejakou specifickou barvu pro svou urˇcitou cˇ a´ st. Pro práci s barevnými schématy obsahuje knihovna nˇekolik funkc´ı, ze kterých se zejména tyto cˇ asto vyuˇz´ıvaj´ı pˇri implementaci objekt˚u: • D4D CLR SCHEME* D4D ObjectGetScheme(D4D OBJECT * pObj); - vrac´ı ukazatel na dané barevné schéma, které objekt urˇcený ukazatelem pObj vyuˇz´ıvá. • D4D COLOR D4D ObjectGetForeColor(D4D OBJECT * pObj, D4D OBJECT DRAWFLAGS draw); - vstupn´ımi parametry jsou ukazatel na graficq-ký objekt a struktura, která specifikuje stav objektu jako napˇr´ıklad zamˇeˇren´ı (focus), zachytáván´ı kláves (capture) apod. Funkce navrac´ı barvu popˇred´ı objektu. • D4D COLOR D4D ObjectGetBckgColor(D4D OBJECT * pObj, D4D OBJECT DRAWFLAGS draw); - funkce podobná pˇredchoz´ı, s t´ım rozd´ılem, zˇ e navrac´ı barvu pozad´ı objektu.

24


• D4D COLOR D4D ObjectGetForeFillColor(D4D OBJECT * pObj); - funkce podobná pˇredchoz´ım s rozd´ılem, zˇ e netestuje aktuáln´ı stav objektu (napˇr. objekt zvýraznˇen). Tedy pokud je objekt zakázán, vrac´ı barvu popˇred´ı zakázaného objektu, jinak vrac´ı klasickou barvu popˇred´ı. • D4D COLOR D4D ObjectGetBckgFillColor(D4D OBJECT * pObj); - funkce obdobná pˇredchoz´ı. Vrac´ı ovˇsem barvu pozad´ı.

2.3.4

P´ısma

Knihovna umoˇznˇ uje uˇzit´ı v´ıce typ˚u p´ısma v uˇzivatelské aplikaci. P´ısma uˇz´ıvaná v aplikaci jsou specifikovaná v tabulce p´ısma, která se vytváˇr´ı pomoc´ı tˇr´ı maker: • D4D DECLARE FONT TABLE BEGIN - makro definuj´ıc´ı hlaviˇcku pole p´ısma. • D4D DECLARE FONT TABLE(fontId, font info, xScale, yScale) - toto makro m˚uzˇ e být uˇzito v´ıcekrát za sebou. Slouˇz´ı k vytvoˇren´ı seznamu pouˇzitého p´ısma. • D4D DECLARE FONT TABLE END - toto makro uzav´ırá definici pole p´ısem. Pro grafické objekty je cˇ asto potˇreba zjistit sˇ´ıˇrku cˇ i výsˇku p´ısma napˇr´ıklad z d˚uvodu rozmˇer˚u objektu, proto byly implementovány i tyto funkce: • D4D FONT SIZES D4D GetFontSize(D4D FONT ix) vrac´ı velikost p´ısma zadaného pˇredaným indexem p´ısma. • D4D FONT SIZE D4D GetFontHeight(D4D FONT ix) vrac´ı výsˇku p´ısma zadaného pˇredávaným indexem. • D4D FONT SIZE D4D GetFontWidth(D4D FONT ix) vrac´ı sˇ´ıˇrku p´ısma. • D4D FONT TYPE* D4D GetFont(D4D FONT ix) vrac´ı ukazatel na datovou strukturu daného p´ısma.

2.3.5

D4D Screen

Plochy D4D SCREEN tvoˇr´ı základn´ı strukturu, ponˇevadˇz celá aplikace je rozdˇelena na jednotlivé plochy, které obsahuj´ı grafické objekty. Uˇzivatel by mˇel vytvoˇrit vlastn´ı zdrojový soubor pro kaˇzdou plochu zvlásˇt’. Pro snadnou organizaci dokázˇ e knihovna uchovávat

25


historii ploch a tedy i snadný pˇrechod kupˇredu a zpˇet mezi plochami. Plochy mohou být pouˇzity i jako okna, tedy m´ıt menˇs´ı velikost, neˇz je velikost plochy LCD displeje. Lze je doplnit i o titulek a um´ıstit je kdekoliv na displej. Vzhledovˇe pak vypadaj´ı jako klasická oznamovac´ı okna známá napˇr´ıklad z operaˇcn´ıch systém˚u osobn´ıch poˇc´ıtaˇcu˚ . Pro tvorbu ploch obsahuje knihovna makra, která se staraj´ı o vytvoˇren´ı plochy a vloˇzen´ı objekt˚u na danou plochu. Pro práci s plochami je implementováno nˇekolik funkc´ı: • D4D SCREEN* D4D GetActiveScreen(void); - vrac´ı ukazatel na aktivn´ı plochu. • void D4D ActivateScreen(D4D SCREEN* pNewScreen, Byte bReplaceCurrent); funkce aktivuje novou plochu specifikovanou ukazatelem na plochu pNewScreen. Druhý parametr urˇcuje zda se má v zásobn´ıku historie ploch nahradit pˇredeˇslá plocha touto novou. Hodnota m˚uzˇ e nabývat pouze D4D TRUE cˇ i D4D FALSE. • void D4D EscapeScreen(void); - funkce ukonˇc´ı danou aktivn´ı plochu a vrát´ı se k pˇredchoz´ı ploˇse. • void D4D InvalidateScreen(D4D SCREEN* pScreen, Byte bComplete); - funkce slouˇz´ı k pˇrekreslen´ı celé plochy. • void D4D EnableScrTouchScreen(const D4D SCREEN* pScr, Byte bEnable); funkce povoluje schopnosti ovládán´ı na dotykových panelech pro danou plochu. Knihovna má i nˇekolik pˇreddefinovaných konstant pro práci s plochami jako barvy cˇ i rozmˇery nˇekterých prvk˚u, jejichˇz definice mi pˇripadne zbyteˇcné uvádˇet. Vˇsechny tyto konstanty lze editovat v uˇzivatelském konfiguraˇcn´ım souboru, který knihovna obsahuje.

2.3.6

Grafické objekty

Knihovna obsahuje 9 druh˚u grafických objekt˚u, pro které muselo být implementováno nˇekolik spoleˇcných funkc´ı pro jejich ovládán´ı. • void D4D EnableTabStop(D4D OBJECT PTR pObj, Byte bEnable) - funkce nastavuje tab stop vlastnost objektu. Pokud je povolena, objekt m˚uzˇ e být oznaˇcen.

26


• void D4D EnableObject(D4D OBJECT PTR pObj, Byte bEnable); - nastavuje vlastnost Enabled u grafických objekt˚u. Pokud je objekt zakázán, pak je zaˇsedlý a ignoruje vˇsechny interakce od uˇzivatele. • void D4D EnableTouchScreen(D4D OBJECT PTR pObj, Byte bEnable, Byte bFastTouch); - povoluje dotykové moˇznosti u daného objektu. • void D4D ShowObject(D4D OBJECT* pObject, Byte bShow); - nastavuje vlastnost Show, která pokud je povolena, tak je objekt viditelný na ploˇse. • D4D OBJECT PTR D4D GetFocusedObject(D4D SCREEN* pScreen); - vrac´ı ukazatel na objekt, který je momentálnˇe zamˇeˇren na dané ploˇse. • void D4D FocusSet(D4D SCREEN* pScreen, D4D OBJECT PTR pObject); - funkce nastavuje Focus (zamˇeˇren´ı) pro daný objekt pˇredávaný ukazatelem na objekt pObject, objekt se nacház´ı na ploˇse pˇredávané ukazatelem pScreen. Focus nebude nastaven, pokud nemá objekt povolenu vlastnost Tab stop. • void D4D InvalidateObject(D4D OBJECT* pObject, Byte bComplete); - funkce nastav´ı patˇriˇcné bity objektu a ten je pak pˇrekreslen. Druhý parametr bComplete urˇcuje zda má být objekt kompletnˇe pˇrekreslen. Vˇetˇsina objekt˚u nen´ı automaticky pˇrekreslována kompletnˇe, ale pouze ty cˇ a´ sti, které mohly být zmˇenˇeny. Jako napˇr´ıklad text, který uˇzivatel edituje. • void* D4D GetUserPointer(D4D OBJECT *pThis); - vrac´ı uˇzivatelský ukazatel na vybraný objekt pˇredávaný vstupn´ım parametrem. Kaˇzdý objekt obsahuje uˇzivatelský ukazatel typu void, který m˚uzˇ e být uˇzit uˇzivatelem pro libovolnou funkci. Pˇresný popis a vlastnosti jednotlivých objekt˚u, které jiˇz knihovna obsahuje lze nalézt v dokumentaci knihovny [6]. Zde jen nast´ın´ım jejich vyuˇzit´ı a základn´ı vlasnosti. D4D BUTTON Implementován pro uˇzit´ı jako klasické tlaˇc´ıtko s moˇznostmi libovolné pozice na ploˇse i libovolné velikosti a pozice textu, který m˚uzˇ e být mˇenˇen i za bˇehu aplikace. U textu je moˇzné nastavit i pr˚uhlednost pozad´ı.Pro akci pˇri stisknut´ı tlaˇc´ıtka m˚uzˇ e být definována uˇzivatelem funkce, která se pak bude automaticky volat.

27


D4D CHECKBOX Jedná se o klasické zaˇskrtávac´ı tlaˇc´ıtko, známé z aplikac´ı na PC.Také um´ı vyuˇz´ıvat bitmapy pro své stavy. Text m˚uzˇ e být transparentn´ı a mˇenˇen i za bˇehu programu. Moˇznosti jsou tedy obdobné jako u tlaˇc´ıtka. D4D GAUGE Provád´ı zobrazen´ı numerické hodnoty pomoc´ı analogové stupnice s ruˇckovým ukazatelem hodnoty. Objekt m˚uzˇ e m´ıt libovolnou pozici, velikost, barvy i pozice textu.Lze nastavit rozsah stupnice a pˇri zmˇenˇe hodnoty lze volat uˇzivatelskou funkci. D4D PICTURE Tento objekt umoˇznˇ uje zobrazit na displeji obrázek v podobˇe bitmapy, kterou lze um´ıstit na libovolnou pozici na ploˇse displeje. D4D ICON Pomoc´ı tohoto objektu lze vytváˇret jednoduché animace za pouˇzit´ı pole bitmapových obrázk˚u. Animace se samozˇrejmˇe mohou nacházet kdekoliv na ploˇse, umoˇznˇ uj´ı doplnit i text, který m˚uzˇ e být transparentn´ı. D4D SLIDER Posuvn´ık umoˇznˇ uje nastavovat danou hodnotu graficky pomoc´ı zvˇetˇsen´ı cˇ i zmenˇsen´ı sloupce. Objekt má vlastnosti podobné s pˇredchoz´ımi objekty. Nav´ıc je tu funkce kˇr´ızˇ en´ı barev od minimáln´ıch po maximáln´ı hodnoty zobrazované sloupcem. Napˇr´ıklad zelené od minima postupnˇe se mˇen´ıc´ı do cˇ ervené u maxima. D4D MENU Jedná se o objekt realizuj´ıc´ı klasická menu, která mohou m´ıt jak tituln´ı nadpis tak postrann´ı posuvn´ık. Ostatn´ı vlastnosti jsou obdobné jako u pˇredeˇslých objekt˚u. Titulek i kaˇzdá poloˇzka menu m˚uzˇ e m´ıt svou vlastn´ı ikonku.

28


D4D LABEL Objekt vykresluj´ıc´ı textové popisky, které mohou m´ıt libovolnou pozici na obrazovce. Text v daném Labelu m˚uzˇ e být zarovnán doleva, doprava cˇ i na stˇred. Objekt umoˇznˇ uje pr˚uhlednost textu, tak i jeho zmˇeny za bˇehu programu. D4D GRAPH Posledn´ı z popisovaných objekt˚u knihovny implementuje podporu pro zobrazován´ı graf˚u, které mohou m´ıt volitelnou mˇr´ızˇ ku v obou osách. V jednom grafu lze zobrazit i nˇekolik pr˚ubˇeh˚u, kde kaˇzdý m˚uzˇ e m´ıt jinou barvu. Nechyb´ı ani popisky os cˇ i moˇznost zobrazen´ı nadpisu u grafu.

2.4

Struktura grafických objektu˚

Pˇred vlastn´ım popisem implementace navrhovaných objekt˚u bych rád pˇribl´ızˇ il strukturu zdrojových soubor˚u grafických objekt˚u a zp˚usob, jakým knihovna s objekty pracuje. Tyto poznatky byly zjiˇstˇeny postupným studiem zdrojových soubor˚u objektového rozhran´ı knihovny a studiem jiˇz implementovaných objekt˚u. Objekty jsou staticky vytváˇreny. To znamená, zˇ e musej´ı být vytvoˇreny pomoc´ı maker pˇred kompilac´ı. To s sebou nese jistá omezen´ı, ale i výhody. Je zˇrejmé, zˇ e nelze dynamicky vytvoˇrit grafický objekt za bˇehu programu. To lze povaˇzovat za urˇcitou nevýhodu. Velkou výhodou statického vytváˇren´ı objekt˚u je moˇznost ukládat je ve strukturách, které mohou být uloˇzeny v pamˇeti programu. To je pro aplikace s mikrokontroléry výhodné, protoˇze právˇe velikost pamˇeti SRAM zde bývá znaˇcnˇe omezena. Podobnˇe staticky jsou vytváˇreny i plochy neboli obrazovky s objekty, tedy nelze vytvoˇrit novou obrazovku pˇri bˇehu programu. Kaˇzdému grafickému objektu náleˇz´ı dva soubory. Prvn´ı je hlaviˇckový, kde jsou definovány datové typy objektu, deklarace funkc´ı aplikaˇcn´ıho rozhran´ı objekt˚u a pak také vlastn´ı makra pro vytvoˇren´ı objekt˚u 2.1.

29


Pˇr´ıklad 2.1: Makro pro vytvoˇren´ı objektu #define D4D DECLARE PROGRESSB(name, x, y, cx, cy, flags, pScheme, fontId, pUser, pOnUsrMsg) \ static D4D PROGRESSB DATA name## data = { 0, D4D TRUE}; \ static const D4D PROGRESSB name## params = \ {\ { x, y }, \ { cx, cy }, \ fontId , \ &(name## data)\ }; \ \ D4D DECLARE OBJECT(name, D4D ProgressbOnMessage, pOnUsrMsg, D4D ProgressbCheckCoordinates, &(name ## params), flags, pUser, pScheme)

Z pˇr´ıkladu makra pro vytvoˇren´ı objektu 2.1 je patrná struktura dat grafických objekt˚u, kde parametry objektu, které jsou konstantn´ı, jsou uloˇzeny ve strukturˇe um´ıstˇené v pamˇeti programu, zat´ımco klasické promˇenné jako indexy pole apod. jsou uloˇzeny ve vlastn´ı struktuˇre, um´ıstˇené v pamˇeti SRAM. Názvy tˇechto struktur objektu jsou vytvoˇreny pomoc´ı preprocesoru ze vstupn´ıho parametru name. Kaˇzdý grafický objekt tedy mus´ı m´ıt sv˚uj unikátn´ı název, aby nedoˇslo k problém˚um s názvy struktur. Parametry makra jsou napˇr´ıklad velikost a pozice objektu na obrazovce, typ p´ısma apod., kterými se inicializuje struktura v pamˇeti programu. Z dalˇs´ıch parametr˚u, které mus´ı makro obsahovat jsou hodnoty pˇredávané knihovnˇe pˇres makro D4D DECLARE OBJECT, které deklaruje vlastn´ı objekt pro objektové rozhran´ı knihovny. D´ıky tomuto makru knihovna zná potˇrebné u´ daje pro vytvoˇren´ı objektu. D4D DECLARE OBJECT poˇzaduje tyto vstupn´ı parametry: 1. name - jméno objektu 2. onsysmsg - funkce objektu, které má knihovna pˇredávat systémové zprávy (poˇzadavek pˇrekreslen´ı, klávesy, apod.) 3. onusrmsg - ukazatel na uˇzivatelskou funkci, který uˇzivatel m˚uzˇ e pˇredat. Pak jsou systémové zprávy zas´ılány i této funkci. 4. chckcoor - funkce objektu, kterou knihovna volá pro ovˇeˇren´ı pozice a rozmˇer˚u objektu v˚ucˇ i obrazovce. 5. param - ukazatel, kterému mus´ı být pˇredaná adresa struktury statických parametr˚u objektu, uloˇzených v pamˇeti programu.

30


6. initFlags - hodnota inicializaˇcn´ıch pˇr´ıznak˚u objektu. 7. usrPointer - m˚uzˇ e být definován uˇzivatelský ukazatel, který m˚uzˇ e uˇzivatel libovolnˇe vyuˇz´ıt. 8. pScheme - zde mus´ı být pˇredána adresa barevného schématu, které má daný objekt pouˇz´ıvat. Pokud je pˇredána hodnota adresy NULL, pak je uˇzito výchoz´ı schéma knihovny. Druhý (zdrojový) soubor pak obsahuje definice funkc´ı daného grafického objektu. Pro lepˇs´ı pˇrehlednost byly stanoveny urˇcitá názvoslov´ı základn´ıch funkc´ı, které se vyskytuj´ı u kaˇzdého objektu. Hlaviˇcky tˇechto funkc´ı a jejich význam, kde Xx v názvu je vˇzdy nahrazen jménem daného objektu (napˇr´ıklad Textbox): • static void D4D XxValue2Coor(D4D OBJECT* pThis) - pomocná funkce, která slouˇz´ı k výpoˇctu r˚uzných hodnot, potˇrebných pro vykreslen´ı. Vypoˇctené hodnoty jsou uloˇzeny do 32B bufferu knihovny, který je vyuˇz´ıván vˇsemi objekty. Data tedy nejsou stálá a funkce je volána napˇr´ıklad vˇzdy pˇred vlastn´ım pˇrekreslen´ım objektu. • static void D4D XxOnDraw(D4D MESSAGE* pMsg) - vykreslovac´ı funkce • Byte D4D XxCheckCoordinates(D4D OBJECT* pThis, D4D POINT point) - funkce pro rozhran´ı knihovny. Testuje zda pˇredaná souˇradnice bodu náleˇz´ı danému objektu. • void D4D XxOnKeyDown(D4D MESSAGE* pMsg) - funkce zpracovávaj´ıc´ı stisknuté klavesy. • void D4D XxOnMessage(D4D MESSAGE* pMsg) - funkce volaná knihovnou. Dostává zprávy od knihovny a na jejich základˇe volá patˇriˇcné výsˇe uvedené funkce.

2.4.1

Volán´ı grafických objektu˚

Knihovna pˇredává kaˇzdému grafickému objektu patˇriˇcnou zprávu, která udává, co je od objektu poˇzadováno. Zpráva je vlastnˇe sloˇzitá struktura, která s sebou nese mnoho informac´ı a parametr˚u. Na základˇe nich objekt v´ı co má vykonat. Tato zpráva je zpracována funkc´ı objektu D4D XxOnMessage, která dle pˇrijaté zprávy volá dalˇs´ı funkce.

31


Tˇemto volaným funkc´ım je zpráva pˇredána také, protoˇze kaˇzdá zpráva obsahuje kromˇe identifikaˇcn´ıho cˇ´ısla zprávy i ukazatel na daný objekt, ukazatel na danou plochu, hodnotu stisknuté klávesy cˇ i pˇr´ıznaky pro vykreslován´ı objektu. Zjednoduˇsený princip funkce volán´ı objekt˚u ukazuje obrázek 2.1.

Obrázek 2.1: Blokové schéma volán´ı objekt˚u

2.5

˚ zité vlastnosti objektového rozhran´ı knihovny Duleˇ

Zde bych se rád vˇenoval nˇekterým d˚uleˇzitým vlastnostem knihovny, na které je potˇreba brát zˇretel pˇri implementaci objekt˚u.

32


2.5.1

Pˇredáván´ı stisknutých kláves

Knihovna má implementované rozhran´ı pro zachytáván´ı a pˇredáván´ı kláves objekt˚um. Stisknuté klávesy jsou pˇredávány knihovnˇe pomoc´ı funkce D4D KeysChanged. Výchoz´ı datový typ kláves je Byte. To znamená, zˇ e maximáln´ı hodnota klávesy m˚uzˇ e být cˇ´ıslo 255. Této funkci se pˇredávaj´ı hodnoty stisknutých kláves, pro jejichˇz definici byl v knihovnˇe vytvoˇren soubor d4d keys.h. Zde jsou definovány hodnoty pro základn´ı ovládac´ı klávesy. Pro ovládán´ı a navigaci mezi objekty a plochami slouˇz´ı 3 klávesy D4D KEY UP, D4D KEY DOWN, D4D KEY ESC. Jejich hodnoty jsou uzp˚usobeny tak, aby sˇly tyto klávesy vymaskovat. Tedy kaˇzdá z kláves má svou bitovou masku. Tyto klávesy knihovna pˇred odeslán´ım objektu standardnˇe vymaskuje. Nastává tedy problém jak s tˇemito tˇremi klávesami, tak s hodnotami napˇr´ıklad ASCII znak˚u, které jsou poˇskozené po proveden´ı vymaskován´ı bitovými maskami daných tlaˇc´ıtek. Dalˇs´ı standardn´ı klávesy knihovny jsou D4D KEY LEFT, D4D KEY RIGHT, D4D KEY ENTER. Kaˇzdá z výsˇe uvedených kláves má svou hodnotu urˇcenou bitovou maskou, kde je vˇzdy 7 bit˚u v log. 0 a pouze jeden bit v log. 1 viz. tabulka. Tabulka základn´ıch kláves Pozice bitu

7

6

5 4

3

2

1 0

hex

D4D KEY UP

0

0

0 0

0

0

0 1

0x01

D4D KEY DOWN

0

0

0 0

0

0

1 0

0x02

D4D KEY LEFT

0

0

0 0

0

1

0 0

0x04

D4D KEY RIGHT

0

0

0 0

1

0

0 0

0x08

D4D KEY ENTER 0

0

0 1

0

0

0 0

0x10

D4D KEY ESC

0

1 0

0

0

0 0

0x20

0

S moˇznost´ı pˇredáván´ı vˇsech kláves je naˇstˇest´ı v knihovnˇe poˇc´ıtáno a tak knihovna obsahuje ukazatel na objekt d4d pKeysCapturer, který definuje objekt právˇe zachytávaj´ıc´ı klávesy. Pro práci s t´ımto ukazatelem jsou definovány funkce: • void D4D CaptureKeys(D4D OBJECT PTR pObj) - pomoc´ı tento funkce se nastav´ı d4d pKeysCapturer a knihovna tedy v´ı, který objekt má zachytávat vˇsechny klávesy

33


• D4D OBJECT* D4D GetCapturedObject(void) - funkce vrac´ı ukazatel na objekt, který je nastaven pro zachytáván´ı kláves. Pro novˇe implementované objekty byly dále vytvoˇreny dalˇs´ı kódy kláves: • D4D KEY BACKSPACE - s hodnotou 0x18, která nen´ı shodná s ASCII tabulkou z d˚uvodu vyuˇzit´ı ASCII hodnoty výsˇe uvedenými ovládac´ımi klávesami. • D4D KEY SPACE - 0x19, která definuje mezeru v textu. ASCII hodnota mezery v textu je bohuˇzel vyuˇzita ovládac´ı klávesou D4D KEY ENTER. • D4D KEY DEL - která odpov´ıdá ASCII hodnotˇe 0x7f. Hodnoty ovládac´ıch kláves musej´ı být menˇs´ı neˇz hodnota 0x21, nebo vˇetˇs´ı jako 0x7f, protoˇze rozsah 0x21 - 0x7f náleˇz´ı základn´ım textovým znak˚um dle specifikace znakové sady ASCII (viz pˇr´ıloha A.1). Objekt rozpozná stisknutou klávesu pomoc´ı pˇr´ıchoz´ı zprávy D4D MSG KEYDOWN, která je zaslána knihovnou. Tato zpráva obsahuje i hodnotu stisknuté klávesy. Nastaven´ı zachytáván´ı vˇsech kláves objektem lze napˇr´ıklad definovat prvn´ım stisknut´ım klávesy D4D KEY ENTER, která nastav´ı zachytáván´ı a pak je moˇzno pracovat s objektem. Tento zp˚usob byl zvolen u implementovaných objekt˚u. Funkce je tedy vyuˇz´ıvána objekty Text Box, List Box a Edit Box. Pro opuˇstˇen´ı reˇzimu zachytáván´ı kláves byla zvolena klávesa D4D KEY ESC.

2.5.2

Buffer d4d scratchPad

Objekty mohou vyuˇz´ıvat globáln´ı buffer d4d scratchPad, který je sd´ılen mezi vˇsemi objekty. Jeho výchoz´ı velikost je 32B a je nastavena v souboru d4d base.h pomoc´ı makra D4D SCRATCHPAD SIZE. Toto doˇcasné uloˇziˇstˇe je vyuˇz´ıváno objekty pro r˚uzné výpoˇcty ˇ koordinát pro vykreslován´ı, cˇ i jiných promˇenných. Casto se do nˇej ukládaj´ı zkop´ırované vlastnosti objektu, které jsou uloˇzeny v programové pamˇeti. Pamˇet’ programu nen´ı tak rychlá na cˇ ten´ı konstantn´ıch dat jako pamˇet’ SRAM. Pokud programátor vyuˇz´ıvá nˇekterou z konstantn´ıch hodnot z FLASH v´ıcekrát za sebou v programu, pak je vhodné tuto hodnotu nejdˇr´ıve uloˇzit bud’ do bufferu d4d scratchPad a nebo do nˇejaké vlastn´ı doˇcasné

34


promˇenné. Kromˇe navýsˇen´ı rychlosti dojde i ke zmenˇsen´ı velikosti výsledného kódu po pˇrekladu. Pouˇzit´ı bufferu je patrné z pˇr´ıkladu 2.2, kde je vytvoˇren datový typ struktura, obsahuj´ıc´ı patˇriˇcné pomocné promˇenné a na tento typ je posléze pˇretypováván buffer. Aby se nemusel tento nepˇrehledný kód na pˇretypován´ı psát pˇri kaˇzdém pouˇzit´ı struktury, je definováno makro calc, které se vyuˇz´ıvá ve vlastn´ım kódu objektu. Pro inicializaci hodnot bufferu je pˇrednostnˇe urˇcena jiˇz uvádˇená pomocná funkce D4D XxValue2Coor, jej´ızˇ pozice je patrná na obrázku 2.1. Pˇr´ıklad 2.2: Pˇr´ıklad vyuˇzit´ı bufferu objektem typedef struct { D4D POINT position; D4D EBOX INDEX posCnt; D4D COOR textOff; D4D SIZE size; D4D POINT txtPos; D4D COOR Bar y; D4D COOR point1; D4D COOR point2; D4D COOR cursorEndX; D4D COOR cursorEndY; D4D COOR titleBar y; D4D EBOX INDEX lenOfEbox; } D4D EBOX TMP VAL; #define calc (∗(( D4D EBOX TMP VAL∗)d4d scratchPad)) // globalni temp 32B

Je zˇrejmé, zˇ e zde m˚uzˇ e nastat problém s velikost´ı definované struktury. To by vedlo k pˇreteˇcen´ı bufferu a pádu aplikace. Aby se pˇredeˇslo této nepˇr´ıjemnosti, obsahuje knihovna pomocné makro D4D ASSERT. Makru se pˇredává podm´ınka, která mus´ı platit. Jakmile nen´ı splnˇena, pak nastane nekoneˇcná smyˇcka. Toto zajisté nen´ı ideáln´ı ˇreˇsen´ı, ale jakoˇz pom˚ucka pˇri ladˇen´ı je to ˇreˇsen´ı postaˇcuj´ıc´ı. Makro D4D ASSERT se nacház´ı v souboru d4d base.h a jeho pouˇzit´ı uvád´ı pˇr´ıklad 2.3. Pˇr´ıklad 2.3: Pouˇzit´ı makra D4D ASSERT D4D ASSERT(sizeof( calc) <= D4D SCRATCHPAD SIZE); // overeni velikosti bufferu calc (pozor nekocna smycka!) D4D EboxValue2Coor(pMsg−>pObject); // vypocet pomocnych parametru ulozenych v bufferu calc

2.5.3

Vykreslován´ı textu

Pro vykreslován´ı textu obsahuje knihovna funkce D4D DrawText, D4D DrawTextXY. Jediný rozd´ıl mezi funkcemi je v pˇredáván´ı souˇradnic, kde má být text vykreslen. Prvn´ı

35


funkci se pˇredávaj´ı souˇradnice pomoc´ı adresy na strukturu, která obsahuje X a Y souˇradnice. Zat´ımco u druhé funkce D4D DrawTextXY se pˇredávaj´ı pˇr´ımo hodnoty souˇradnic X, Y zvlásˇt’. Volán´ı funkce je tedy co se týcˇ e rychlosti horˇs´ı. Protoˇze se, ale málo kdy vyskytuje situace, kdy jsou nachystány souˇradnice pˇr´ımo ve strukturách typu D4D POINT, je vˇetˇsinou pouˇzita druhá verze funkce. Proto se zamˇeˇr´ım právˇe na jej´ı popis. Vstupn´ı parametry funkce ukazuje pˇr´ıklad 2.4. Pˇr´ıklad 2.4: Funkce D4D DrawText void D4D DrawTextXY(D4D COOR x, D4D COOR y, const char∗ pText, D4D COLOR colorText, D4D COLOR colorBkgd, D4D FONT fontType, Byte transparent)

Význam parametr˚u je patrný z jejich názv˚u, proto je nebudu popisovat. Text je pˇredáván ukazatelem pText a funkce pak vykresl´ı daný text od tohoto ukazatele dál, dokud nenaraz´ı na znak ’\0’ coˇz je 0x00. Pokud uvázˇ´ıme nˇejaký text uloˇzený v textovém poli, pak nám funkce umoˇznˇ uje vykreslit text od libovolné pozice do konce. Nelze tedy v zˇ a´ dném pˇr´ıpadˇe ukonˇcit vykreslován´ı v jiné pozici neˇz na konci oznaˇceném 0x00. Vykreslován´ı aˇz ke konci se ukázalo jako nedostateˇcné u objekt˚u Text Box a Edit Box, kde je potˇreba vykreslovat pouze urˇcitou cˇ a´ st textu s libovolnou volbou poˇca´ tku i konce vykreslen´ı. Proto byla implementována ve zdrojovém souboru d4d base.c pomocná funkce D4D DrawPartOfTextXY. Funkce umoˇznˇ uje vykreslovat text od poˇca´ tku daného ukazatelem pText aˇz po posledn´ı vykreslený znak daný vstupn´ım parametrem index, který udává relativn´ı index znaku vzhledem k poˇca´ tku pText. Funkce za touto posledn´ı vykreslovanou pozic´ı jednoduˇse nahrad´ı znak ukonˇcovac´ım znakem 0x00, provede vykreslen´ı textu a poté pˇrepsaný znak zase obnov´ı. Pˇr´ıklad 2.5: Funkce D4D DrawPartOfText void D4D DrawPartOfTextXY(D4D COOR x, D4D COOR y,char∗ pText,Word index, D4D COLOR colorText, D4D COLOR colorBkgd, D4D FONT fontType, Byte transparent) { char tmp; if (D4D GetTextLength(pText)<=index)return; index++; // dalsi char NULL tmp = pText[index ]; // uloz char pText[index]=0; // uloz NULL novy konec D4D LCD Print(pText,x,y,D4D GetFont(fontType),colorText, colorBkgd, transparent ) ; // tisk pText[index]=tmp; // obnov char }

36


´ ˚ IMPLEMENTACE GRAFICKYCH OBJEKTU

3 3.1

D4D TextBox

Grafický objekt, který umoˇznˇ uje uˇzivateli zadávat informace v podobˇe textu. Tyto informace m˚uzˇ e následnˇe program zpracovávat. Vzhledovˇe jde o jednoduché editaˇcn´ı jednoˇra´ dkové okno, které by po vstupu do editace mˇelo být zvýraznˇeno nˇejakým barevným rámem. Pokud text pˇresáhne rozsahu sˇ´ırˇky text boxu, pak nebude vytvoˇren dalˇs´ı ˇra´ dek, ale text bude rolován vlevo tak, zˇ e bude mizet za hranou text boxu.

Obrázek 3.1: Klasický Text Box

Do Text Boxu lze zadat jen pˇredem definovaný maximáln´ı poˇcet znak˚u. Omezen´ı je zde dáno z d˚uvodu pamˇet’ové nároˇcnosti. Je jasné, zˇ e z d˚uvodu editace a práce s textem mus´ı být celý text um´ıstˇen v pamˇeti SRAM. To pˇrinásˇ´ı otázku, zda vyuˇz´ıt dynamických alokac´ı, cˇ i zda vytvoˇrit maximáln´ı prostor pro text dle rozsahu pˇredaného uˇzivatelem. V pˇr´ıpadˇe dynamických alokac´ı se navýsˇ´ı poˇcet knihoven a t´ım i kódu. Pro dynamické alokace by byl vyuˇzit tzv. Heap prostor v pamˇeti SRAM. Tento prostor jako takový je vyˇclenˇen pouze pro dynamické alokace a jeho velikost by musela být taková, aby vˇsechny vytváˇrené objekty bezpeˇcnˇe alokovaly patˇriˇcný prostor pro text. To s sebou pˇrinásˇ´ı dalˇs´ı poˇzadavky na uˇzivatele knihovny v podobˇe správné definice velikosti této Heap pamˇeti. V koneˇcném d˚usledku by takové ˇreˇsen´ı pˇrineslo pouze v´ıce u´ sil´ı programátora a také potenciálnˇe nebezpeˇcný kód v pˇr´ıpadˇe sˇpatných alokac´ı. Proto byla zvolena moˇznost se statickou deklarac´ı velikosti textového pole.

3.1.1

Grafické rozhran´ı

Po grafické stránce se Text Box skládá ze 4 základn´ıch cˇ a´ st´ı: • rám - mˇen´ı barvu dle barevného schématu v závislosti na tom, zda je objekt zamˇeˇren, tedy uˇzivatel jej oznaˇcil, cˇ i zda zamˇeˇren nen´ı.

37


• pozad´ı - vykresl´ı se pˇri prvn´ım kompletn´ım vykreslen´ı objektu. Dále se nepˇrekresluje pokud nen´ı dán speciáln´ı poˇzadavek knihovnou. To je zavedeno z d˚uvodu rychlosti vykreslován´ı. • text - je vykreslen nad pozad´ım. Pokud je text kratˇs´ı jako délka Text Boxu, pak je zbylý prostor pˇrekreslen barvou pozad´ı. • kurzor - vykreslen jako jednoduchá svislá cˇ a´ ra s výsˇkou odpov´ıdaj´ıc´ı výsˇce pouˇzitého textu. Barva je totoˇzná s barvou textu. Grafické rozhran´ı vyuˇz´ıvá barevného schéma pˇredaného uˇzivatelským makrem pro vytvoˇren´ı objektu. Pouze pokud je objekt zakázán, pak jsou barvy ve stupn´ıch sˇedé. Z hlediska vykreslen´ı jednotlivých cˇ a´ st´ı je d˚uleˇzité zachovat poˇrad´ı, kdy prvn´ı je vhodné kreslit pozad´ı, nad pozad´ım se nacház´ı text a s textem se také pˇrekresl´ı cˇ a´ st Text Boxu, kde jiˇz text nezasahuje, coˇz nastane napˇr´ıklad pokud je text kratˇs´ı neˇz Text Box, nebo pˇri pohybu textem. Nad textem mus´ı být kreslen kurzor. Nakonec je tˇreba vykreslit rám, na jehoˇz pozici v poˇrad´ı prakticky nezávis´ı, protoˇze ho zˇ a´ dná jiná cˇ a´ st nepˇrekresluje. Pro uchován´ı pozice kurzoru vyuˇz´ıvá Text Box pomocnou promˇennou cursor, jej´ızˇ hodnota udává index daného znaku v textovém poli, u kterého se má kurzor zobrazit. Dle hodnoty kurzoru lze tedy vyhodnocovat, který znak má být umazán, cˇ i na které pozici má být dalˇs´ı znak pˇripsán. Aby bylo moˇzné implementovat plynulé rolován´ı textu, obsahuje Text Box dalˇs´ı pomocnou promˇennou lastTxtBegin, která definuje index textového pole, od kterého je text vykreslen. Pak lze jednoduˇse urˇcit, zda se kurzor nacház´ı ve vykresleném textu, cˇ i zda je na konci nebo zaˇca´ tku vykresleného textu a je potˇreba posunout zobrazovaný text. Konec vykreslovaného textu nemus´ı být ukládán do pomocné promˇenné. Abychom vypoˇc´ıtali konec vykreslován´ı textu, mus´ıme znát poˇcet znak˚u, který lze v oknˇe Text Boxu zobrazit. Ten lze vypoˇc´ıtat na základˇe sˇ´ıˇrky pouˇzitého p´ısma a délky Text Boxu v pixelech. Délku objektu tak i typ p´ısma zadává uˇzivatel makru pro vytvoˇren´ı nového objektu. Vzhled objektu Text Box a jednotlivé grafické cˇ a´ sti objektu zobrazuje obrázek 3.2.

38


Obrázek 3.2: D4D Text Box

3.1.2

Ovládán´ı objektu

Text Box je ovládán pomoc´ı 8 základn´ıch kód˚u kláves, které jsou pˇredávány ve zprávˇe typu D4D MESSAGE zaslané knihovnou: • D4D KEY ENTER - umoˇznˇ uje vstup do editace. • D4D KEY ESC - ukonˇcuje editaci textu v Text Boxu. • D4D KEY BACKSPACE - smaˇze patˇriˇcný znak pˇred kurzorem. • D4D KEY SPACE - pˇridá klasickou mezeru do textu. • D4D KEY LEFT a D4D KEY UP - pohyb kurzoru vlevo. • D4D KEY RIGHT a D4D KEY DOWN - pohyb kurzoru vpravo. Pokud je Text Box v reˇzimu editace, pak je zobrazen kurzor a je moˇzné vkládat jednotlivé textové znaky, které jsou definované tabulkou ASCII (viz pˇr´ıloha A.1). Z hlediska ovládán´ı jsou samozˇrejmˇe implementovány kontroln´ı mechanismy pro zamezen´ı pohybu kurzoru mimo text. Pokud kurzor dojde na konec textu, dále vpravo se jiˇz nepohybuje, ani nedojde k návratu kurzoru na zaˇca´ tek textu. To samé plat´ı i pokud dojde kurzor na zaˇca´ tek textu. Pokud je text delˇs´ı jako vlastn´ı délka Text Boxu, pak docház´ı pˇri pohybu kurzoru mimo aktuálnˇe zobrazovaný text k plynulému rolován´ı textu. Jakmile dojde k opuˇstˇen´ı editaˇcn´ıho módu, pak je pozice kurzoru zmˇenˇena na konec textu, kurzor je skryt a nelze provádˇet u´ pravy.

39


3.1.3

40


Pro vytvoˇren´ı objektu lze pouˇz´ıt dvojici maker, kde parametry obou maker ukazuje 3.1. Pˇr´ıklad 3.1: Makra pro vytvoˇren´ı objektu D4D Text Box D4D DECLARE TEXTBOX(name, x, y, cx, cy, flags, pScheme, fontId,maxtxtlen, pUser,Onclick, pOnUsrMsg) D4D DECLARE STD TEXTBOX(name, x, y, cx, font)

Prvn´ı z maker D4D DECLARE TEXTBOX poˇzaduje od uˇzivatele vˇsechny nastavitelné parametry objektu: • name - název vytváˇreného objektu • x - X souˇradnice pozice na obrazovce, udávána v pixelech • y - Y souˇradnice pozice na obrazovce, udávána v pixelech • cx - délka textboxu v pixelech • cy - výsˇka textboxu v pixelech • flags - pˇr´ıznaky objektu (napˇr. zda m˚uzˇ e být zamˇeˇren, zda m˚uzˇ e m´ıt transparentn´ı pozad´ı textu apod.) • pScheme - ukazatel na barevné schéma objektu • fontId - zvolené p´ısmo pro text objektu • maxtxtlen - maximáln´ı délka textu, který m˚uzˇ e být uloˇzen a zobrazen • pUser - uˇzivatelský ukazatel pro libovolné uˇzit´ı • OnClick - ukazatel na uˇzivatelskou funkci • pOnUsrMsg - ukazatel na uˇziv. funkci, která pokud je definována tak m˚uzˇ e pˇrij´ımat zprávy urˇcené danému objektu Zat´ımco druhé makro D4D DECLARE STD TEXTBOX se spokoj´ı pouze s nutnými parametry a za zbytek jsou dosazeny výchoz´ı hodnoty. U ukazatel˚u je to hodnota NULL, u rozmˇeru cy se nastav´ı výchoz´ı hodnota 0 a objekt si dopoˇc´ıtá potˇrebnou výsˇku na základˇe rozmˇer˚u pouˇzitého p´ısma. Pˇr´ıznaky flags jsou nastaveny na D4D TXB F DEFAULT


a maximáln´ı délka Text Boxu je zvolena hodnotou D4D TEXTBOX STD TEXT LENGTH. Obˇe uvedené hodnoty pˇr´ıznak˚u a délky textu jsou definovány v hlaviˇckovém souboru d4d textbox.h. S vlastn´ım textem zobrazeným v Text Boxu lze pracovat pomoc´ı tˇr´ı implementovaných funkc´ı: • char * D4D TextboxGetText(D4D OBJECT PTR pObj) - funkce vrac´ı ukazatel na daný text, který náleˇz´ı objektu pˇredanému ukazatelem na objekt pObj. Uˇzivateli umoˇznˇ uje dalˇs´ı zpracován´ı textu dle vlastn´ıch potˇreb. • void D4D TextboxSetText(D4D OBJECT PTR pObj, char * pText) - umoˇznˇ uje uˇzivateli nastavit patˇriˇcný text v textboxu. • void D4D TextboxDelText(D4D OBJECT PTR pObj) - slouˇz´ı pro vymazán´ı textu.

41


3.2

D4D ListBox

Jedná se o seznam, ze kterého m˚uzˇ e uˇzivatel oznaˇcit poloˇzku seznamu. Mˇel by m´ıt posuvn´ık, který se zobraz´ı, pokud je seznam vˇetˇs´ı neˇz velikost List Boxu. Uˇzivatel nemá moˇznost mˇenit text v seznamu. M˚uzˇ e ho pouze vybrat. List Box by mˇel umoˇznˇ ovat i volbu výbˇeru v´ıce poloˇzek.

Obrázek 3.3: Klasický List Box Program pak m˚uzˇ e zjiˇst’ovat, které z poloˇzek jsou oznaˇceny. Jednotlivé poloˇzky seznamu jsou klasický text. Pokud by byly poloˇzky ukládány v pamˇeti SRAM, pak by kaˇzdá z poloˇzek zab´ırala urˇcitou cˇ a´ st pamˇeti u´ mˇernou jej´ımu zobrazovanému textu a dalˇs´ım pomocným vlastnostem. Výhodou této volby implementace je moˇznost dynamického vytváˇren´ı jednotlivých poloˇzek seznamu i za bˇehu uˇzivatelské aplikace. Nevýhoda je velká nároˇcnost na pamˇet’ dat. Druhou moˇznost´ı je implementovat vlastn´ı poloˇzky seznamu staticky. To znamená, zˇ e kaˇzdá z poloˇzek by musela být definována pˇred pˇrekladem programu. To umoˇznˇ uje um´ıstit celý seznam do pamˇeti programu, které je vˇetˇsinou dostatek, na rozd´ıl od malé pamˇeti dat. Kaˇzdá z poloˇzek má pak v SRAM um´ıstˇeny pouze pomocné promˇenné, urˇcuj´ıc´ı jejich aktuáln´ı stav. Pˇri tvorbˇe tohoto objektu byla nakonec zvolena druhá moˇznost. To s sebou pˇrineslo zásadn´ı otázku, zda nedojde k rapidn´ımu omezen´ı vlastn´ıho vyuˇzit´ı objektu List Box v aplikac´ıch, kde je potˇreba na základˇe urˇcitých rozhodnut´ı zobrazovat r˚uzné poloˇzky seznamu. Pˇr´ıklad takového omezen´ı m˚uzˇ e být vyuˇzit´ı List Boxu jakoˇz prvku, kde si uˇzivatel vybere patˇriˇcný den v mˇes´ıci. V takovém pˇr´ıpadˇe se mus´ı na základˇe volby mˇes´ıce zobrazit správný poˇcet dn´ı v seznamu. Z tohoto d˚uvodu byla kaˇzdému prvku seznamu zavedena vlastnost isVisible um´ıstˇená v SRAM, která urˇcuje aktuáln´ı stav zobrazen´ı prvku. T´ımto lze jednotlivé prvky seznamu skrývat cˇ i zobrazovat. Aby byla tato vlastnost definována i pˇred spuˇstˇen´ım programu, je výchoz´ı hodnota zobrazen´ı kaˇzdého prvku uloˇzena

42


i ve struktuˇre s textem, která je uloˇzena v pamˇeti programu. List Box by mˇel umoˇznit definovat, zda povol´ı výbˇer pouze jedné poloˇzky a nebo v´ıce. Pro tuto moˇznost byla navrhnuta vlastnost oneSelected, na základˇe které je umoˇznˇen výbˇer pouze jedné poloˇzky a nebo v´ıce. Aby bylo moˇzné vyhodnotit oznaˇcen´ı prvku, má kaˇzdý prvek zavedenu vlastnost isSelected, která mus´ı být um´ıstˇena v SRAM. Celková spotˇreba pamˇeti SRAM se odv´ıj´ı od poˇctu prvk˚u. Kaˇzdý prvek potˇrebuje prostor pro dvˇe vlastnosti, které jsou typu D4D BOOL, coˇz je pro ColdFire V1 datový typ int.

3.2.1


Vzhled List Boxu byl volen co nejjednoduˇssˇ´ı. Aby sˇlo um´ıstit na objekt vlastn´ı název, obsahuje List Box hlaviˇcku s textem, který je pˇredáván pˇri vytvoˇren´ı objektu. Dále je vykreslen vlastn´ı seznam prvk˚u, grafický posuvn´ık po pravé stranˇe objektu, který graficky zobrazuje pozici v seznamu a vlastn´ı rám objektu. Postup pˇri poˇca´ teˇcn´ım vykreslen´ı List Boxu je následuj´ıc´ı: 1. vykreslen´ı pozad´ı 2. vykreslen´ı titulku 3. dˇel´ıc´ı cˇ a´ ra mezi titulkem a seznamem 4. vykreslen´ı posuvn´ıku 5. vykreslen´ı poloˇzek - text 6. vykreslen´ı kurzoru 7. vykreslen´ı zbylého m´ısta 8. vykreslen´ı rámu Pˇri pˇrekreslován´ı objektu nen´ı nutné vykreslovat vˇsechny prvky. Z d˚uvodu rychlosti se pˇrekresluj´ı pouze poloˇzky seznamu, kurzor, prázdné m´ısto po poloˇzkách a dále posuvn´ık a rám objektu. Je také nutné dokreslovat pozad´ı za textem jednotlivých poloˇzek. Pokud maj´ı poloˇzky nestejnou délku textu, pak by pˇri pohybu vznikaly zbytky nepˇrekresleného textu. Posuvn´ık slouˇz´ı pˇrednostnˇe pro zobrazen´ı polohy v seznamu. Nelze pomoc´ı nˇej

43


a tlaˇc´ıtek ovládat pohyb v seznamu. Posuvn´ık byl implementován hlavnˇe pro budouc´ı podporu dotykových obrazovek, kde zamˇeˇren´ı dotyku pobl´ızˇ posuvn´ıku a smˇer m˚uzˇ e jednoduˇse ovlivnit pohyb uvnitˇr seznamu. To s dodaným LCD bohuˇzel nelze odladit. Jednotlivé prvky a vzhled List Boxu popisuje obrázek 3.4. Oznaˇcen´ı poloˇzek je provedeno inverz´ı barev p´ısma a pozad´ı. Protoˇze má kurzor stejnou barvu jako text, mus´ı se pˇri pohybu kurzoru na oznaˇcený text zmˇenit jeho barva. Pokud se kurzor nacház´ı na oznaˇceném textu, pak má barvu, která odpov´ıdá barvˇe rámu zamˇeˇreného objektu. Pro indexaci v seznamu List Boxu se pouˇz´ıvá promˇenná cursor, která udává index poloˇzky seznamu. Protoˇze mohou m´ıt poloˇzky zakázané vykreslen´ı, obsahuje objekt jeˇstˇe pomocné promˇenné relCursor a relItemsCnt. Prvn´ı obsahuje relativn´ı hodnotu kurzoru, tedy poˇrad´ı vykreslené poloˇzky seznamu vzhledem k pˇredchoz´ım vykresleným poloˇzkám a druhá promˇenná obsahuje celkový poˇcet viditelných poloˇzek. Tyto promˇenné jsou uˇz´ıvány napˇr´ıklad k vykreslen´ı posuvn´ıku. Aby bylo moˇzné posouvat seznam pokud je okno menˇs´ı jako poˇcet poloˇzek, obsahuje List Box hodnoty poˇca´ tku a konce v promˇenných lastBegin a lastEnd. Pro vykreslen´ı seznamu je vhodné ukládat i konec z d˚uvodu vykreslován´ı pouze nˇekterých poloˇzek s nastavenou vlastnost´ı isVisible. D´ıky tomu se zjednoduˇsila kresl´ıc´ı funkce.

Obrázek 3.4: D4D ListBox

44


3.2.2


Je ˇreˇseno pomoc´ı 4 základn´ıch kláves: • D4D KEY ENTER - vstup do módu výbˇeru poloˇzek a vlastn´ı výbˇer poloˇzek • D4D KEY ESC - opuˇstˇen´ı módu výbˇeru poloˇzek seznamu • D4D KEY UP - pohyb v seznamu nahoru • D4D KEY DOWN - pohyb v seznamu dol˚u Po výbˇeru objektu je pro vstup do výbˇeru poloˇzek seznamu nutné stisknout D4D KEY ENTER. Následnˇe je zobrazen kurzor a umoˇznˇen pohyb v seznamu. Dalˇs´ı stisk klávesy D4D KEY ENTER oznaˇcuje jednotlivé poloˇzky. Zruˇsen´ı oznaˇcen´ı poloˇzky je taktézˇ provedeno dalˇs´ım stisknut´ım klávesy D4D KEY ENTER. Pokud dojde kurzor na konec cˇ i zacˇ a´ tek seznamu, pak nedojde k návratu napˇr´ıklad z konce na zaˇca´ tek cˇ i naopak, ale kurzor z˚ustává na pozici.

3.2.3


Pro uˇzivatele bylo implementováno nˇekolik maker, které vytvoˇr´ı vlastn´ı objekt, poloˇzky seznamu a tabulku objektu. Z hlediska pouˇzit´ı jsou vytvoˇreny 3 typy maker pro definici poˇca´ tku List Boxu 3.2. Prvn´ı uvádˇené makro je základn´ı, které oˇcekává od uˇzivatele vˇsechny parametry objektu a t´ım umoˇznˇ uje plnou konfigurovatelnost. Pˇr´ıklad 3.2: Typy maker objektu D4D ListBox D4D DECLARE LISTBOX BEGIN(name, title text, title font, x, y, cx, cy, flags , pScheme,itemsFontId, posCnt, listboxItemsOff , pUser, pOnClick, pOnUsrMsg) D4D DECLARE STD LISTBOX BEGIN(name, title text, title font, x, y, cx, cy, ItemsFontId , posCnt, ListboxItemsOff , pOnClick) D4D DECLARE STD LISTBOX AUTOSIZE BEGIN(name, title text, title font, x, y, cx, cy, ItemsFontId, pOnClick)

Jednotlivé parametry maj´ı následuj´ıc´ı význam: • name - název objektu • title text - titulek objektu. Pokud uˇzivatel pˇredá makru pˇr´ımo text, pak je uloˇzen ve FLASH. Jestliˇze chce uˇzivatel vyuˇz´ıt zmˇeny titulku pˇri bˇehu aplikace, mus´ı

45


pˇredávat adresu svého textového pole v pamˇeti SRAM. Pak lze pro editaci titulku pouˇz´ıt implementovanou funkci. Tento zp˚usob výbˇeru ukládán´ı do SRAM cˇ i pˇr´ımo do FLASH byl pˇrejat od ostatn´ıch objekt˚u knihovny. • title font - druh p´ısma titulku objektu • x - X souˇradnice objektu na ploˇse • y - Y souˇradnice objektu na ploˇse • cx - rozmˇer objektu v ose X • cy - rozmˇer objektu v ose Y • flags - pˇr´ıznaky objektu • pScheme - barevné schema • itemsFontId - typ p´ısma poloˇzek seznamu • posCnt - moˇznost definice poˇctu zobrazených poloˇzek na ploˇse ListBoxu • listboxItemsOff - rozestupy v pixelech jednotlivých poloˇzek seznamu • pUser - uˇzivatelský ukazatel • pOnClick - ukazatel na uˇzivatelskou funkci volanou pˇri stlaˇcen´ı klávesy D4D KEYENTER • pOnUsrMsg - ukazatel na uˇzivatelskou funkci volanou pokud objekt obdrˇz´ı zprávu od knihovny Následuj´ıc´ı dvˇe makra 3.2 nepoˇzaduj´ı tolik vstupn´ıch parametr˚u a m´ısto nich nahrazuj´ı vlastnosti výchoz´ımi hodnotami. Pokud je pouˇzito posledn´ı makro, pak jsou rozestupy mezi poloˇzkami a poˇcet zobrazovaných poloˇzek na ploˇse List Boxu kalkulovány automaticky z rozmˇer˚u p´ısma a rozmˇer˚u objektu. Uvedená makra slouˇz´ı pro zaloˇzen´ı poˇca´ tku List Boxu. Po tˇechto makrech následuje pouˇzit´ı makra D4D DECLARE LISTBOX ITEM pro vkládán´ı jednotlivých poloˇzek seznamu do List Boxu 3.3. Makro lze pouˇz´ıt v´ıcekrát za sebou.

46


47

Pˇr´ıklad 3.3: Makro pro pˇridán´ı poloˇzky seznamu objektu D4D ListBox D4D DECLARE LISTBOX ITEM(text,defVisible)

Vstupn´ımi parametry jsou samotný text poloˇzky seznamu a také výchoz´ı viditelnost poloˇzky po spuˇstˇen´ı programu. Nakonec je nutné pouˇz´ıt makro D4D DECLARE LISTBOX END, které ukonˇcuje vlastn´ı sekci poloˇzek seznamu List Boxu a t´ım i celou deklaraci nového objektu 3.4. Pˇr´ıklad 3.4: Makro pro ukonˇcen´ı definice objektu D4D ListBox D4D DECLARE LISTBOX END(name)

Pro práci s List Boxem je implementováno 12 funkc´ı. Pokud by uˇzivatelská aplikace poˇzadovala nˇejaké speciáln´ı funkce, pak je tu moˇznost definice vlastn´ı uˇzivatelské funkce pˇredávané objektu pomoc´ı ukazatele pOnClick. Vlastn´ı deklarace funkce mus´ı m´ıt následuj´ıc´ı podobu, kde jméno funkce samozˇrejmˇe nen´ı d˚uleˇzité 3.5. Pˇr´ıklad 3.5: Hlaviˇcka uˇzivatelské funkce D4D ListBox OnClicked(D4D OBJECT∗ pThis, D4D LISTBOX INDEX cursor);

Funkci je pˇredáván ukazatel na daný objekt a aktuáln´ı pozice kurzoru v seznamu. Volán´ı probˇehne pouze pˇri stisku klávesy D4D KEY ENTER uvnitˇr List Boxu. Uˇzivatelské funkce: • void D4D ListboxSetItemVisb(D4D OBJECT PTR pThis,D4D LISTBOX INDEX index,D4D BOOL visibility) - umoˇznˇ uje nastavit viditelnost poloˇzky seznamu na pozici index. Pokud se zmˇen´ı viditelnost libovolné poloˇzky, pak je ListBox kompletnˇe pˇrekreslen. Mus´ı se totiˇz obnovit rozsahy vykreslen´ı seznamu a relativn´ı indexy. • D4D BOOL D4D ListboxGetItemVisb(D4D OBJECT PTR pThis,D4D LISTBOX INDEX index) - vrac´ı viditelnost poloˇzky seznamu na pozici index. • D4D LISTBOX INDEX D4D ListboxGetSlctNext(D4D OBJECT PTR pThis,D4D LISTBOX INDEX item) - vrac´ı dalˇs´ı oznaˇcený prvek od pozice item. Pokud nenajde tak vrac´ı hodnotu -1. • D4D LISTBOX INDEX D4D ListboxGetSlctNextR(D4D OBJECT PTR pThis,D4D LISTBOX INDEX item) - funkce obdobná jako pˇredchoz´ı s t´ım rozd´ılem, zˇ e vrac´ı


48

relativn´ı pozici poloˇzky vzhledem ke vˇsem pˇredchoz´ım oznaˇceným poloˇzkám. Pokud nenajde tak vrát´ı -1. • D4D LISTBOX INDEX D4D ListboxGetSlct(D4D OBJECT PTR pThis) - vrac´ı prvn´ı oznaˇcený prvek v seznamu. Pokud nenajde tak vrát´ı -1. • void D4D ListboxSetoneSel(D4D OBJECT PTR pThis,D4D BOOL one) - nastavuje hodnotu vlastnosti OneSelected. Pokud je D4D TRUE, pak m˚uzˇ e být vybrán pouze jeden prvek. • D4D BOOL D4D ListboxGetoneSel(D4D OBJECT PTR pThis) - vrac´ı aktuáln´ı hodnotu vlastnosti OneSelected. • void D4D ListboxUnSelect(D4D OBJECT PTR pThis) - funkce zruˇs´ı oznaˇcen´ı vˇsech poloˇzek seznamu. • D4D LISTBOX INDEX D4D ListboxGetItemCnt(D4D OBJECT PTR pThis) - vrac´ı poˇcet poloˇzek seznamu. • D4D LISTBOX INDEX D4D ListboxGetVisItemCnt(D4D OBJECT PTR pThis) - vrac´ı poˇcet viditelných poloˇzek. • D4D LISTBOX INDEX D4D ListboxGetSelItemCnt(D4D OBJECT PTR pThis) - vrac´ı celkový poˇcet oznaˇcených poloˇzek. • void D4D ListboxSetTitle(D4D OBJECT PTR pThis, char* pText) - nastav´ı titulek za pˇredpokladu, zˇ e je objektu pˇredána na m´ıstˇe titulku adresa textového pole v SRAM.


3.3

D4D ProgressBar

Progress Bar je grafický zobrazovaˇc pr˚ubˇehu nˇejaké u´ lohy cˇ i velikosti hodnoty. Jedná se o prvek jednoduchý, který nevyˇzaduje zˇ a´ dnou interakci s uˇzivatelem. Od uˇzivatele pouze poˇzaduje pˇredáván´ı hodnoty 0-100, která se graficky zobraz´ı. Uprostˇred Progress Baru by mohlo být moˇzné zobrazit danou hodnotu cˇ´ıselnˇe v podobˇe procent. Zobrazován´ı se provád´ı pomoc´ı grafického sloupce. Ten by mohl být horizontáln´ı cˇ i vertikáln´ı.

Obrázek 3.5: Klasický Progress Bar

3.3.1


Progress Bar se prakticky skládá z orámován´ı, pozad´ı a grafického sloupce který mˇen´ı svou sˇ´ıˇrku popˇr´ıpadˇe výsˇku podle toho, jestli mluv´ıme o horizontáln´ım nebo vertikáln´ım Progress Baru. Volitelnˇe m˚uzˇ e být uprostˇred sloupce vykreslen text zobrazuj´ıc´ı aktuáln´ı hodnotu pr˚ubˇehu. Poˇrad´ı jednotlivých poloˇzek je následuj´ıc´ı: 1. vykreslen´ı aktivn´ı cˇ a´ sti sloupce 2. vykreslen´ı neaktivn´ı cˇ a´ sti sloupce (pozad´ı) 3. vykreslen´ı textu 4. vykreslen´ı rámu Vzhledem ke grafické jednoduchosti jsou pˇri kaˇzdém pˇrekreslen´ı znovu vykresleny vˇsechny prvky objektu. Aby nedocházelo ke zbyteˇcnému pˇrekreslován´ı, je kresleno pozad´ı jen tam, kde nezasahuje barevný sloupec. Pro potˇrebu barvy sloupce a barvy pozad´ı byly definovány vlastn´ı barvy pro tyto prvky v barevném schématu a makrech pro pro tvorbu schémat. Patˇriˇcné barvy si m˚uzˇ e uˇzivatel nadefinovat pomoc´ı hodnot D4D COLOR PROGRESSB BAR FORE pro sloupec a D4D COLOR PROGRESSB BAR BCKG pro pozad´ı Progress Baru. Pokud tak neuˇcin´ı, pak jsou zvoleny výchoz´ı hodnoty D4D COLOR BLUE pro sloupec a D4D COLOR BRIGHT GREY. Text má barvu inverzn´ı v˚ucˇ i barvˇe

49


Progress Baru, která se nacház´ı pod textem. Tedy pokud je pod textem pozad´ı, text má barvu sloupce a pozad´ı textu má barvu pozad´ı. Pokud je pod textem sloupec, pak má text barvu pozad´ı a pozad´ı textu má barvu sloupce. Dalˇs´ı moˇznost´ı je vyuˇz´ıt transparentn´ıho pozad´ı u textu. To lze definovat v pˇr´ıznaku objektu a pˇredávat makru pro tvorbu objektu.

Obrázek 3.6: D4D ProgressBar

3.3.2


Vzhledem k jednoduchosti celého objektu byla implementována dvojice maker 3.6. Prvn´ı z maker poˇzaduje vˇsechny parametry, zat´ımco druhé nahrazuje flags, pScheme, pUser, pOnUsrMsg výchoz´ımi hodnotami. Pˇr´ıklad 3.6: Makra objektu D4D ProgressBar D4D DECLARE PROGRESSB(name, x, y, cx, cy, flags, pScheme, fontId, pUser, pOnUsrMsg) D4D DECLARE STD PROGRESSB(name, x, y, cx, cy, fontId)

Parametry maker jsou: • name - jméno objektu • x - X souˇradnice na obrazovce • y - Y souˇradnice na obrazovce • cx - rozmˇer objektu v ose X

50


51

• cy - rozmˇer objektu v ose Y • flags - pˇr´ıznaky objektu • pScheme - barevné schema • fontId - typ p´ısma zobrazované hodnoty • pUser - uˇzivatelský ukazatel • pOnUsrMsg - ukazatel na uˇzivatelskou funkci pro pˇr´ıjem zpráv od knihovny Pokud chce uˇzivatel horizontáln´ı pozici Progress Baru, jednoduˇse zadá vˇetˇs´ı hodnotu rozmˇeru cx, neˇz rozmˇeru cy. Pro vertikáln´ı pozici zadá cy vˇetˇs´ı neˇz cx. Objekt pˇri vyhodnocován´ı rozmˇer˚u automaticky rozpozná jak má sloupec vykreslovat. Z hlediska uˇzivatelských funkc´ı obsahuje Progress Bar pouze funkce pro práci s aktuáln´ı hodnotou zobrazovanou objektem a funkci pro volbu zobrazen´ı aktuáln´ı hodnoty jakoˇz textu: • void D4D ProgressbSetVal(D4D OBJECT PTR pThis, D4D PROGRESSB VALUE value) - nastav´ı hodnotu zobrazenou Progress Barem na hodnotu pˇredanou pomoc´ı value. Akceptuje pouze hodoty 0 aˇz 100. • D4D PROGRESSB VALUE D4D ProgressbGetVal(D4D OBJECT PTR pThis) vrát´ı nastavenou hodnotu. • void D4D ProgressbChangeVal(D4D OBJECT PTR pThis, D4D PROGRESSB VALUE incr) - pˇriˇcte k hodnotˇe Progress Baru hodnotu pˇredanou pomoc´ı incr. • void D4D ProgressbViewVal(D4D OBJECT PTR pThis,D4D BOOL view) - pomoc´ı této funkce lze zobrazit cˇ i skrýt vykreslen´ı aktuáln´ı hodnoty formou procent uprostˇred Progress Baru.


3.4

D4D EditBox

Objekt, který umoˇznˇ uje editovat cˇ i zobrazovat mnohaˇra´ dkový text. Z tohoto d˚uvodu by mˇel umˇet zalamovat text a pohybovat se v textu po stránkách. Mˇel by také umoˇznˇ ovat pohyb vˇsemi smˇery uvnitˇr textu a jeho libovolnou editaci. Celkovˇe jde o sloˇzitˇejˇs´ı objekt, kv˚uli zm´ınˇené nutnosti implementace vykreslován´ı textu se správným zalamován´ım a pohybem kursoru v takto zalamovaném textu. Aby uˇzivatel vˇedˇel, kde se nacház´ı, bylo by vhodné implementovat posuvn´ık cˇ i spodn´ı liˇstu, kde by se zobrazovala aktuáln´ı pozice kursoru, celková délka textu a maximáln´ı délka textu, který lze do Edit Boxu vloˇzit.

Obrázek 3.7: Klasický Edit Box

Pro uloˇzen´ı textu do pamˇeti SRAM byla zvolena stejná metoda jako u objektu Text Box. Tedy text je uloˇzen ve statickém textovém poli, jehoˇz velikost má moˇznost uˇzivatel ovlivnit pˇri deklaraci objektu.

3.4.1


Vzhled grafického rozhran´ı Edit Boxu je patrný z 3.8. Objekt má stejnˇe jako List Box sv˚uj vlastn´ı nadpis, který je uloˇzen v pamˇeti programu nebo v SRAM na pozici definované uˇzivatelem pomoc´ı textového pole. Barvy Edit Boxu jsou standardn´ı z barevného schéma pˇredaného knihovnou. Celý objekt se skládá z nadpisu, oddˇelovaˇce nadpisu, vlastn´ıho textu a oddˇelovaˇce cˇ a´ sti, ve které se nacház´ı cˇ´ıselnˇe zobrazená pozice kurzoru, celková délka textu a taktézˇ maximáln´ı délka textu, kterou je Edit Box schopen uloˇzit. Posuvn´ıky nakonec nebyly implementovány. Pro vlastn´ı navigaci slouˇz´ı kurzor, který se pohybuje

52


v dynamicky zalamovaném textu. Vlastn´ı pozice v textu je pak patrná z cˇ´ıselných hodnot zobrazených ve spodn´ı cˇ a´ sti Edit Boxu. Postup vykreslen´ı objektu: 1. pozad´ı - kresleno pouze poprvé nebo pˇri poˇzadavku na kompletn´ı pˇrekreslen´ı 2. titulek - kreslen stejnˇe jako pozad´ı 3. oddˇelovaˇce titulku a spodn´ıho panelu - kresleny taktézˇ jako pˇredeˇslé cˇ a´ sti 4. hodnota maximáln´ı délky textu - je kreslena vpravo dole a to pouze poprvé nebo pˇri poˇzadavku na kompletn´ı pˇrekreslen´ı 5. pozice kurzoru a délka textu - pˇrekreslována po kaˇzdém vykreslen´ı 6. vlastn´ı text - dynamicky zalamován pˇri kaˇzdém vykreslen´ı 7. prázdný prostor textu - pˇrekreslován z d˚uvodu rychlosti, kdy celkové pˇrekreslen´ı pozad´ı by zp˚usobovalo pomalý refresh obrazovky. 8. kurzor 9. rám objektu Edit Box vykresluje text po stránkách, kde zaˇca´ tek stránky urˇcuje pomocná promˇenná lastBegin a konec stránky pak urˇcuje promˇenná lastEnd. Hodnota promˇenné lastEnd je urˇcena na základˇe dynamického vykreslen´ı zalamovaného textu. Zalamován´ı je implementováno zp˚usobem, kdy funkce D4D EditboxFindNewLine nalezne vˇzdy nový poˇca´ tek a tento pˇredá kresl´ıc´ı rutinˇe. Takto je vykreslena celá stránka. Funkce jednoduˇse hledá od pˇredaného poˇca´ tku, výskyt posledn´ı mezery cˇ i znaku nového ˇra´ dku na moˇzném rozsahu daném sˇ´ıˇrkou objektu. Pokud takovou pozici najde tak vrát´ı následuj´ıc´ı zaˇca´ tek. V pˇr´ıpadˇe, zˇ e text nelze zalomit tak vrát´ı pˇr´ımo maximáln´ı poˇca´ tek. To nastává, pokud je dané slovo delˇs´ı jako ˇra´ dek Edit Boxu. Pohyb kurzoru v takto vytvoˇreném textu nen´ı obt´ızˇ né implementovat pro smˇery vlevo a vpravo. Horˇs´ı situace nastává pro smˇer dol˚u, kde se mus´ı hledat zaˇca´ tek a konec následuj´ıc´ıho ˇra´ dku a k tomuto patˇriˇcnˇe vypoˇc´ıtat pozici v textu z aktuáln´ı relativn´ı pozice od zaˇca´ tku ˇra´ dku. Jeˇstˇe horˇs´ı je situace pˇri pohybu kurzoru nahoru, kde se mus´ı zaˇc´ıt

53


Obrázek 3.8: D4D EditBox s hledán´ım od pozice lastBegin a dynamicky naj´ıt pˇredeˇslé ˇra´ dky kam má být kurzor patˇriˇcnˇe pˇresunut. Pokud kurzor pˇrekroˇc´ı konec stránky, je nastaven lastBegin pomoc´ı hodnoty lastEnd. Pak je tedy vykreslena jednoduˇse nová stránka a po jej´ım vykreslen´ı je nastaven nový lastEnd. Problém nastává pokud kurzor pˇrekroˇc´ı zaˇca´ tek stránky smˇerem nahoru. Pˇredeˇslé rozsahy stránek nejsou kv˚uli u´ spoˇre datové pamˇeti ukládány. Proto se mus´ı pˇri takovém posunu naj´ıt teoretický maximáln´ı zaˇca´ tek pˇredeˇslé stránky a od tohoto dynamicky vyhodnocovat, zda nalezený konec pˇredcház´ı zaˇca´ tku aktuáln´ı stránky. Tento algoritmus tedy v cyklu inkrementuje nový lastBegin tak dlouho, dokud nenalezne odpov´ıdaj´ıc´ı konec stránky tak, aby stránky na sebe navazovaly.

3.4.2


Pro ovládán´ı Edit Boxu je nutné m´ıt celkem 8 kláves pro pohyb a u´ pravy. V tomto samozˇrejmˇe nejsou zahrnuty znakové klávesy. • D4D KEY ENTER - umoˇznˇ uje vstup do editace a také ukonˇcen´ı ˇra´ dku. • D4D KEY ESC - ukonˇcuje editaci textu. • D4D KEY BACKSPACE - smaˇze patˇriˇcný znak pˇred kurzorem.

54


• D4D KEY SPACE - pˇridá klasickou mezeru do textu. • D4D KEY LEFT - pohyb kurzoru vlevo. • D4D KEY RIGHT - pohyb kurzoru vpravo. • D4D KEY UP - pohyb kurzoru nahoru. • D4D KEY DOWN - pohyb kurzoru dol˚u. Pˇri zamˇeˇren´ı Edit Boxu a stisknut´ı klávesy D4D KEY ENTER je spuˇstˇena editace a zobrazen kurzor. Pak objekt pˇrej´ımá vˇsechny výsˇe uvedené klávesy jako vlastn´ı ˇr´ıdic´ı. V tomto stavu lze vkládat text jako jednotlivé znaky, které jsou reprezentovány hodnotou dle ASCII a pˇredávány stejnˇe jako stisklé navigaˇcn´ı klávesy. Opuˇstˇen´ı editaˇcn´ıho reˇzimu lze uskuteˇcnit stiskem D4D KEY ESC.

3.4.3


Pro vytvoˇren´ı objektu v uˇzivatelské aplikaci byla zavedena dvojice maker 3.7. Pˇr´ıklad 3.7: Makra pro vytvoˇren´ı objektu D4D EditBox D4D DECLARE EDITBOX(name,title text, x, y, cx, cy, flags , pScheme, fontId , titleFontId , barFontId , posCnt, textOff , maxTxtLen, onClick, pUser, pOnUsrMsg) D4D DECLARE STD EDITBOX(name,title text, x, y, cx,cy, font, titleFontId , barFontId )

Prvn´ı z maker D4D DECLARE EDITBOX poˇzaduje od uˇzivatele vˇsechny nastavitelné parametry objektu: • name - název vytváˇreného objektu • title text - titulek Editboxu • x - X souˇradnice pozice na obrazovce, udávána v pixelech • y - Y souˇradnice pozice na obrazovce, udávána v pixelech • cx - délka objektu v pixelech • cy - výsˇka objektu v pixelech • flags - pˇr´ıznaky objektu (napˇr. zda m˚uzˇ e být zamˇeˇren, zda m˚uzˇ e m´ıt transparentn´ı pozad´ı textu apod.)

55


• pScheme - ukazatel na barevné schéma objektu • fontId - zvolené p´ısmo pro text objektu • titleFontId - styl p´ısma pro titulek objektu • barFontId - styl p´ısma pro spodn´ı panel • posCnt - poˇcet ˇra´ dk˚u • textOff - rozestup ˇra´ dk˚u • maxTxtLen - maximáln´ı délka textu, který m˚uzˇ e být uloˇzen a zobrazen • OnClick - ukazatel na uˇzivatelskou funkci • pUser - uˇzivatelský ukazatel pro libovolné uˇzit´ı • pOnUsrMsg - ukazatel na uˇziv. funkci, která pokud je definována tak m˚uzˇ e pˇrij´ımat zprávy urˇcené danému objektu Druhé z maker poˇzaduje po uˇzivateli pouze základn´ı parametry objektu a za zbytek jsou dosazeny výchoz´ı hodnoty a nebo jsou hodnoty vypoˇc´ıtány z rozmˇer˚u objektu a p´ısma. To je provedeno napˇr´ıklad u hodnot pro poˇcet ˇra´ dk˚u a jejich rozestup. Pro práci s objektem m˚uzˇ e uˇzivatel volat 6 funkc´ı, které pracuj´ı s textem objektu. Je tu také moˇznost implementace vlastn´ı uˇzivatelské funkce, která je volána po stisknut´ı libovolné klávesy nad daným Edit Boxem a jsou ji pˇredány parametry pozice kurzoru v objektu a vlastn´ı hodnota tlaˇc´ıtka, které tuto událost vyvolala 3.8. Pˇr´ıklad 3.8: Hlaviˇcka uˇzivatelské funkce pro D4D EditBox OnClicked(D4D OBJECT∗ pThis, D4D EBOX INDEX index,D4D KEYS key);

Funkce pro práci s Editboxem: • void D4D EditboxSetText(D4D OBJECT PTR pThis, char * pText) - nastav´ı text dle pˇredaného textu, na který ukazuje pText • void D4D EditboxDelText(D4D OBJECT PTR pThis) - vymaˇze celý text, který je zobrazen v Edit Boxu

56


• void D4D EditboxTextEdit(D4D OBJECT PTR pThis, char * text, D4D EBOX INDEX pos) - na uvedenou pozici pos vloˇz´ı pˇredaný text • void D4D EditboxDelChars(D4D OBJECT PTR pThis, D4D EBOX INDEX pos, D4D EBOX INDEX cnt) - vymaˇze od dané pozice zadaný poˇcet znak˚u smˇerem vlevo • char * D4D EditboxGetText(D4D OBJECT PTR pThis) - vrát´ı ukazatel na textové pole Editboxu • void D4D EditboxSetTitle(D4D OBJECT PTR pThis,char * pText) - pokud uˇzivatel pˇredá makru pro vytvoˇren´ı objektu na pozici titulku vlastn´ı textové pole, pak lze uˇz´ıt tuto funkci pro vlastn´ı nastaven´ı textu.

57


4

´ ER ˇ ZAV

Po d˚ukladném studiu knihovny D4D jsem postupnˇe navrhl, implementoval a odladil zadané objekty Text Box, List Box, Progress Bar a Edit Box, coˇz bylo hlavn´ım u´ kolem této bakaláˇrské práce. Grafický objekt Text Box byl implementován jako jednoduché jednoˇra´ dkové editaˇcn´ı okno s moˇznost´ı rolován´ı textu pˇri pohybu kurzorem. Objekt List Box byl nakonec implementován jako seznam poloˇzek, které se nacház´ı v pamˇeti programu. Jsou vytváˇreny pouze pˇred kompilac´ı. Tato moˇznost byla zvolena z d˚uvodu u´ spory pamˇeti dat. Programátor má vˇsak moˇznost ovlivnit zda se jednotlivé poloˇzky seznamu zobraz´ı pomoc´ı funkc´ı. Vlastn´ı interakce uˇzivatele s objektem spoˇc´ıvá v moˇznosti pohybu kurzorem v seznamu a výbˇeru jednotlivých poloˇzek. Grafický objekt Progress Bar je z implementovaných objekt˚u nejjednoduˇssˇ´ı. Zobrazuje hodnotu 0 aˇz 100% grafickým sloupcem, jehoˇz barvy m˚uzˇ e programátor libovolnˇe nadefinovat. Objekt má moˇznosti zobrazen´ı jak vertikálnˇe tak horizontálnˇe a umoˇznˇ uje zobrazen´ı hodnoty v podobˇe cˇ´ısla uprostˇred objektu. Objekt neumoˇznˇ uje zˇ a´ dnou interakci s uˇzivatelem. Posledn´ı z implementovaných objekt˚u Edit Box je patrnˇe nejsloˇzitˇejˇs´ı. Objekt umoˇznˇ uje vkládán´ı textu na v´ıce ˇra´ dk˚u. Z toho d˚uvodu byla do objektu implementována vlastnost dynamického zalamován´ı ˇra´ dk˚u a zobrazován´ı textu po stránkách. Celkové schopnosti implementovaných grafických objekt˚u jsou patrné z jejich deklaraˇcn´ıch maker pro vytvoˇren´ı objekt˚u a funkc´ı, které jsou popsány v této bakaláˇrské práci. Aˇckoliv má knihovna moˇznost pouˇzit´ı i na dotykových displej´ıch, nebyla tato vlastnost u objekt˚u implementována z d˚uvodu nemoˇznosti odladˇen´ı na bezdotykovém LCD, které bylo dodáno k vývojovému kitu. Dalˇs´ı rozˇs´ıˇren´ı objekt˚u by bylo moˇzné v implementaci speciáln´ıch uˇzivatelských funkc´ı napˇr´ıklad pro práci s textem cˇ i vyuˇzit´ı bitmapových obrázk˚u pro jednotlivé cˇ a´ sti objekt˚u. Nejvˇetˇs´ı moˇznosti rozˇs´ıˇren´ı nab´ız´ı objekt Edit Box, kde by bylo moˇzné implementovat schopnosti oznaˇcen´ı, kop´ırován´ı a vkládán´ı textu pˇres grafické rozhran´ı cˇ i implementovat vertikáln´ı posuvn´ık. Na závˇer jsem vytvoˇril aplikaci pro dodaný vývojový kit DEMOQE128, na které lze prezentovat vlastn´ı implementované objekty Text Box, List Box, Progress Bar a Edit Box.

58


59

REFERENCE ˇ ´ CEK, [1] VOJA A. Jak snadný je pˇrechod z 8bit. MCU na 32bitový s kitem DEMOQE128 ? [online]. 2008, posledn´ı aktualizace 3. 1. 2008 [cit. 17. 11. 2009]. Dostupné z URL: . [2] FREESCALE. 5/2007,

rev.

HCS08

Family

2

20.

[cit.

Reference 11.

[online].

Manual

2009].

Dostupné

z

URL:

. [3] FREESCALE. 6/2007,

rev.

MC9S08QE128 2

[cit.

22.

Reference

Manual

2009].

Dostupné

11.

[online]. z

URL:

. [4] FREESCALE. line].

7/2006,

Version rev.

0

R ColdFire

1 [cit.

23.

11.

White

2009].

[on-

Paper

Dostupné

z

URL:

. [5] FREESCALE. 9/2007,

rev.

MCF51QE128 3

[cit.

Reference

26.

11.

2009].

[online].

Manual Dostupné

z

URL:

. [6] Petr Gargulak. Freescale Lightweight Display Driver for Flexis Family [CD-ROM]. 2009, rev. 2 [cit. 1. 4. 2010]. Dokumentace knihovny Freescale D4D. [7] P&E Micro. DEMOQE128UM -QE Family Demonstration Board User’s Manual [online]. 9/2009, rev. 1.06 [cit. 25. 11. 2009]. Dostupné z URL: . [8] Wikipedie.

ASCII

-

American

Standard

Code

for

Information

Inter-

change [online]. 2. 3. 2010 [cit. 16. 4. 2010]. Dostupné z URL: .


ˇ ˚ VELICIN SEZNAM SYMBOLU, A ZKRATEK LCD displej z tekutých krystal˚u – Liquid Crystal Display CPU procesor – Central Processing Unit MCU jednoˇcipový poˇc´ıtaˇc – Microcontroller SRAM statická volatiln´ı pamˇet s libovolným pˇr´ıstupem – Static Random-Access Memory FLASH nevolatiln´ı pamˇet s libovolným pˇr´ıstupem RISC architektura procesor˚u s redukovanou instrukˇcn´ı sadou – Reduced Instruction Set Computer

60


61

ˇ ILOH ´ SEZNAM PR A Tabulka ASCII

62

B DEMOQE128

63

C Prezentaˇcn´ı aplikace

64

C.1 Struktura projektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64

C.2 Ovládán´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64

D Elektronická pˇr´ıloha

69


A

TABULKA ASCII

Obrázek A.1: ASCII tabulka znak˚u [8]

62


B

DEMOQE128

Obrázek B.1: Vývojový kit DEMOQE128 s procesory MC9S08QE128 a MCF51QE128

Obrázek B.2: Vývojový kit DEMOQE128 s LCD (vrchn´ı strana)

63


64

ˇ I´ APLIKACE PREZENTACN

C

Na závˇer byla vytvoˇrena pro potˇreby testován´ı a prezentace navrˇzených objekt˚u aplikace pro vývojový kit DEMOQE128.

C.1

Struktura projektu

Projekt i samotnou knihovnu lze naj´ıt na doprovodném mediu ve sloˇzce CW Projekt, kde dále ve sloˇzce project d4d lze naj´ıt stejnojmenný projekt prezentaˇcn´ı aplikace, spustitelný souborem project d4d.mcp za pˇredpokladu nainstalovaného vývojového prostˇred´ı CodeWarrior for Microcontrollers. Po otevˇren´ı ve vývojovém prostˇred´ı je vlevo stromová struktura projektu kde d˚uleˇzité sloˇzky jsou: • D4D-bak-prace - zmˇenˇené cˇ i novˇe vytvoˇrené soubory knihovny D4D v rámci bakaláˇrské práce: – upravene soub - soubory rozˇs´ıˇrené v rámci bakaláˇrské práce – graphic obj - vlastn´ı soubory implementovaných objekt˚u • D4D-bez zmen - p˚uvodn´ı nezmˇenˇené soubory knihovny D4D • D4D Conf Files - konfiguraˇcn´ı soubory knihovny D4D • Sources - vlastn´ı zdrojové soubory prezentaˇcn´ı aplikace

C.2

Ovládán´ı

Po spuˇstˇen´ı se naˇcte u´ vodn´ı obrazovka (obr. C.1), kde v pravém horn´ım rohu je D4D Listbox Vyber obj, který se nacház´ı na vˇsech obrazovkách aplikace a lze pomoc´ı nˇej vyb´ırat objekty. Volba objektu v List Boxu Vyber obj se provede pomoc´ı tlaˇc´ıtek oznaˇcených na kitu jako D6 a D7 (pohyb v seznamu) a potvrzen´ı pomoc´ı tlaˇc´ıtka D5. Na u´ vodn´ı obrazovce nejsou klávesy oznaˇceny. Kaˇzdý objekt má svou vlastn´ı obrazovku. Na vlastn´ıch obrazovkách objekt˚u Text Box (obr. C.2), List Box (obr. C.3), Progress Bar (obr. C.4) a Edit Box (obr. C.5) se krom samotných objekt˚u nacház´ı jeˇstˇe pomocné objekty Button, kterými lze volit r˚uzné funkce,


které vyuˇz´ıvaj´ı implementovaných uˇzivatelských funkc´ı pro práci s prezentovanými objekty. Ve spodn´ı cˇ a´ sti obrazovky se nacház´ı zobrazen´ı aktuáln´ıho významu ovládac´ıch tlaˇc´ıtek, kde tlaˇc´ıtko A0 (na displeji MK1 - MK4) pˇrep´ıná význam zbylých ovládac´ıch kláves. Pˇri stisku libovolného ovládac´ıho tlaˇc´ıtka je stisk signalizován zobrazen´ım cˇ erveného rámeˇcku na popisku daného tlaˇc´ıtka na displeji. Tlaˇc´ıtko A0 definuje 4 volby kláves : • MK1 - základn´ı klávesy pro pohyb mezi objekty ESC, ENTER, UP, DOWN • MK2 - klávesy LEFT, RIGHT, SPACE a BACKSPACE • MK3 - klávesy pro vkládán´ı textových znak˚u (p´ısmen) ’A’, ’H’, ’O’, ’J’ • MK4 - klávesy pro vkládán´ı textových znak˚u (ˇc´ıslic) ’3’, ’7’, ’0’, ’9’ Pro pohyb mezi objekty slouˇz´ı klávesy UP, DOWN. Objekt lze vybrat klávesou ENTER, kdy se provede bud’ uvedená akce (Button) a nebo se vstoup´ı do samotného pohybu v objektu (pˇr. List Box). Pro opuˇstˇen´ı pohybu uvnitˇr objektu lze pouˇz´ıt klávesu ESC. Zbylé klávesy slouˇz´ı zejména pro práci uvnitˇr objekt˚u Text Box a Edit Box. Kaˇzdý objekt umoˇznˇ uje testovat jiné funkce: • Text Box – Button vloz txt - vloˇz´ı do objektu pˇrednastavený text – Button smaz txt - smaˇze text v objektu • List Box – Button unSel - smaˇze oznaˇcen´ı vˇsech poloˇzek objektu – Button oneSel/neomez - volba oznaˇcen´ı jedné cˇ i v´ıce poloˇzek seznamu – Button sudy - zobraz´ı pouze sudé poloˇzky seznamu – Button vse - zobraz´ı vˇsechny poloˇzky – Button lichy - zobraz´ı liché poloˇzky – Label Celk.oznac - poˇcet oznaˇcených poloˇzek – Label Enter pos - posledn´ı pozice v seznamu, kde byl stisknut ENTER

65


• Progress Bar – Button +10 - inkrementuje Prog. Bary o 10% – Button -10 - dekrementuje o 10% – Button skryj/zobraz val. - skryje cˇ i zobraz´ı vykreslenou hodnotu v % • Edit Box – Button umaz - od indexu 14 umaˇze 9 znak˚u smˇerem vlevo – Button pripis - na pozici indexu 6 pˇrip´ısˇe text ”PRIPSANO”(lze umazat výsˇe uvedeným tlaˇc´ıtkem) – Button vloz txt - vloˇz´ı pˇrednastavený text do objektu – Button smaz txt - smaˇze celý text

´ Obrázek C.1: Uvodn´ ı obrazovka aplikace

66


Obrázek C.2: Obrazovka aplikace s objektem Text Box

Obrázek C.3: Obrazovka aplikace s objektem List Box

67


Obrázek C.4: Obrazovka aplikace s objektem Progress Bar

Obrázek C.5: Obrazovka aplikace s objektem Edit Box

68


D

´ PR ˇ ILOHA ´ ELEKTRONICKA

Souˇca´ st´ı bakaláˇrské práce je také elektronická pˇr´ıloha (CD), kde lze naj´ıt: • zdrojové soubory knihovny D4D s implementovanými objekty .\CW Pro ject\D4D\D4D\graphic ob jects\ • projekt z vývojového prostˇred´ı CodeWarrior s pˇr´ıklady pouˇzit´ı objekt˚u .\CW Pro ject\pro ject d4d\ • dokumentaci knihovny D4D .\Literatura\Freescale D4D.pd f • dokumentaci vývojového kitu a mikrokontrolér˚u .\Literatura\ • elektronickou verzi této práce .\Bp Tisk\BP.pd f • pomocný software na generován´ı bitmap z obrázk˚u pro knihovnu D4D .\So f tware\D4D Image Converter1.1 • p˚uvodn´ı zdrojové soubory a projekty dodané k bakaláˇrské práci ve spustitelném archivu .\So f tware\D4D Pack RC.exe

69

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY

Recommend Documents