干貨：如何快速開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的交互界面？

　　工業(yè)產(chǎn)品的交互界面開發(fā)要求越來越接近于消費領(lǐng)域的產(chǎn)品。選擇一種快速且低成本的嵌入式UI開發(fā)方案顯得尤為重要，本文將為您介紹一種新的框架式嵌入式UI開發(fā)平臺。

　　1 . 串口屏

　　串口屏是指可以通過串口指令控制其顯示的屏幕，如UART(TTL、232、485)、SPI等。若控制引腳較多且之間間存在一定的時序關(guān)系則統(tǒng)稱為并口屏。串口屏所有的繪圖、顯示及人機交互都是依靠MCU與串口屏之間的指令、數(shù)據(jù)傳輸。串口屏最大的優(yōu)點就是開發(fā)便利且大大減少了主控芯片的IO口占用，但為了實現(xiàn)更豐富的顯示效果，串口屏內(nèi)部需要集成高性能的為處理器，這也使得串口屏的價格比裸屏高出很多。

　　圖1 簡單串口屏

　　2010年以前的串口屏大多是通過上位機將要顯示的內(nèi)容預(yù)先下載到屏幕中，然后發(fā)送預(yù)設(shè)指令將各種界面顯示出來。2014年后，功能更強大的組態(tài)屏使串口屏的產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟。由于串口屏的顯示依賴其自帶的庫，所以其顯示靈活度在一定程度上依舊受限。

　　圖2 組態(tài)串口屏(圖片來源網(wǎng)絡(luò))

　2 . 嵌入式QT/E

　　相比于直接使用串口屏，嵌入式的QT/E的靈活度、自由性極大豐富。嵌入式的QT/E可以認(rèn)為是QT在linux上的的精簡版，它在底層摒棄了Xlib庫以適應(yīng)嵌入式應(yīng)用的開發(fā)。使用 Qt 只需一次性開發(fā)應(yīng)用程序，無需重新編寫源代碼，便可跨不同桌面和嵌入式操作系統(tǒng)部署這些應(yīng)用程序。

　　圖3 嵌入式Linux QT/E界面開發(fā)

　　3 . 嵌入式emWin

　　使用QT/E往往需要在微控制器上運行嵌入式操作系統(tǒng)，因此對于MCU的性能有一定的要求。除此之外，若之前未接觸過QT/E，運用起來將花費一定的時間成本。相比之下，emWin更適合于快速、精簡UI的開發(fā)。

　　emWin圖形庫由德國SEGGER公司開發(fā)，可為圖形LCD設(shè)計提供高級支持，極大簡化了LCD設(shè)計并縮短上市時間。為恩智浦ARM微控制器用戶免費提供的emWin圖形庫，以其免費提供商業(yè)圖庫、使用簡單、提升MCU運行表現(xiàn)和色彩逼真。

　　圖4 emWin_Demo

　　4 . AWUI&AWTK

　　emWin說明書有一千多頁，對于大多說開發(fā)者來說只是想使用emWin做個交互界面，需要花費大量的時間學(xué)習(xí)emWin的API。

　　為了使emWin更易用，致遠(yuǎn)電子在emWin基礎(chǔ)上開發(fā)出AWUI，它是基于C++開發(fā)的一套MVVM框架，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)綁定、命令綁定和窗口導(dǎo)航等基本功能，并提供豐富的GUI組件。AWUI相對于直接用emwin編程是巨大的飛躍， 因為它使用mvvm編程模型使得界面與邏輯分離(解耦)。MVVM是由MVC和MVP一路演化而來，它的作用就是實現(xiàn)用戶界面和業(yè)務(wù)邏輯的分離，利于隔離變化、自動測試、分工合作。

　　圖5 AWUI的框架思想

　　AWUI目前支持Qt和emWin，用Designer編輯界面，用C++開發(fā)ViewModel/Model，讓開發(fā)者無需學(xué)習(xí)Qt和emWin的API最終的應(yīng)用程序可以在Qt和emWin(要確保emWin上支持該控件)上運行。

　　基于AWUI，致遠(yuǎn)電子計劃年內(nèi)推出適用范圍更廣、更好用的AWTK。嵌入式UI開發(fā)將會以組件的方式集成于AWorks平臺中，可在該平臺下快速實現(xiàn)交互界面開發(fā)。

　　圖6 AWUI發(fā)展計劃

　　圖7 AWorks中的UI框架