实用 | 手头上无LCD却又急着开发UI？LCD模拟器了解一下~

嵌入式资讯精选 2021-07-18 09:43

示波器的最低带宽多少？ 您在使用示波器时面临的最大挑战是什么？

LCD模拟器

在我们嵌入式开发中，有时候有些调试环境、流程比较复杂/繁杂。比如有些bug需要跑很长的一段流程才可以复现，这时候如果按照正常的流程来调试，单单是复现问题估计都需要话不少时间。

这时候应该要多思考需要怎么去模拟一个相同的环境，可以更方便地进行调试，一个好的仿真环境可以大大地提高工作效率。比如数据的模拟、流程的模拟、通信收发的模拟等方面，或是用一些网上现成的模拟器。

本次就来给大家分享一个实用的LCD模拟器：VirtLCD。这个模拟器在我们的工作中有用到，觉得挺实用，分享给大家。

这个模拟器的代码是开源的，大家感兴趣的话可以自己去下载来研究。地址：

❝
https://gitee.com/kerndev/VirtualLCD
❞

下面进行实践演示。先看一个图：

使用VirtLCD时，我们同样需要一个demo（VirtSTM32）工程编写我们的界面设计代码，调试好之后可以很快地移到STM32工程上。

我们在使用STM32做LCD显示时，常常会封装一些基础的绘制函数，如画点、画线等函数。同样的，使用VirtSTM32与VirtLCD做调试时，也要封装类似函数，作者也给我们提供了一些参考，如：

//画点
void  LCD_DrawPoint(int x, int y, PIXEL color)
{
    PIXEL *mem;
    mem = GET_FRAMEBUFFER(x, y);
    *mem = color;
}

//画水平直线
void  LCD_DrawHLine(int x1, int y1, int x2, PIXEL color)
{
    PIXEL *mem;
    mem = GET_FRAMEBUFFER(x1, y1);
    for(; x1 < x2; x1++)
    {
        *mem++ = color;
    }
}

//画垂直直线
void  LCD_DrawVLine(int x1, int y1, int y2, PIXEL color)
{
    PIXEL *mem;
    mem = GET_FRAMEBUFFER(x1, y1);
    for(; y1 < y2; y1++)
    {
        *mem = color;
        mem -= LCD_WIDTH;
    }
}

下面我们新建一个VirtSTM32工程（VS2019控制台程序）进行验证，然后把这些函数加到我们的VirtSTM32工程里。同时，VirtSTM32需要依赖于VirtLCD.lib，导入即可，这个库可以在VirtLCD SDK包里找到（文末统一发给大家）。

有了这三个基础函数，我们可以就可以做很多的事情了，显示字符串、显示图片等函数都是以画点函数为基础的，这些函数可以在各种开发板的lcd相关例程里找到，拿过来修改一下就可以。接下来我们显示一些字符串到Virtlcd上，如：

左右滑动查看全部代码>>>

int main(void)
{
    LCD_Init();
    printf("hello virtlcd, i am ZhengN");
    LCD_DrawHLine(10, 10, 350, WHITE);
    LCD_ShowString(10, 30, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, 12, "hello virtlcd, i am ZhengN");
    LCD_ShowString(10, 50, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, 16, "hello virtlcd, i am ZhengN");
    LCD_ShowString(10, 70, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, 24, "hello virtlcd, i am ZhengN");
    LCD_DrawHLine(10, 110, 350, WHITE);
    while(1);
    return 0;
}

运行结果：

这就是模拟STM32裸机显示字符串到VirtLCD中，调试好之后我们可以很快地移到真正的STM32工程中。这里只是进行简单的演示，当然，感兴趣的话，还可以移植LVGL、emwin等GUI进去。

附VirtSTM32主要代码：

#include "virtlcd.h"
#include "font.h"
#include <stdio.h>

#pragma comment(lib, "virtlcd.lib")

#define LCD_FILENAME    "virtlcd.exe"
#define LCD_WIDTH       480
#define LCD_HEIGHT      320
#define LCD_BPP         32

#define WHITE           0xFFFFFFFF
#define BLACK           0x00000000  

#define FRONT_COLOR WHITE
#define BACK_COLOR BLACK

//定义像素类型
typedef unsigned long   PIXEL;

//帧缓存指针
static PIXEL* m_pFrameBuffer;

//计算在X,Y坐标的帧缓存指针
#define GET_OFFSET(x, y)        (( LCD_WIDTH * ( LCD_HEIGHT - (y) - 1) ) + (x) )
#define GET_FRAMEBUFFER(x, y)   ( m_pFrameBuffer + GET_OFFSET(x, y))

//响应鼠标事件
static void on_mouse_input(int event, int x, int y)
{

}

//响应键盘事件
static void on_keybd_input(int event, int key)
{

}

//初始化LCD
int LCD_Init(void)
{
    int ret;
    ret = VirtLCD_Init(LCD_FILENAME, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, LCD_BPP);
    if (!ret)
    {
        return 0;
    }
    m_pFrameBuffer = VirtLCD_GetFrameBuffer();
    VirtLCD_SetMouseProc(on_mouse_input);
    VirtLCD_SetKeybdProc(on_keybd_input);
    return 1;
}

//画点
void  LCD_DrawPoint(int x, int y, PIXEL color)
{
    PIXEL* mem;
    mem = GET_FRAMEBUFFER(x, y);
    *mem = color;
}

//画水平直线
void  LCD_DrawHLine(int x1, int y1, int x2, PIXEL color)
{
    PIXEL* mem;
    mem = GET_FRAMEBUFFER(x1, y1);
    for (; x1 < x2; x1++)
    {
        *mem++ = color;
    }
}

//画垂直直线
void  LCD_DrawVLine(int x1, int y1, int y2, PIXEL color)
{
    PIXEL* mem;
    mem = GET_FRAMEBUFFER(x1, y1);
    for (; y1 < y2; y1++)
    {
        *mem = color;
        mem -= LCD_WIDTH;
    }
}

//在指定位置显示一个字符
//x,y:起始坐标
//num:要显示的字符:" "--->"~"
//size:字体大小 12/16/24
//mode:叠加方式(1)还是非叠加方式(0)
void LCD_ShowChar(int x, int y, int num, int size, int mode)
{           
    int temp,t1,t;
    int y0=y;
    int csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);  //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 
  num=num-' ';//得到偏移后的值（ASCII字库是从空格开始取模，所以-' '就是对应字符的字库）
 for(t=0;t<csize;t++)
 {   
  if(size==12)temp=ascii_1206[num][t];    //调用1206字体
  else if(size==16)temp=ascii_1608[num][t]; //调用1608字体
  else if(size==24)temp=ascii_2412[num][t]; //调用2412字体
  else return;        //没有的字库
  for(t1=0;t1<8;t1++)
  {       
   if(temp&0x80)LCD_DrawPoint(x,y,FRONT_COLOR);
   else if(mode==0)LCD_DrawPoint(x,y,BACK_COLOR);
   temp<<=1;
   y++;
   if(y>=LCD_HEIGHT)return;  //超区域了
   if((y-y0)==size)
   {
    y=y0;
    x++;
    if(x>=LCD_WIDTH)return; //超区域了
    break;
   }
  }    
 }                
}  

//显示字符串
//x,y:起点坐标
//width,height:区域大小  
//size:字体大小
//*p:字符串起始地址    
void LCD_ShowString(int x, int y, int width, int height, int size, char* p)
{
    int x0 = x;
    width += x;
    height += y;
    while ((*p <= '~') && (*p >= ' '))//判断是不是非法字符!
    {
        if (x >= width) { x = x0; y += size; }
        if (y >= height)break;//退出
        LCD_ShowChar(x, y, *p, size, 0);
        x += size / 2;
        p++;
    }
}

int main(void)
{
    LCD_Init();
    printf("hello virtlcd, i am ZhengN");
    LCD_DrawHLine(10, 10, 350, WHITE);
    LCD_ShowString(10, 30, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, 12, "hello virtlcd, i am ZhengN");
 LCD_ShowString(10, 50, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, 16, "hello virtlcd, i am ZhengN");
 LCD_ShowString(10, 70, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT, 24, "hello virtlcd, i am ZhengN");
    LCD_DrawHLine(10, 110, 350, WHITE);
    while(1);
    return 0;
}