基于ucGUI的触摸屏消息流转机制的研究

王宜结

(淮南师范学院 电气信息工程学院，安徽 淮南 232038)

1 前言

触摸屏按原理分，可分为电阻式、电容式、电感式、红外式、超音波等几种，常见的是前两种。电阻屏不能实现多点触控，而且反应比较迟钝，耗电，好处就是任何物体均可以触摸，容易实现手写功能，在诺基亚手机中应用广泛。电容屏优点是反应快、可以多点触控，但是必须是导电物体接触才有反应，比如手指、金属笔等。苹果、三星还有HTC的智能手机现在大都采用电容屏幕。其他几种在日常数码产品中很少见，主要应用于军事及医疗行业。触摸屏给我们带来的好处是操作便利，可以随心所欲地在上面涂鸦，替代按键操作等。但也有明显的缺点，如缺乏真实操作手感、易误操作等。

uC/GUI是Micrium公司研发的通用的嵌入式图形用户界面软件。它提供独立于处理器和LCD控制器之外的有效的图形用户接口，可应用于单一或多个任务环境，支持任何尺寸的物理显示或模拟显示，适用于任何控制器驱动的任何LCD（单色，灰度，或彩色）；通过配置宏，可支持任何接口；可配置显示尺寸；支持尺寸比实际显示大的虚拟显示；支持8位/16位/32位CPU及可允许用于支持ANSI C的任何编译器；可在LCD的任何一点上显示字符和绘制位图；对于显示尺寸和速度提供优化进程，编译时间依赖于采用的优化进程。

下面就以目前最常用的价格最低廉的四线电阻屏为例，说明其在ucGUI中如何实现消息传递的。

2 触摸屏消息处理流程

为了能实时感知触摸屏的变化，需要在主程序中创建一个专门用于处理触摸屏的任务 （级别较高），如：

void Task_Touch(void*id){//触摸屏任务While(1){

GUI_TOUCH_Exec(void){……}//执行触摸屏消息处理任务

OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10);//主动退出任务，进入就绪状态（让CPU执行其他任务）}

触摸屏消息流转过程如下：点击触摸屏（持续时间大于操作系统的ticks，至少10ms以上）→uc/OS的任务调度器将任务切换到触摸屏处理任务“Task_Touch（）” →执行函数：GUI_TOUCH_Exec（）→读取x坐标值，并为读取y物理坐标值做好准备→退出触摸屏处理任务→处理其他任务→再度切换到触摸屏处理任务→执行函数：“GUI_TOUCH_Exec（）” →读取 y 物理坐标，并为下次读取x坐标做准备。如果读取的x、y坐标有效，则转换成逻辑坐标值，并存储该值（即：_Store-Unstable(x,y);）。退出该函数并退出该任务。

下面是应用程序任务的执行过程：

执行对话框消息循环while(1){…}→GUI_Exec()→GUI_Exec1()→ WM_Exec()→ WM_Exec1()→WM_pfHandlePID()→WM_HandlePID()（注：某处有 WM_pfHandlePID=WM_HandlePID;//函数指针）→void WM__SendTouchMessage(WM_HWIN hWin,WM_MESSAGE*pMsg)→void WM__Send-PIDMessage(hWin,pMsg)→void WM__SendMessageIfEnabled(iWin,&Msg)→void WM__SendMessage(hWin,pMsg)（向对话框发送消息）→(*pWin－〉cb)(pMsg)（_FRAMEWIN_Callback）→ _OnTouch()（用这个函数处理触摸屏消息）→ (*cb)(pMsg)（cb-Dialog） →（*_cb)(pMsg) （_MESSAGEBOX_cbCallback）

下面分析各函数的主要功能：

GUI_Exec():这个函数主要就是调用GUI_Exec1（），而 GUI_Exec1（）函数的功能是：首先，如果函数指针“GUI_pfTimerExec”不为空，则执行该函数，若执行成功，则返回1，否则，往下执行WM_Exec()，若成功执行，则返回1.类似地，WM_Exec()函数的作用就是调用WM_Exec1（）执行，WM_Exec1（） 函数的功能是：（1） 若 void WM_tfPollPID(void)型的函数指针不为空，则执行该函数 WM_pfPollPID();（2） 若 int WM_tfHandlePID(void)型函数指针WM_pfHandlePID不为空，则执行该函数，若执行成功，则本函数执行完毕并返回1。由于WM_Exec1()函数对整个触屏消息流转过程的理解十分关键，因此，下面用框图来描述该函数的完整功能（如图1）。

WM_HandlePID（）函数功能是根据各种实际情况发送相应的PID消息，由于该函数实现过程很复杂，在此不再展开分析。WM_HandlePID（）中调用的发送消息的函数如下：

void WM__SendMessage(WM_HWIN hWin,WM_MESSAGE*pMsg){

static int_EntranceCnt;//定义一静态变量，用以统计正在处理消息的回调函数个数

WM_Obj*pWin;

if (_EntranceCnt〈GUI_MAX_MESSAGE_NESTING){

pWin=WM_HANDLE2PTR(hWin);//窗口句柄转换成指针形式

pMsg－〉hWin=hWin;

if(pWin－〉cb!=NULL){

_EntranceCnt++;

(*pWin－〉cb)(pMsg);//这是函数调用的形式，函数是由函数指针给出的，pMsg为参数。

_EntranceCnt－－;

}else{

WM_DefaultProc(pMsg);

}

}

#if GUI_DEBUG_LEVEL 〉= GUI_DEBUG_LEVEL_CHECK_PARA

else{

GUI_DEBUG_ERROROUT ("Max.message nesting exceeded,Message skipped.");

}

#endif

}

在发送消息的函数主要功能是：定义了一个静态整型变量_EntranceCnt，当它的值小于最大消息嵌套数时，则获取发送消息的窗口句柄，若该窗口的回调函数不为空则，该变量的值加一，并调用消息窗口回调函数处理该消息，处理结束后，该变量的值减一。若窗口回调函数为空，则调用默认的消息处理函数。由此可见，发送消息的函数中包括了对消息处理的函数指针，因此发送消息也就包含了对该消息的处理方式。

ucGUI对消息的处理是来一个处理一个，这种处理是同步的。它不用队列，而是采用两个变量,一个变量记载当前消息,一个变量记载先前消息,当前消息处理结束后，便用当前消息更新先前的消息。由于不采用队列，因此节省了大量的存储空间。因为当使用鼠标类设备时，当鼠标移动时会产生大量的消息，如果采用消息队列，则需要大量的存储空间来存储这些消息。由于嵌入式系统的存储空间有限，因此ucGUI没有使用消息队列，但这也会造成消息丢失。由于没有使用队列，因此每个消息的处理时间不能过长，否则会影响消息处理的灵敏度。

ucGUI在处理消息循环时存在一个消息多层挂起的问题，由于消息是同步处理的，没有存储消息的消息队列，因此，当在消息处理过程中再次调用WM_Exec1()而进入到新的消息LOOP当中,那么旧的消息循环就被永远挂起来了。这在打开多个对话框时会发生这种情况，应该避免。下面是ucGUI应用程序的大体结构:

void MainTask(void)//主任务：创建对话框

{

GUI_Init();//GUI初始化

WM_SetDesktopColor(GUI_BLUE);//设置桌面颜色为蓝色

WM_SetCreateFlags(WM_CF_MEMDEV);//使用存储器设备（防止屏幕闪烁）

GUI_ExecDialogBox (_aDialogCreate,GUI_COUNTOF(_aDialogCreate),&_cbCallback,0,0,0);//执行对话框

}

GUI_ExecDialogBox()这个函数的作用是创建对话框并进入窗体消息循环：

其代码如下（UCGUI3.24版，最新版已经进行了修改）：

intGUI_ExecDialogBox (const GUI_WIDGET_CREATE_INFO*paWidget,

int NumWidgets, WM_CALLBACK* cb,WM_HWIN hParent,

int x0,int y0)

{

_cb=cb;

GUI_CreateDialogBox(paWidget,NumWidgets,_cbDialog,hParent,x0,y0);

while(_cb){//消息循环

if(!GUI_Exec())

GUI_X_ExecIdle();

}

return_r;

}

_cb是在Dialog.c中的定义（static WM_CALLBACK*_cb;）的一个全局变量，当_cb为非空时,就进行消息循环。由代码可见，当创建对话框时，会调用_cb这个消息处理函数，假设，又要创建新的对话框，那么_cb又会指向新的对话框的消息处理函数，这样原来的那个消息处理函数就再也进不去了，这点在编程时要特别注意。另外，由代码可见，_cb在GUI_Exec（）函数中一定使用了。

3 结束语

若要在ucGUI中使用触摸屏,则必须将GUI_SUPPORT_TOUCH （Config目录下 GUIConf.h中定义的宏）设置为 1。若同时使用了操作系统ucOS,则要同时将GUI_OS也设置为 1。当用户触摸液晶屏时，系统通过调用GUI_TOUCH_Driver-Analog.c文件中的 GUI_TOUCH_Exec()获取当前位置的物理坐标值并将其转换成逻辑坐标值保存起来。为了能实时获取触点坐标需要单独建立一个处理触屏的任务。并将其优先级设置成较高级别。ucGUI使用消息循环时要避免当打开多个对话框时引起的消息挂起问题。当深刻理解了ucGUI的消息处理机制后，用它来创建基于图形用户界面的嵌入式应用程序是非常不错的选择。

[1]谭浩强.C语言程序设计（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2001

[2]Labrosse J J.uCOS-II MicroC/OS-II the real time kernel second edtion[M].邵贝贝等译.北京：北京航空航天大学出版社,2001