4. emWin在Windows上的仿真¶

为了方便用户学习emWin，Segger官方设计了一个个相互独立的emWin应用小例子，一步步引导用户由浅入深熟悉各种emWin函数接口。当用户熟悉了emWin之后，还可以参考它提供的综合例程，从而开发出炫丽的应用，也提高了开发速度。更重要的是这些程序都可以直接在windows系统上仿真运行，初学者不需要在毫不熟悉emWin的情况下，为移植它到嵌入式环境而烦恼。而且在验证开发的时候直接在windows上仿真，可以大大减少下载程序到嵌入式平台的次数，从而提高开发效率。得知此等好消息，是不是觉得学习更有信心了？赶紧来尝试一下。

4.1. 搭建emWin的Windows仿真环境¶

emWin的Windows仿真版本是免费的，大家可以直接在Segger官网下载，下载链接：https://www.segger.com/downloads/emwin/

下载得到压缩包的文件名为：SeggerEval_WIN32_MSVC_MinGW_GUI_V548.zip，它是emWin 的V5.48版本，本教程中我们就以这个版本为例子讲解。

解压该压缩包，其文件内容说明见图 emWin仿真版本文件。

emWin仿真版本的工程在Windows上是使用Visual c++作为编译器的，而现在Visual c++编译器一般都集成到Visual Studio开发环境中了，而且由于VC6.0实在是太老太丑，笔者无法忍受，所以在本教程中野火使用VS 2019 社区版 (Microsoft visualstudio community 2019)作为开发环境进行，请读者自行安装VS 2019 社区版开发环境。

4.2. 使用VS 2019 社区版仿真emWin¶

接下来我们介绍一下用VS 2019 社区版仿真emWin的步骤。

1.解压文件。解压emWin仿真版本压缩包，注意解压后的文件路径不要出现中文，否则在编译时会出错的；

2.打开仿真工程。安装了VS 2019 社区版集成环境后，打开emWin仿真版本的目录，找到“SimulationTrial.sln”文件，双击打开，打开后会弹出一个对话框提示VC++版本的问题，直接选择“确定”即可，见图 emWin仿真版本的文件

3.配置仿真工程属性。成功打开工程后，右键单击SimulationTrial项目，在弹出的选项中选择属性，见图配置emWin仿真工程属性；

4.在弹出的工程属性页面中，展开链接器选项，进入输入设置；

5.在其中的附加依赖项中添加：legacy_stdio_definitions.lib，注意添加分号；

6.在忽略所有默认库中填：否；

7.在忽略特定默认库中添加：LIBC.lib;LIBCMTD.lib，具体见图配置工程链接器输入属性；

8.接下来转到链接器选项中的高级设置，修改映像具有安全异常处理程序的值为：否，具体见图配置仿真工程链接器高级设置。

9.开始编译工程。工程属性修改完成后，可以直接按快捷键“F5”，或者点击编译器中的“本地Windows调试器”按钮，编译并运行工程。接下来就开始了编译过程，正常的话都会编译通过，然后弹出一个emWin仿真运行的界面，见图运行仿真。

按照我们以上的步骤，默认编译的是emWin官方的演示例程，它向我们展示了使用emWin库制作出来的GUI效果，跟嵌入式平台相比，受液晶屏及CPU运行速度的影响，一般其效果会好一些，读者可亲自品味一下。部分仿真效果图见图 emWin演示例程仿真效果图。

4.3. emWin仿真文件概览¶

现在我们来看看emWin仿真工程里的文件，它主要包含了Application、Config、GUI、 Simulation目录及一些外部依赖项文件，见图 emWin仿真工程文件介绍。

从V5.38版本开始，emWin仿真工程的文件内容和结构出现了较大变化，下面我们就来介绍一下该工程下的各类文件。

Application文件夹

Application文件夹是默认演示例程的应用文件包。在上一个小节中，我们编译的文件都是在这个Application目录下的，它包含了一个官方演示例程的应用文件，展开Application目录后，可以到这些文件命名都很规范，文件内容一目了然。读者如果看到很炫酷的示例，可以到这里找找它的源代码来学习(综合演示例程学习难度较大，适合有一定emWin基础的用户)。 emWin仿真工程附带了8个官方演示例程，除了默认启动的例程以外，其余的演示例程路径位于：\Sample\Application中， Application文件列表见图 Application目录下的文件。

Config文件夹

Config文件夹是显示配置文件包。在Config文件夹下，有GUIConf.c、GUIConf.h、LCDConfig.c、LCDConfig.h及SIMConfig.c文件，其中前三个文件在实际的嵌入式平台是非常重要的，它们分别起到了分配存储空间、裁剪emWin功能模块和LCD底层驱动实现。而LCDConfig.h文件没有内容，SIMConfig.c文件是VS 2019 社区版仿真环境需求的一些特定设置，在此我们不作探讨。关于GUIConf.c、GUIConf.h与LCDConfig.c文件的内容见代码清单:仿真-1 、代码清单:仿真-2 和代码清单:仿真-3 。

代码清单:仿真-1 GUIConf.c文件内容¶

#include "GUI.h"

/*********************************************************************
*
*       Defines
*
**********************************************************************
*/
//
// Define the available number of bytes available for the GUI
//
#define GUI_NUMBYTES  0x280000

/*********************************************************************
*
*       Public code
*
**********************************************************************
*/
/*********************************************************************
*
*       GUI_X_Config
*
* Purpose:
*   Called during the initialization process in order to set up the
*   available memory for the GUI.
*/
void GUI_X_Config(void)
{
    //
    // 32 bit aligned memory area
    //
    static U32 aMemory[GUI_NUMBYTES / 4];
    //
    // Assign memory to emWin
    //
    GUI_ALLOC_AssignMemory(aMemory, GUI_NUMBYTES);
}

/*************************** End of file ****************************/

GUIConf.c文件主要包含了一个GUI_X_Config函数，在这个函数中向系统申请了一个大小为2.5MB(0x280000) 的静态空间aMemory，接着调用emWin的库函数GUI_ALLOC_AssignMemory把这个空间分配给emWin。所以emWin的库函数使用的存储空间都是aMemory中分配的。在嵌入式平台上，我们需要根据其限制控制分配给emWin库的aMemory大小，修改宏GUI_NUMBYTES即可。根据我们的测试，STemWin的演示例程在野火STM32开发板平台上使用43KB即可正常运行。

代码清单:仿真-2 GUIConf.h文件内容¶

#ifndef GUICONF_H
#define GUICONF_H

/*********************************************************************
*
*       Multi layer/display support
*/
#define GUI_NUM_LAYERS      16   // Maximum number of available layers

/*********************************************************************
*
*       Multi tasking support
*/
#define GUI_OS              (1)  // Compile with multitasking support

/*********************************************************************
*
*       Configuration of available packages
*/
#define GUI_SUPPORT_TOUCH   (1)  // Support a touch screen (req. win-manager)
#define GUI_SUPPORT_MOUSE   (1)  // Support a mouse
#define GUI_WINSUPPORT      (1)  // Window manager package available
#define GUI_SUPPORT_MEMDEV  (1)  // Memory devices available

/*********************************************************************
*
*       Configuration of window manager
*/
#define WM_SUPPORT_NOTIFY_VIS_CHANGED (1) // Enable sending of WM_NOTIFY_VIS_CHANGED messages

/*********************************************************************
*
*       Default font
*/
#define GUI_DEFAULT_FONT &GUI_Font6x8

#endif  /* Avoid multiple inclusion */

/*************************** End of file ****************************/

GUIConf.h文件聚集了各种与emWin功能裁剪相关的宏，如GUI_NUM_LAYERS用于配置emWin的最大可用层数(多显示器及复合视图支持)， GUI_OS用于告诉emWin是否运行在带多任务系统的平台上等等，通过设置这些宏，可以方便地根据需要裁剪emWin的大小。

代码清单:仿真-3 LCDConf.c 文件内容¶

#include "GUI.h"

/*********************************************************************
*
*       Layer configuration (to be modified)
*
**********************************************************************
*/
//
// Physical display size
//
#define XSIZE_PHYS 800
#define YSIZE_PHYS 480

//
// Color conversion
//
#if GUI_USE_ARGB
#define COLOR_CONVERSION GUICC_M8888I
#else
#define COLOR_CONVERSION GUICC_8888
#endif

//
// Display driver
//
#define DISPLAY_DRIVER GUIDRV_WIN32

/*********************************************************************
*
*       Configuration checking
*
**********************************************************************
*/
#ifndef   VXSIZE_PHYS
#define VXSIZE_PHYS XSIZE_PHYS
#endif
#ifndef   VYSIZE_PHYS
#define VYSIZE_PHYS YSIZE_PHYS
#endif
#ifndef   VRAM_ADDR
#define VRAM_ADDR 0
#endif

#ifndef   XSIZE_PHYS
#error Physical X size of display is not defined!
#endif
#ifndef   YSIZE_PHYS
#error Physical Y size of display is not defined!
#endif
#ifndef   COLOR_CONVERSION
#error Color conversion not defined!
#endif
#ifndef   DISPLAY_DRIVER
#error No display driver defined!
#endif

/*********************************************************************
*
*       Public code
*
**********************************************************************
*/
/*********************************************************************
*
*       LCD_X_Config
*
* Purpose:
*   Called during the initialization process in order to set up the
*   display driver configuration.
*
*/
void LCD_X_Config(void)
{
    //
    // Set display driver and color conversion for 1st layer
    //
    GUI_DEVICE_CreateAndLink(DISPLAY_DRIVER, COLOR_CONVERSION, 0, 0);
    //
    // Display driver configuration
    //
    LCD_SetSizeEx    (0, XSIZE_PHYS,   YSIZE_PHYS);
    LCD_SetVSizeEx   (0, VXSIZE_PHYS,  VYSIZE_PHYS);
    LCD_SetVRAMAddrEx(0, (void *)VRAM_ADDR);
    //
    // Set user palette data (only required if no fixed palette is used)
    //
#if defined(PALETTE)
    LCD_SetLUTEx(0, PALETTE);
#endif
}

/*********************************************************************
*
*       LCD_X_DisplayDriver
*
* Purpose:
*   This function is called by the display driver for several purposes.
*   To support the according task the routine needs to be adapted to
*   the display controller. Please note that the commands marked with
*   'optional' are not cogently required and should only be adapted if
*   the display controller supports these features.
*
* Parameter:
*   LayerIndex - Index of layer to be configured
*   Cmd        - Please refer to the details in the switch statement
below
*   pData      - Pointer to a LCD_X_DATA structure
*
* Return Value:
*   < -1 - Error
*     -1 - Command not handled
*      0 - Ok
*/
int LCD_X_DisplayDriver(unsigned LayerIndex, unsigned Cmd, void *
                        pData)
{
    int r;

    switch (Cmd) {
    //
    // Required
    //
    case LCD_X_INITCONTROLLER: {
        //
        // Called during the initialization process in order to set up the
        // display controller and put it into operation. If the display
        // controller is not initialized by any external routine this needs
        // to be adapted by the customer...
        //
        // ...
        return 0;
    }
    case LCD_X_SETVRAMADDR: {
        //
        // Required for setting the address of the video RAM for drivers
        // with memory mapped video RAM which is passed in the 'pVRAM' element of p
        //
        LCD_X_SETVRAMADDR_INFO * p;
        p = (LCD_X_SETVRAMADDR_INFO *)pData;
        //...
        return 0;
    }
    case LCD_X_SETORG: {
        //
        // Required for setting the display origin which is passed in the 'xPos' and 'yPos' element of p
        //
        LCD_X_SETORG_INFO * p;
        p = (LCD_X_SETORG_INFO *)pData;
        //...
        return 0;
    }
    case LCD_X_SETLUTENTRY: {
        //
        // Required for setting a lookup table entry which is passed in the 'Pos' and 'Color' element of p
        //
        LCD_X_SETLUTENTRY_INFO * p;
        p = (LCD_X_SETLUTENTRY_INFO *)pData;
        //...
        return 0;
    }
    case LCD_X_ON: {
        //
        // Required if the display controller should support switching on and off
        //
        return 0;
    }
    case LCD_X_OFF: {
        //
        // Required if the display controller should support switching on and off
        //
        // ...
        return 0;
    }
    default:
        r = -1;
    }
    return r;
}

/*************************** End of file ****************************/

LCDConfig.c文件包含了LCD_X_Config和LCD_X_DisplayDriver两个函数。LCD_X_Config函数调用emWin库函数GUI_DEVICE_CreateAndLink配置了显示驱动及颜色转换格式，该函数的输入参数是根据Windows系统的环境配置的。接着调用LCD_SetSizeEx配置了显示尺寸，输入参数是本文件中的两个宏： #define XSIZE_PHYS 800 及 #define YSIZE_PHYS 480，也就是说把屏幕配置成了800*480分辨率大小，我们可以通过修改这两个宏的数值改变仿真时的屏幕尺寸。

LCD_X_DisplayDriver是提供给emWin库的驱动回调函数，该函数根据输入的参数Cmd区分要进行的操作，如LCD_X_INITCONTROLLER表示初始化液晶控制器， LCD_X_ON 表示启动液晶屏，LCD_X_OFF表示关闭液晶屏，这些命令是由用户根据需要选择性实现的。

在使用emWin的应用函数之前，我们需要调用其库函数GUI_Init初始化emWin运行的环境，而GUI_Init函数会执行我们前面提到的GUI_X_Config、LCD_X_Config、 LCD_X_DisplayDriver三个函数，从而完成初始化工作。当我们移植emWin时，主要的移植工作就是根据自己的平台实现这些函数，而emWin的上层应用函数无需修改，也无法修改，因为那些函数都已经编译进库里了，不开放源码。

GUI文件夹

GUI文件夹是emWin库核心文件包。它包含一个Include文件夹和一个Library文件夹，在Include文件夹里的都是emWin库的头文件，由于emWin以库的形式提供给用户，所以必须带有这些头文件以方便我们使用。Library目录下的GUI.lib就是emWin的库文件了，它是编译好的二进制编码，无法查看源程序。在不同的CPU平台下，需要使用不同版本的库，如这个工程里的GUI.lib库仅可以用在windows的VC++编译平台下，针对Cortex-M0、M3和M4芯片及IAR、MDK编译环境都有相对应的库文件，使用时要根据自己的平台选择适当的库文件。

Sample文件夹

Sample文件夹是emWin的基础应用示例程序包。我们使用仿真的一个重要目的就是学习这个文件夹下的工程代码。此文件夹从仿真工程的V5.38版本开始不再包含在工程中，文件结构也有所变化。目前的Sample文件夹包含3个子文件夹：Application，Tutorial和WinMain。这里的Application文件夹包含着另外7个官方演示例程， Tutorial文件夹内提供的都是一个个很小的工程，简化了学习的难度，而且这个文件夹下提供的应用示例更加丰富，基本上涵盖了emWin库提供的所有功能，当我们在emWin参考手册中看到某些功能不会使用时，可以来这里找找，一般都能找到示例程序，WinMain文件夹则是一些模拟器相关的文件，我们不作讨论。 Sample文件夹组成内容见图 Sample文件介绍。

4.4. Hello emWin¶

在本节中我们将讲解如何使用emWin仿真工程中提供给我们的各种小例程，学习emWin的使用方法。

上一小节提到emWin仿真工程有Application演示程序及Sample范例程序，默认的时候，不用对工程作任何修改，工程编译的是Application演示程序，这在4.3节中已经介绍。看到演示程序炫丽的界面，当我们尝试阅读演示程序的代码时，却发现它太庞大以致不知道从何入手，这时我们可以从简单点的Sample范例程序学习。这需要配置一下工程的编译选项，本小节我们以Sample目录下的HelloWorld示例进行讲解，对于学习其它Sample程序，其过程是一样的。

配置工程文件

1) 把Application中的文件从生成中排除。因为emWin文件包中每个例程都是是独立的工程，不能同时存在，所以我们想编译其他的例程时首先要把Application的文件排除在工程编译之外。操作步骤如下：全选Application下的文件，右键->属性，在弹出的对话框中“从生成中排除”一栏中填“是”，这样就可以把这些文件排除在工程编译之外了，见图把Application下的文件从生成中排除。

2) 新建Sample文件夹。操作步骤如下：右键单击SimulationTrial项目，在弹出的选项中选择添加->新建筛选器，然后将新建的文件夹命名为Sample，见图新建Sample文件夹。

3) 添加将要学习的Sample例程。在本小节中，我们选择一个最简单的程序，用emWin库函数显示“HelloWorld”，这个程序是由BASIC_HelloWorld.c文件实现的，文件路径：SeggerEval_WIN32_MSVC_MinGW_GUI_V548\Sample\Tutorial 。操作步骤如下：右键点击新建好的Sample文件夹->添加->现有项，然后根据路径找到BASIC_HelloWorld.c文件，把该文件添加到工程中，见图添加BASIC_HelloWorld.c文件到工程。

4) 完成了上面步骤之后，我们会看到Application下的文件图标都有了一个禁止的小标签， Sample目录下的BASIC_HelloWorld.c文件图标则没有，接下来我们就可以编译工程，点击“本地Windows调试器”按钮或“F5”运行，在仿真界面可以看到它以黑底白字的形式显示了“HelloWorld!”字样，见图编译BASIC_HelloWorld工程。

如果读者想要尝试仿真其他的例程，直接按照上面给出的方法添加和排除文件即可。

学习BASIC_HelloWorld工程代码

运行BASIC_HelloWorld程序之后，自然比较好奇它的代码是如何实现的，打开BASIC_HelloWorld.c文件，发现它的代码非常简单，见代码清单:仿真-4 。

代码清单:仿真-4 BASIC_HelloWorld.c文件¶

#include "GUI.h"

/*********************************************************************
*
*       Defines
*
**********************************************************************
*/
//
// Recommended memory to run the sample with adequate performance
//
#define RECOMMENDED_MEMORY (1024L * 5)

/*********************************************************************
*
*       Public code
*
**********************************************************************
*/
/*********************************************************************
*
*       MainTask
*/
void MainTask(void)
{
    GUI_Init();
    //
    // Check if recommended memory for the sample is available
    //
    if (GUI_ALLOC_GetNumFreeBytes() < RECOMMENDED_MEMORY) {
        GUI_ErrorOut("Not enough memory available.");
        return;
    }
    GUI_DispString("Hello world!");
    while (1);
}

/*************************** End of file ****************************/

在这个文件中的MainTask函数是主函数，就相当于平时我们熟悉的main函数一样，程序开始后就从MainTask开始执行，在这个函数里先是调用了GUI_Init函数，初始化了emWin所需要的运行环境，接着检查为例程分配的内存是否够用，然后调用emWin库函数GUI_DispString在屏幕输出“Hello World!”的字符串。