VxWorks系統(tǒng)下基于WindML的窗口化圖形界面設(shè)計(jì)

李瑞齋??周健

摘要摘要：介紹了VxWorks系統(tǒng)及WindML，說(shuō)明了基于WindML的窗口設(shè)計(jì)原理，重點(diǎn)闡述了窗口用戶圖形界面設(shè)計(jì)方法，討論了一些主要窗口部件設(shè)計(jì)原理及思路，給出了一些具體代碼示例。

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：VxWorks；圖形界面；窗口部件

DOIDOI：10.11907/rjdk.143925

中圖分類號(hào)：TP316.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2015）002004203

基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：2014年度河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（142102210499）

作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：吳秀才（1980-），女，河北衡水人，河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院公共基礎(chǔ)課教學(xué)部講師，研究方向?yàn)閼?yīng)用數(shù)學(xué)；李瑞齋（1980-），女，河南南樂人，碩士，鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院數(shù)理學(xué)院講師，研究方向?yàn)楦怕式y(tǒng)計(jì)；周健（1964-），男，碩士，河南鄭州人，鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院數(shù)理學(xué)院講師，研究方向?yàn)槲锢斫虒W(xué)。

1VxWorks概述

VxWorks系統(tǒng)是美國(guó)Wind River公司于1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它以卓越的可靠性和實(shí)時(shí)性被廣泛應(yīng)用于通信、軍事、航空、航天等高技術(shù)領(lǐng)域 [1]。其內(nèi)核具有很強(qiáng)的可裁剪性， VxWorks提供了WindML組件用來(lái)開發(fā)資源消耗較小的圖形界面，提高了系統(tǒng)的易用性，滿足了對(duì)系統(tǒng)界面有要求的用戶需求。

本文以Works5.5及其開發(fā)環(huán)境tomado2.2和組件WindML3.0為基礎(chǔ)介紹了窗口化圖形界面的設(shè)計(jì)。

2WindML概述

風(fēng)河多媒體庫(kù)[2]WindML（Wind River MUlti-media Library）支持在嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行多媒體應(yīng)用程序，提供基本的圖形、視頻、音頻技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序框架，其APl庫(kù)提供了圖形硬件接口和處理輸入輸出設(shè)備事件的能力。

WindML提供了軟件開發(fā)包（SDK）和驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)包（DDK）兩個(gè)組件。SDK用于開發(fā)應(yīng)用程序，提供了用于圖形、輸入處理、多媒體、字體、內(nèi)存管理的API庫(kù)。DDK用于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序，可擴(kuò)展和自定義。

3窗口化圖形界面程序設(shè)計(jì)原理

3.1基本概念

WindML圖形設(shè)計(jì)中的一些基本概念類似于常見的Windows系統(tǒng)下的Visual C++編程，如窗口實(shí)例、窗口類等，也有其特有的，如窗口管理器。一個(gè)窗口實(shí)例即一個(gè)可見的矩形窗口對(duì)象（包括帶框架的普通窗口、無(wú)框架窗、窗口部件等）。通過(guò)設(shè)定其對(duì)應(yīng)屬性，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、調(diào)整大小、重疊、包含于另外窗口的操作，通過(guò)編寫回調(diào)函數(shù)，可以響應(yīng)各種消息，與輸入設(shè)備、其它窗口、應(yīng)用程序進(jìn)行互動(dòng)。

窗口類定義了具有同樣屬性的某一類窗口，用于定義窗口部件，通過(guò)預(yù)先定義，這些窗口部件具有了特殊屬性、能力或默認(rèn)數(shù)據(jù)。窗口類的源文件在編寫過(guò)程中，需要編寫消息處理器。消息處理器類似消息回調(diào)函數(shù)，用來(lái)響應(yīng)消息，作出相應(yīng)反應(yīng)。消息處理器與回調(diào)函數(shù)不同之處在于前者關(guān)聯(lián)于窗口類，后者直接關(guān)聯(lián)于某一個(gè)窗口實(shí)例，并且在編寫回調(diào)函數(shù)時(shí)，將其返回值設(shè)定為UGL_STATUS_ FINISHED， 可以無(wú)視類的消息處理器，使消息不再進(jìn)一步處理。

窗口管理器由多個(gè)源文件組成，包括窗口類文件、資

源預(yù)定義文件等，預(yù)定義了一些必要的資源和一些基本窗口類。窗口管理器類似設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，為窗口應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)提供了方便的接口。合理利用窗口管理器可以在程序開發(fā)過(guò)程中提高效率，節(jié)省精力。WindML3.0提供了一個(gè)基本的窗口管理器WWM（WindML Windows Manager），封裝了16種顏色、光標(biāo)圖形、3種字體，以及根窗口、框架類、按鈕類、任務(wù)欄按鈕、任務(wù)欄菜單等資源，可以直接使用。設(shè)計(jì)者可以靈活地自定義窗口管理器，以實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。原則上WWM文件禁止更改，因?yàn)槿魏沃蟮腤indML重裝、升級(jí)、補(bǔ)丁安裝等都可能覆蓋原來(lái)的文件[3]，所作的修改也會(huì)丟失。因此最好的方法是新建一個(gè)窗口管理器。最簡(jiǎn)易的方法是以原WWM的副本為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)建，大致過(guò)程為：在installDir/target/h/ugl/winMgr和installDir/target/src/ugl/winMgr下分別新建自定義的管理器目錄，復(fù)制原wwm目錄下的源文件到新目錄，再修改WindML數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件即可，之后可任意修改窗口管理器文件夾內(nèi)的源文件，添加新窗口類文件。

3.2窗口創(chuàng)建步驟

WindML的2D圖形庫(kù)提供了基本的繪圖操作和字體、位圖、光標(biāo)、顏色、區(qū)域等管理器，窗口庫(kù)以2D圖形庫(kù)為基礎(chǔ)，封裝了用于窗口操作的API，利用它們創(chuàng)建基本的矩形窗口，不足之處是窗口過(guò)于簡(jiǎn)單，而且沒有常用功能的窗口部件，需要自行擴(kuò)展才能設(shè)計(jì)出高效、復(fù)雜的圖形界面。

窗口庫(kù)封裝了大部分必要的初始化操作，利用窗口管理器設(shè)計(jì)窗口應(yīng)用程序更簡(jiǎn)易。創(chuàng)建一個(gè)普通窗口的步驟為：①調(diào)用winAppCreate（）創(chuàng)建窗口應(yīng)用程序；②調(diào)用winCreate（）創(chuàng)建服務(wù)于該應(yīng)用程序的窗口； ③調(diào)用winCbAdd（）為窗口加入回調(diào)函數(shù)，用來(lái)處理交互消息；④調(diào)用winAttach（）綁定目標(biāo)窗口到父窗口；⑤調(diào)用winAppDestroy（）結(jié)束窗口應(yīng)用程序，銷毀資源。

4設(shè)計(jì)方法

4.1基本窗口創(chuàng)建

4.1.1框架窗口與無(wú)框架窗口

在winCreate（）參數(shù)中設(shè)置WIN_ ATTRIB_RRAMED屬性即可創(chuàng)建框架窗口?？蚣艽翱谟蓛刹糠纸M成：窗口類預(yù)定義的外框和中間的內(nèi)容窗。默認(rèn)的框架類在窗口周圍繪制了一個(gè)邊界，可以通過(guò)修改窗口管理器框架類源文件，自定義框架顏色、邊界寬度等?？梢杂檬髽?biāo)拖拽移動(dòng)和調(diào)整框架大小，且有最大化、最小化、關(guān)閉按鈕，也可以設(shè)置相應(yīng)屬性來(lái)禁止這些按鈕。窗口庫(kù)提供有若干框架操作的API，可以設(shè)置或獲取框架、矩形位置等。

winCreate（）參數(shù)中不設(shè)置框架屬性，因此創(chuàng)建出的窗口僅有一個(gè)內(nèi)容窗而沒有框架。

4.1.2窗口基本繪圖

窗口繪圖原理與普通的2D圖形繪制一樣，使用基本的2D圖形庫(kù)API，但某些步驟，如圖形環(huán)境變量的創(chuàng)建和配置等被封裝在窗口庫(kù)中，使用起來(lái)更方便。窗口繪圖方法有兩種：異步繪圖和同步繪圖。

異步繪圖是較常用的繪圖方法，通過(guò)響應(yīng)繪圖消息MSG_DRAW，在回調(diào)函數(shù)中編寫繪圖代碼，能夠動(dòng)態(tài)地繪制窗口內(nèi)容，在窗口移動(dòng)后或因遮蓋物移走而重新暴露后自動(dòng)更新、重繪窗口。

同步繪圖是靜態(tài)的，通過(guò)調(diào)用winDrawStart（）和winDrawEnd（）在任何時(shí)候都可以進(jìn)行繪圖操作，其間利用基本繪圖函數(shù)編寫具體的繪圖代碼。這種繪圖方法是一次性的，不能自動(dòng)重繪，因此不太常用。

4.2窗口部件

一個(gè)窗口化圖形界面需要眾多窗口部件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能，但WindML的窗口庫(kù)僅提供了一個(gè)基本窗口創(chuàng)建函數(shù)winCreate（），對(duì)于復(fù)雜界面來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此需要花費(fèi)一定的工作量自定義窗口部件。默認(rèn)的窗口管理器提供了幾個(gè)基本的窗口部件類，包括按鈕、任務(wù)欄、菜單，可以此為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展。

4.2.1按鈕

按鈕在圖形界面開發(fā)中是最常見的，WWM默認(rèn)的按鈕類中提供了一些很有用的函數(shù)：按鈕創(chuàng)建、文本設(shè)置、字體設(shè)置及獲取、按鈕顏色設(shè)置。

按鈕類消息處理器處理的一些主要消息有：

MSG_DRAW：繪制有立體感的按鈕外觀，包括邊界色和背景色；

MSG_BUTTON DRAW：繪制按鈕文本；

MSG_MANAGE：分配資源（設(shè)置默認(rèn)字體和顏色）；

MSG_UNMANAGE：銷毀資源；

MSG_PTR_BTNl_DOWN：重新繪圖，模擬鼠標(biāo)左鍵按下時(shí)按鈕下沉的外觀；

MSG_PTR_BTNI_UP：重新繪圖，模擬鼠標(biāo)左鍵彈起時(shí)按鈕彈起的外觀。

在按鈕MSG_BUTTON_DRAW的消息處理器中，繪圖代碼的原型是直接以單字節(jié)文本繪制，可以修改為先判斷按鈕字符串是英文還是中文，再根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行繪制，大致流程如圖1。

圖1按鈕繪制函數(shù)流程

4.2.2文本框

文本輸入框也是窗口界面設(shè)計(jì)中常用的窗體，是用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入的典型窗口部件。默認(rèn)窗口管理器并沒有提供文本框類，設(shè)計(jì)者可以按照按鈕類自行設(shè)計(jì)。

4.2.3其它部件

默認(rèn)的菜單類和任務(wù)類能夠在任務(wù)欄菜單中添加菜單項(xiàng)或添加任務(wù)欄按鈕，可以改進(jìn)和擴(kuò)展源文件以滿足實(shí)際開發(fā)的需要。其它沒有提供的窗口部件類可像前文介紹的文本框類一樣，自行在窗口管理器中設(shè)計(jì)添加。

4.3代碼示例

下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)登錄界面為例，給出部分代碼：

/*創(chuàng)建窗口應(yīng)用程序*/

appId=winAppCreate（"winsysLogin”，0， 0， 0， UGL_ NULL）；

……

/*創(chuàng)建主窗口，居中置頂*/

winLoginld=winGreate（appId，UGL_NULL， WIN_ATTRIB_VISIBLE|WIN_ATTRIB_TOPMOST，

（displayWidth-300）/2，（displayHeight-200）/2，

300， 200， UGL_NULL， 0， UGL_NULL）；

winCbAdd （winLoginId， MSG_DRAW， 0， （WIN_CB*）cbWinLoginDraw，UGL_NULL）；

winCbAdd（winLoginId，MSG_MANAGE，O，（WIN_CB*）cbWinLoginManage，UGL_NULL）；

winCbAdd（winLoginId，MSG_UNMANAGE，O，（WIN_CB*）cbWinLoginUnmanage，UGL_NULL）；

winAttach（winLoginId，UGLNULL_ID，UGL_NULL_ID）；

/*創(chuàng)建取消按鈕*/

btnCanceIId=wwmButtonCreate （appld，“取消"， 200，170，50，20，UGL_NULL， 0， UGL_NULL）；

wincbAdd（btnCancelId，MSG_BUTTDN_Select，UGL_NULL）；

winAUath（btnCancelld，WinLoginId，UGL_NULL_ID）；

…

/*創(chuàng)建輸入框*/

tboxUserId=wwmTextboxCreate（appld，8，110，65，100，20，UGL_NULL，0，UGL_NULL）；

tboxPwdId=wwmTextboxCreate（appld，8，110，110.l00，20，UGL_NULL，0， UGL_NULL）；

winAttach（tboxUserId，winLoginld，UGL_NULL_ID）；

winAttach（tboxPwdId，winLoginId，UGL_NULL_ID）；

/*MSG_DRAW的回調(diào)函數(shù)部分內(nèi)容*/

rect=pMsg->data.dxaw.rect；

gcId=pMsg->data.draw.gcId；

/*繪制窗體內(nèi)的文本*/

uglLineWidthSet（gcId，l）；

uglBackgroundColorSet（gcId，UGL_COLOR_TRANSPARENT）；

uglForegroundColorSet（gcId，WIN_ RED）；

uglFontSet （gcId， WIN_FONT_SONG24）；

pText=“系統(tǒng)登錄”；

uglTextSizeGetW（WIN_FONT_SONG24，&width，&height，strlen（pText）/2，

（UGL_WCHAR *）pText；

uglTextDrawW（gcId，（rect.left+rect.right-width）/2，20，strlen（pText）/2，（UGL_WCHAR*）pText）；

/*繪制輸入框前的提示文本*/

uglForegroundColorSet（gcId，WIN_BlACK）；

uglFontSet（gcId，WIN_FONT_SONG12）；

pText=”賬號(hào)”；

uglTextDrawW（gcId，70，65，strlen（pText）/2，（UGL_WCHAR*）pText）；

pText=”密碼：”；

uglTextDrawW（gcId，70，110，strlen（pText）/2，（UGL_WCHAR*）pText）；

5結(jié)語(yǔ)

本文討論了VxWorks下基于WindML的窗口化圖形界面設(shè)計(jì)基本原理和方法。在實(shí)際開發(fā)測(cè)試中，WindML具有方便靈活、開發(fā)自由度較大、消耗資源較少的特點(diǎn)，是VxWorks系統(tǒng)下開發(fā)圖形用戶界面的有力工具。

參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：

＼[1＼]陳翌，田健，王金俐.嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.

[2]WIND RIVER SYSTEMS INC.WindML SDK programmers guide 3.0 [EB/OL].http：//www.doc88.com/p-14465587484.html，2002.

[3]WIND RIVER SYSTEA INC. WindML DDK programmers guide 3.0[Z].Alameda： Wind River Systems Inc，2002.

責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：杜能鋼）