本帖最后由 apachectl 于 2018-8-20 13:30 编辑
前言：
太多太多的想法没有精力去实现，比如已经策划电路的4USB 多协议快充，最后都放弃了，原因是没有精力了，所有的时间还有资源，全部让给这个新一代的《可编程显示屏》，这个显示屏基本就可以理解为一台小电脑，大家可以在上面开发自己的应用程序，我花了4年，后废了4个版本，光废弃的代码就有几十W 行，四年磨一剑，希望这剑能成为宝剑：
概述：
随着物联网大趋势的推进，很多电器都升级为智能电器，而智能电器就需要一块屏幕，能显示更复杂的信息和控制，这就出现了一个特殊的行业，也就是UI体系；但是目前的UI体系要么成本非常高，要么开发起来非常费劲，为此我们着手解决这个问题；大家可以理解为把以前的486电脑整合成一个非常小型化的设备，有良好的开发体系和非常便宜的价格，这样才能切入产业链量产； 这个产品的核心是需要找一个脚本解释器，同一块屏幕，用户上传不同的脚本，即可展现不同的应用；配合相对应的量产程序，即可迅速制作复杂界面的产品； 开始以为做这么一个产品不难，毕竟有lua、miniPython等脚本语言，如果我们定位使用类似STM32f429系列的芯片，可以很容易实现，但是那没有商用价值，顶多算科研研发项目，因为这样这款屏幕量产后生产成本导致的最后售价也会将近200元；因此，我们的目标是在10元以内的MCU上完成这样的功能；（若压缩掉SDIO驱动TF卡，文件读写类，可以压缩到5元左右的芯片上跑） 我们的产品定位于工控，也就是说，必须解决MCU内存不停分配回收导致的碎片问题，否则不可能长期工作；其次，对内存（RAM)的苛刻要求，也就造就了没有先例，我们主要的一个要求，就是不管你写的程序如何复杂，代码如何长，或者说有一个界面，还是有100个界面，要求的RAM内存必须是一定的，不能说界面数量大，就要求RAM需求大，为此我们费了前面的4个版本，历时4年的开发，才有了现有的内核版本，在这中间我们深刻的理解“没有核心技术”就没有产品 这个道理； 好了，我们来说说产品：首先整个模块对外，有2个串口和6个IO口，带一块3.5寸480*320的触摸屏（也可以有其他尺寸的屏），其中一个串口连用户的单片机或PLC，可以进行输入输出数据的传递和对各种协议进行脚本解析；另一个串口接ESP8266或NBiot；6个IO可以自行设置输出，输入，AD输入，可由代码控制； 在软件书写上，我们提供上位机开发，可以直接基于上位机开发，代码非常简单，比如： class b1=loadcom(button); //加载按钮的控件 void b1.onclick() //按钮被按下的事件 { gpio(1,1); //1号GPIO 开，输出高电平 } start(); //界面启动，开始运行 在开始，我们提供了大量的，包括按钮，图标，菜单，动态GIF ，选择项，等大量的UI组件，可以供用户使用，更关键的是，所有的UI组件也是由脚本直接开发而来的，并支持编译后非源码交付使用，这样可以在整个生态上大家迅速制作出大量的控件，也就是说任何有不满足的需求，就可以自行设计控件，控件的开发也很简单，基本就是使用GD语句完成静态显示和数据的动态显示，以及处理鼠标事件的显示而已，非常方便； 软件开发上，用户只需要将所需的控件拖拽到屏幕上，设置相应的属性，然后写相应操作后事件的处理代码，既可；对外的串口协议进行了封装，也变成可某个控件的事件；对于需要扩展IO控制的，只需上传数据包即可，界面通过数据绑定逻辑会自动刷新显示，无需写代码； 硬件设计：
大家知道，如何快速的驱动MCU接口的液晶屏是一个难点，尤其是在MCU选型上是个问题，开始我们考虑选型stm32F0 或F1 系列，但是此系列的SPI接口速度太低，只有18M，这样SPI 就成了整个系统的瓶颈，而F401系列，居然把PB11给搞丢了（我们需要PB0~~PB15 接MCU16位总线），而再往上的STM32就基本用不起了；然后我们考察了其他型号的MCU，发现GD32F303系列的SPI主频可以上到60M，且支持QSPI，价格10元左右，带SDIO，基本满足我们需求，这点上，比STM32强多了； 但是在实际研发过程中，也产生可很多意想不到的问题，比如官方GD32F303的库带的样例代码根本上不到60M，后来找到GD官方的技术支持，解决了这个问题，但是却发现QSPI的DMA仍然调不稳定（也不是不通，就是连续工作数小时候几率卡死），费了2~3个月去解决这个不稳定，那真是噩梦，最后还是决定选择普通SPI模式，因为发现GD32的AHB实际也达不到60MQSPI，因此60M QSPI其实意义不大，降低为SPI后，A2 A3 管脚腾出，可以变为第二个串口，看来有得必有失； 不过鉴于gd的具体情况，我们也在考虑是否有更好的选择； 现在，一副整屏图（480*320）刷新到屏幕上大约30ms左右，有了这个优良的参数，为屏的使用效果奠定了良好的基础; 硬件驱动的秘密就在于大量使用DMA来提速，以及双buf乒乓方案等等........ 剩下的就是各种语句的绘制，这些倒是不难，就是代码量非常的大；
软件实现上：
内部的算法基本参考大学教材《编译原理》，这里不再讲述，这里我们来讲述三大机制： 1）控件机制： 控件是UI的核心，在各大编程语言UI界面中都有控件的概念，控件的概念来源于类的概念，有属性和方法的概念； 首先，我们来看一下一个控件的模板： - //-------声明控件的基础属性，基础属性不可以修改，也不可以调整顺序
- int x1=10;#defattr(x1,int,"左上角X1坐标");
- int y1 = 10;#defattr(y1,int,"左上角y1坐标");
- int x2 = 110;#defattr(x2,int,"右下角X2坐标");
- int y2 = 50;#defattr(y2,int,"右下角y2坐标");
- int status=0x00008080;#defattr(status,status,"状态寄存器");
- int status2 = 0x0000;
- //--------开始在此定义控件的用户属性,比如以下常用属性：----------
- //str text="演示系统";#defattr(text,str,"显示字符串");
- //int dotm = 16;#defattr(dotm,select,"显示汉字的点阵大小","16:16点阵;24:24点阵;32:32点阵;48:48点阵;64:64点阵");
- //int cc = 15;#defattr(cc,color,"显示汉字的颜色");
- //int bc = 63;#defattr(bc,color,"背景颜色");
- //int pic = 0;#defattr(pic,pic,"选择图片");
- //--------开始定义内部属性,不加#defattr,即控件内部变量，在上位机属性列表中不出现
- //比如：
- //int a=0;
- //---create():控件的初始化，可以在此书写有关默认参数的初始化
- void create()
- { //在此书写当前页的初始化,比如根据图片的大小，重新计算x2,y2
- }
- //---draw():绘制背景，所有不变的东西，不随数据变化的东西都称之为背景界面
- void draw()
- { //在此书写绘制背景的语句
- //automode(bc); or tranmode(n);//选择显示模式，具体讲解请参见语句说明书
- }
- //---show():刷新前景数据，也就是自定义属性发生变化时，界面跟着变得部分
- void show()
- { //在此书写刷新前景的语句
- //automode(bc); or tranmode(n); //选择显示模式，具体讲解请参见语句说明书
- }
- //----onmouse方法，用户点击触摸屏上的热区，会调用此方法，其中：
- //t:触摸模式： t=0 按下鼠标按钮，相当于触摸屏点击 ;t=1 鼠标移动 ；t=2鼠标抬起
- //rn:热区编号，允许一个控件对应多个热区，多个热区靠rn变量识别，对于按钮等整个控件一个热区，可以忽视rn
- void onmouse(int t,int rn)
- { //在此书写有关热区处理方法的代码
- }
- //----ontimer方法：status中设置的定时器会调用此方法
- //当本控件有属性数值发生变化后，系统会自动调用show方法显示，定时器代码中无需操作界面
- void ontimer()
- { //在此书写有关定期器对数据的修改代码
- }
- //----在此书写其他的控件方法
- //某个方法加： #defattr(方法名,function,"方法说明");语句后，在界面编辑时双击控件，可以在页面程序中立即继承此方法
首先，我们定义一些控件的属性和方法，如上例，属性就是变量，并使用#defattr 宏定义，定义描述，然后书写控件的create事件，绘制背景draw事件，刷新数据的show事件，还有鼠标事件，定时器事件等，于是一个控件就做好了，可以在页面（实际就是窗体）程序中隔离的重复引用，且属性隔离； ------------------------------------------- 2）CMD机制 由于是编译系统，系统最后以微码的方式发行（非源码），并最终提供量产加密方案，防止用户写的程序被非法复制； 但是考虑到实际使用，我们增加了CMD语句的解译： 即支持： l1.text="启动";l1.show(); 这样的语句解释执行，但不支持变量和表达式； 其中：l1.show();只是表示可以执行控件的方法示例，如果只是l1.text修改内容，修改后，屏幕会自动完成刷新显示，无需调用l1.show(); CMD机制用于屏幕和其他的单片机通信，当然也可以传输二进制数据包，到屏端使用代码进行协议翻译； 3）数据绑定机制 系统命令中支持 ： $"电压"="5.0V"; bind(l1.text,"电压”); 就可以实现数据绑定，当单片机通过串口传入：$"电压"="5.0V";语句设置绑定变量后，所有绑定的控件属性会自动更新（所有界面，无需代码）；同时我们可以指定一些绑定变量进行实例化存储，断电不丢失；
上位机的界面：
以后，再做什么数控电源、各种测试仪器仪表，直接拿块屏来写界面代码，就可以了，单片机只需要要测量后，传入： $"电压"="5.0V"; 这样就可以，甚至直接二进制的AD值组成的协议也可以；非常方便；
目前，样机已经开发完成，已经安排生产了一批小批量样板，到时会在一乐活动一下气氛，最近的一乐貌似有点死气沉沉，希望在一乐愿意搞点项目的，愿意使用我们屏幕的，可以免费支持一下，总之希望一乐更乐；
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发表于 2018-8-20 13:27
楼主
发表于 2018-8-20 15:58
