基于STM32移植UCGUI图形界面框架（3.9.0源码）

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一、环境介绍

keil: 5.25

MCU: STM32F103ZET6

UCGUI版本: 3.90(纯源码版本)

3.9.0是源码版本，可以看到全部源码，也方便学习；后续的版本都是提供lib库文件，不再提供源码了。

2.1 UCGUI

µC/GUI 是一种用于嵌入式应用的图形支持软件。它被设计用于为任何使用一个图形 LCD的应用提供一个有效的不依赖于处理器和 LCD 控制器的图形用户接口。它能工作于单任务或多任务的系统环境下。 µC/GUI 适用于使用任何 LCD 控制和 CPU 的任何尺寸的物理和虚拟显示。它的设计是模块化的，由在不同的模块中的不同的层组成。一个层，称作 LCD 驱动程序，包含了对 LCD 的全部访问。 µC/GUI 适用于所有的 CPU，因为它 100%由的 ANSI 的 C 语言编写的。
µC/GUI 很适合大多数的使用黑色/白色和彩色 LCD 的应用程序。 它有一个很好的颜色管理器，允许它处理灰阶。 µC/GUI 也提供一个可扩展的 2D 图形库和一个视窗管理器，在使用一个最小的 RAM 时能支持显示窗口。

UCGUI官网地址：Micrium Software and Documentation - Silicon Labs

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2.2 GUI相关文件介绍

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①．GUI/LCDDriver 文件夹中存放的是一些 LCD 驱动代码，如果你使用的 LCD 在

这里可以找到代码，可以直接通过 Config 中的 LCDConfig.h ：

#define LCD_CONTROLLER -1 // -1：表示没有选择的 LCD 驱动，而是使用里边的样本程序进行修改。

uCGUI 中具体支持哪些 LCD 可以查询《uCGUI 用户手册》的第 22 章 LCD 驱动程序。里边详细的说明了，支持些什么控制器的 LCD。

②．在工程中只需加载需要的 LCD 驱动代码文件即可。如果设置为-1，则选择加载 LCDDummy.C 或 LCDTemplate.C 文件（不同的版本，此代码的文件名可能会不同）。

文件夹的主要内容如下：

Config-----------配置文件

GUI-----------源代码

GUI_X----------操作系统接口函数定义文件

GUI源代码文件：

1）AntiAlias:抗锯齿显示效果支持。

2）ConvertColor:彩色显示的色彩转换支持。

3）ConvertMono:(b/w)和灰度显示的色彩转换支持。

4）Core:核心文件，提供了GUI基本的功能。

5）Font:字库。

6）JPEG:图片操作函数。

7）LCDDriver:LCD驱动支持。

8）MemDev:内存设备支持。主要功能是防止在项目重叠时触摸屏的闪烁。

9）Widget:窗体控件库。

10）WM:窗口管理库。

注意：JPEG、MemDev、Widget、WM是可裁剪项，若要支持Widget(窗体控件)，需要

WM(窗口管理器)的支持；使用控件时，需要将相应的头文件包含进去，比如我们需要使用按钮BUTTON,那么我们需要先包含BUTTON.h头文件，否则控件即使支持也不可用。

二、移植步骤

移植准备工作：

1. 一个块STM32开发板
2. 一个完好的LCD显示屏
3. 一个完整的基于开发板的KEIL工程(包含完整的LCD驱动代码)
4. 一个完整的UCGUI 3.9源码包

2.1 创建文件夹

首先在KEIL工程目录下创建一个UCGUI的文件夹，用来存放移植需要用到的源码文件。

效果图：

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2.2 拷贝源码文件

将GUI_V3.9_官方源码\uCGUI3.90版源码\Start路径下的Config文件夹和GUI文件拷贝到刚才在KEIL工程目录下创建的UCGUI文件夹里。

效果图：

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将GUI_V3.9_官方源码\uCGUI3.90版源码\Sample路径下的GUI_X文件夹拷贝到刚才在KEIL工程目录下创建的UCGUI文件夹里。（GUI_X文件夹是操作系统的接口）

效果图：

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2.3 创建UCGUI工程

打开KEIL工程，添加UCGUI源代码。

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根据 UCGUI\GUI 目录下的文件创建KEIL的工程目录，名字最好用源码默认的名字不要修改，以防止后面查找不方便。额外再添加创建一个UCGUI_Config目录，用来存放UCGUI的配置文件创建好的工程目录—效果图：

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2.4 添加UCGUI源文件

工程创建OK之后，将对应源文件添加到KEIL工程目录下，将对应的头文件加入工程。

效果图：

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添加的源文件和头文件需要对照GUI文件夹逐个添加，不能漏掉文件。

源文件只添加.c 。其他文件一律不添加。

UCGUI_Config文件夹添加的文件如下所示：

UCGUI\GUI_X\GUI_X.c          //OS系统接口
UCGUI\Config\GUITouchConf.h   //配置触摸屏
UCGUI\Config\ GUIConf.h       //配置GUI
UCGUI\Config\ LCDConf.h       //配置LCD显示屏参数

效果图：

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2.5 修改配置文件

修改LCD配置文件，打开LCDConf.h文件，替换下面的代码：

#ifndef LCDCONF_H
#define LCDCONF_H
#define LCD_XSIZE (240)        /* 水平分辨率X-resolution of LCD, Logical coor. */
#define LCD_YSIZE (320)        /* 垂直分辨率Y-resolution of LCD, Logical coor. */
#define LCD_BITSPERPIXEL (16)  /*lcd 颜色深度*/
#define LCD_CONTROLLER (-1)    /*lcd 控制器的具体型号*/
#define LCD_FIXEDPALETTE (565) /*RGB 颜色位数*/
#define LCD_SWAP_RB (1)        /*红蓝反色交换*/
#define LCD_INIT_CONTROLLER() LCD9341_Init (); 
/*底层初始化函数，自己写的，而非源码自带，这一步非常重要*/
#endif /* LCDCONF_H */

因为我们有LCD的驱动，不需要UCGUI的LCD驱动配置。

其中：LCD9341_Init (); 函数是我们自己工程的LCD初始化函数。我们的LCD初始化函数名字不能是LCD_Init()，因为UCGUI自带的LCD初始化函数也是这个名字，我们自己的工程里也不能出现LCD名字的结构体。不然，会出现重定义的错误。

修改UCGUI配置文件，打开GUIConf.h文件，修改成下面的代码：

#ifndef GUICONF_H
#define GUICONF_H

#define GUI_OS                     (0)  /* 系统支持 */
#define GUI_SUPPORT_TOUCH         (0)  /* 支持触摸屏 */
#define GUI_SUPPORT_UNICODE       (0)  /* 支持混合ASCII / UNICODE字符串 */

#define GUI_DEFAULT_FONT          &GUI_Font6x8
//#define GUI_ALLOC_SIZE          12500  /* Size of dynamic memory ... For WM and memory devices*/
#define GUI_ALLOC_SIZE          1024*1024  /* Size of dynamic memory ... For WM and memory devices*/
#define GUI_WINSUPPORT             0  /* 窗口管理器包可用 */
#define GUI_SUPPORT_MEMDEV        0  /* 内存设备可用 */
#define GUI_SUPPORT_AA             0  /* 抗锯齿可用 */

#endif  /* Avoid multiple inclusion */

初次移植，将不需要用到的配置全部关闭，等UCGU的基本操作熟悉之后再打开使用。

2.6 修改UCGUI底层驱动

打开LCDDummy.c文件，添加UCGUI底层的画点函数和读点函数。

先在LCDDummy.c里加入LCD头文件。并且定义使用自己的LCD驱动。

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添加画点函数

该函数在LCDDummy.c文件(大约382行)处。

void LCD_L0_SetPixelIndex(int x, int y, int PixelIndex)
 {
  /* Convert logical into physical coordinates (Dep. on LCDConf.h) */
  #if LCD_SWAP_XY | LCD_MIRROR_X| LCD_MIRROR_Y
    int xPhys = LOG2PHYS_X(x, y);
    int yPhys = LOG2PHYS_Y(x, y);
  #else
    #define xPhys x
    #define yPhys y
  #endif
  /* Write into hardware ... Adapt to your system */
  {
    LCD_DrawPoint_color(x,y,PixelIndex); //添加画点函数
  }
}

添加读点函数

该函数在LCDDummy.c文件(大约407行)处。

unsigned int LCD_L0_GetPixelIndex(int x, int y) {
  LCD_PIXELINDEX PixelIndex;
  /* Convert logical into physical coordinates (Dep. on LCDConf.h) */
  #if LCD_SWAP_XY | LCD_MIRROR_X| LCD_MIRROR_Y
    int xPhys = LOG2PHYS_X(x, y);
    int yPhys = LOG2PHYS_Y(x, y);
  #else
    #define xPhys x
    #define yPhys y
  #endif
  /* Read from hardware ... Adapt to your system */
  {
		PixelIndex=LCD_ReadPoint(x,y);  //添加读点函数
  }
  return PixelIndex;
}

2.7 编译工程

文件修改完毕之后，回到主函数，添加#include "GUI.h"头文件。

并在主函数里加入下面的代码，测试GUI移植是否成功。

GUI_Init();                    //GUI初始化
GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);      //设置颜色
GUI_Clear();                   //清屏
GUI_GotoXY(60,50);             //设置字符显示的XY坐标
GUI_DispString("Hello World!!");   //显示字符
GUI_DrawCircle(100,200,50);      //画圆  

代码写完，编译工程，编译时间1-10分钟左右(电脑性能决定)。

效果图：

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编译成功之后，将代码下载到开发板运行。

效果如图：

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2.8 编译错误解决办法

如果编译出现下面的错误：

..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol exit (referred from jerror.o).

根据错误提示，打开jerror.c文件，找到error_exit函数，将该函数的最后一行代码exit(EXIT_FAILURE); 该为return 。改完，再次编译，错误解决。

效果图：

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方法：

1. 查找自己原来的工程里是否有以LCD命名的相关结构体，
2. 查看原来工程里的LCD初始化函数是否是LCD_Init(), 如果是，就修改函数名字。

一般解决了上述的问题，移植一般都没有问题。出现了问题，可以查看错误信息，判断是什么错误，针对性解决。

三、加入触摸屏

加入触摸屏功能之前，要保证原本工程已经有正常的触摸屏驱动代码，能正确的转换触摸屏的X Y坐标值。

3.1 打开GUIConf.h文件，修改当前GUI支持触摸屏

#define GUI_SUPPORT_TOUCH         (1)  /* 支持触摸屏 */
#define GUI_ALLOC_SIZE             5000   //修改内存空间改大一点，防止编译不过  

效果图：

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3.2 打开GUITouchConf.h文件，替换成下边代码。

#ifndef GUITOUCH_CONF_H
#define GUITOUCH_CONF_H

#define GUI_TOUCH_AD_LEFT    0    //屏幕左边尺寸
#define GUI_TOUCH_AD_RIGHT   240  //屏幕右边尺寸
#define GUI_TOUCH_AD_TOP      0   //屏幕顶端尺寸
#define GUI_TOUCH_AD_BOTTOM  320  //屏幕底部尺寸

#define GUI_TOUCH_SWAP_XY    0     //是否交换坐标
#define GUI_TOUCH_MIRROR_X   0     //设置镜像X
#define GUI_TOUCH_MIRROR_Y   0     //设置镜像Y

#endif /* GUITOUCH_CONF_H */

效果图：

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3.3 将GUI_X_Touch.c文件加入到工程UCGUI_Config目录。

GUI_X_Touch.c在UCGUI\GUI_X路径下。

并修改获取X Y 坐标代码，加入触摸屏驱动头文件。

修改代码如下：

#include "GUI.h"
#include "GUI_X.h"
#include "touch.h"   //头文件
void GUI_TOUCH_X_ActivateX(void) {
}

void GUI_TOUCH_X_ActivateY(void) {
}
int  GUI_TOUCH_X_MeasureX(void) {     
//添加获取触摸X坐标代码
	Touch_check();   //扫描触摸屏
 return TOUCH.x;  //X坐标
}

int  GUI_TOUCH_X_MeasureY(void) {
//添加获取触摸Y坐标代码
  Touch_check(); //扫描触摸屏
  return TOUCH.y;  //Y坐标
}

效果图：

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3.4 添加初始化函数

上边步骤完成之后，在主函数添加(自己工程的)触摸屏的初始化函数，触摸屏即可正常运行。

3.5 轮询检测触摸屏

如果GUI没有加入系统，需要定义一个定时器去扫描触摸屏，在定时器的中断服务函数里加入GUI_TOUCH_Exec();函数。扫描的频率为：10毫秒一次

如果GUI加入了系统，可以创建一个单独的任务，在任务里添加GUI_TOUCH_Exec();

第四章 加入UCOSII系统

4.1 移植准备步骤

本小节的的移植是基于UCOSII系统的移植

移植系统之前的准备工作：

1. 一份UCOSII源码
2. 熟悉UCOSII的基本操作(创建工程和任务编写)

打开GUIConf.h文件，修改当前GUI支持系统

#define GUI_OS (1) /* 系统支持 */

效果图：

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4.2 在GUI.h加入UCOSII的头文件。

添加相关头文件路径效果图：

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4.3 添加UCOSII源码到工程目录

效果图：

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注意：加载源码的时候，不能将ucos_ii.c加入到工程。加入了ucos_ii.c文件会出现重定义。

”ucos_ii.c的代码作用是加载源文件，因为UCOSII其他源文件我们已手动加入到工程，已不需要ucos_ii.c的代码”。

4.4 设置UCOSII任务调度时间基准

初始化滴答时钟，开启滴答时钟中断，设置滴答时钟10毫秒中断一次。

(用任何一个硬件定时器都可以代替)

在滴答时钟中断服务函数里加入下面的代码：

(记得在滴答定时器中断函数的代码文件里引用UCOSII的头文件：#include "includes.h" )

/*
滴答时钟中断服务函数
*/
void SysTick_Handler(void)
{
	   OSIntEnter();		   //进入中断
    OSTimeTick();       //调用ucos的时钟服务程序               
    OSIntExit();         //触发任务切换软中断
}

效果图：

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4.5 修改错误与正确的宏

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4.6 添加UCOS支持文件

在进行上边的步骤，之后，编译工程，会出现如下的错误：

Build target 'UCGUI移植'
linking...
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_GetTaskId (referred from guitask.o).
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_InitOS (referred from guitask.o).
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_Lock (referred from guitask.o).
..\OBJ\KEY.axf: Error: L6218E: Undefined symbol GUI_X_Unlock (referred from guitask.o).
Not enough information to list image symbols.
Finished: 1 information, 0 warning and 4 error messages.
"..\OBJ\KEY.axf" - 4 Error(s), 0 Warning(s).
Target not created

根据报错提示信息，打开GUITask.c 文件。GUITask.c有提示需要在GUI_X.c文件实现几个函数。

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根据提示，继续打开GUI_X.C 。前边有提到，GUI_X.C文件主要是提供OS系统接口，配置/系统相关的外部环境。

效果图：

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我们当前移植的OS是UCOSII系统，打开KEIL工程路径下的GUI_X文件夹：

效果图：

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该目录下有6个与系统接口相关的文件，我们移植的是UCOS系统，其中GUI_X_uCOS.c文件是UCOSII系统的接口。我们将GUI_X_uCOS.c文件加入到工程

效果图：

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将GUI_X.C文件的三个底层函数拷贝一份到GUI_X_uCOS.c文件

void GUI_X_Log      (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); }
void GUI_X_Warn     (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); }
void GUI_X_ErrorOut  (const char *s) { GUI_USE_PARA(s); }

效果图：

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完成上面的步骤之后，将GUI_X.c文件从工程中卸载掉，因为GUI_X_uCOS.c与GUI_X.c文件实现的函数有很多是相同的，不卸载GUI_X.c会出现重定义的错误。

接着修改GUI_X_uCOS.c文件，替换UCOS的延时函数。(大约在78行)。

void GUI_X_ExecIdle (void) 
{
    //OS_X_Delay(1);
	OSTimeDly(50);  //UCOS延时函数
}

效果图：

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4.7 建立任务测试效果

//开始任务
void start_task(void *pdata)
{
  OS_CPU_SR cpu_sr=0;
	pdata = pdata; 
  OS_ENTER_CRITICAL();			      //进入临界区(无法被中断打断)    
 	OSTaskCreate(led0_task,(void *)0,(OS_STK*)&LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE-1],LED0_TASK_PRIO);	//创建的任务					   
 	OSTaskCreate(led1_task,(void *)0,(OS_STK*)&LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE-1],LED1_TASK_PRIO);	 				   
	OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO);	//挂起起始任务.
	OS_EXIT_CRITICAL();			        //退出临界区(可以被中断打断)
}


//LED0任务
void led0_task(void *pdata)
{	 	
	u8 i;
	u16 cnt=0;
	/***************************************
	画一个进度条控件	
	****************************************/

  hProgBar_1 = PROGBAR_Create(0, 0, 240, 40, WM_CF_SHOW); //设置进度条的大小坐标参数
	PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_1,0,GUI_GREEN); //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条覆盖的颜色)
  PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_1,1,GUI_RED);   //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条未覆盖的颜色)
  PROGBAR_SetValue(hProgBar_1,99);             //参数(句柄 ,99是进度条显示的99%) 

	while(1)
	{
	  i=!i;
		LED2(i);
		LED3(i);
		PROGBAR_SetValue(hProgBar_1,cnt);  //显示进度条1控件 的进度
		OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);           //将一个任务延时若干时间(设定时、 分、 秒、 毫秒)
	  WM_Exec();  
		cnt++;
		if(cnt>=100)
		{
			cnt=0;
		}
	}
}

//LED1任务
void led1_task(void *pdata)
{	  
	u8 i;
	u16 cnt;
	hProgBar_2 = PROGBAR_Create(0, 80, 240, 40, WM_CF_SHOW); //设置进度条的大小坐标参数
	PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_2,0,GUI_GREEN); //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条覆盖的颜色)
  PROGBAR_SetBarColor(hProgBar_2,1,GUI_RED);   //参数(句柄,1(0)代表本函数是显示进度条覆盖的区域还未覆盖的区域,进度条未覆盖的颜色)

	while(1)
	{
		//GUIDEMO_main();	 //运行DEMO代码
		i=!i;
		LED1(i);
		LED4(i);
	  PROGBAR_SetValue(hProgBar_2,cnt);  //显示进度条2控件 的进度
		WM_Exec();                         //显示生效
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500); //将一个任务延时若干时间(设定时、 分、 秒、 毫秒)
	  cnt++;
		if(cnt>=100)
		{
			cnt=0;
		}
	}
}

效果图：

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第五章 移植DEMO代码

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将DEMO文件全部加入工程编译，最后运行DEMO代码。

//LED0任务
void led0_task(void *pdata)
{	 	
	u8 i;
	while(1)
	{
	  i=!i;
		LED2(i);
		LED3(i); 
        GUI_TOUCH_Exec();			 //监视和刷新触摸板		
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10);          //将一个任务延时若干时间(设定时、 分、 秒、 毫秒)
	}
}

//LED1任务
void led1_task(void *pdata)
{	  
	u8 i;
	while(1)
	{
		GUIDEMO_main();	 //运行DEMO代码
		i=!i;
		LED1(i);
		LED4(i);
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10);          //将一个任务延时若干时间(设定时、 分、 秒、 毫秒)
	}
}

系统时间计算

如果跑UCOS系统可以设置UCOS工作频率高一些: #define OS_TICKS_PER_SEC 1000 //一秒的节拍时间。

节拍时间计算方式：滴答时钟中断时间 * 节拍次数 = 1秒

第六章 常用相关函数解析

6.1 初始化函数

函数原型	GUI_Init();
函数功能	初始化GUI的内部数据结构和变量，使用GUI任何功能之前必须调用本函数
函数参数
返回值

6.2 设置XY坐标

函数原型	GUI_GotoXY(int x, int y)
函数功能	设置当前的XY坐标
函数参数	X ：横坐标 Y:纵坐标
返回值	成功返回0
相关函数	GUI_GotoX() 设置当前X坐标 GUI_GotoY() 设置当前Y坐标

6.3 设置LCD背景颜色

函数原型	void GUI_SetBkColor(GUI_COLOR color)
函数功能	设置LCD背景颜色
函数参数	Color：颜色值
返回值	无

6.4 设置LCD前景颜色

函数原型	void GUI_SetColor(GUI_COLOR color)
函数功能	设置LCD前景颜色
函数参数	Color：颜色值
返回值	无
所属文件	GUI_SetColor.c

6.5 在当前坐标显示文本

函数原型	void GUI_DispString(const char GUI_UNI_PTR *s)
函数功能	在当前坐标显示文本-字符串
函数参数	*s ：字符串指针
返回值	无
所属文件	GUI_DispString.C

示例：

GUI_DispString("Hello World!!"); //显示字符串

6.6 指定坐标显示文本

函数原型	void GUI_DispStringAt(const char GUI_UNI_PTR *s, int x, int y)
函数功能	在指定坐标显示文本-字符串
函数参数	*s ：字符串指针 X：横坐标 Y：纵坐标
返回值	无
所属文件	GUI_DispStringAt.c

示例：

GUI_DispStringAt("Hello World!!",0,100); //显示字符串

6.7 显示文本API函数集合

函 数	说 明
GUI_DispChar()	在当前坐标显示单个字符
GUI_DispCharAt()	在指定坐标显示单个字符
GUI_DispChars()	按指定重复次数显示一个字符
GUI_DispChars()	在当前坐标显示字符串
GUI_DispStringAt()	在指定坐标显示字符串
GUI_DispStringAtCEOL()	在指定坐标显示字符串，并清除到行末
GUI_DispStringInRect()	在指定矩形区域内显示字符串
GUI_DispStringLen()	在当前坐标显示指定字符数量的字符串

6.8 选择文本绘图模式

函数	功能
GUI_SetTextMode();	设置文本绘图模式

6.9 选择文本对齐方式

函数	功能
GUI_GetTextAlign()	返回当前文本对齐模式
GUI_SetLBorder()	设置换行后的左边界
GUI_ SetTextAlign()	设置文本对齐模式

6.10 设置当前文本坐标

函数	功能
GUI_GotoX()	设置当前X坐标
GUI_GotoXY()	设置当前YX坐标
GUI_GotoY()	设置当前Y坐标

6.11 返回当前文本坐标

函数	功能
GUI_GetDispPosX()	返回当前X坐标
GUI_GetDispPosY()	返回当前Y坐标

6.12 清除视窗相关函数

函数	功能
GUI_Clear()	清除活动视窗（如果背景是活动视窗，则是清除整个屏幕）
GUI_DispCEOL()	清除从当前坐标到行末的显示内容

第七章 储存设备

默认情形下，存储设备是被激活的。为了优化软件的性能，对存储设备的支持可以在配
置文件 GUIConf.h 中加入下面一行而关闭：
#define GUI_SUPPORT_MEMDEV 0

要是使用时，需要将宏开关打开：

完整资料包下载: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/24238463

审核编辑：符乾江