基于pygame的嵌入式GUI开发

摘要

随着嵌入式领域和数控行业不断发展，传统的嵌入式数控GUI已经渐渐无法适应繁多的界面功能需求。现有的应用于数控系统的嵌入式界面可以长时间的稳定运行，但在定制化界面和快速开发方面还略显不足。
　　本文基于脚本化的Pygame模块设计开发出了一款编程极简的、可用于数控专机快速二次开发的嵌入式图形界面库。该图形库通过闭包的方式大大简化了API接口，可以在实现完整的界面绘制的同时，以极简化的代码编程实现界面的快速生成。同时在编程中也采用了基于XML的界面快速生成的方法，更加突出了本课题极简化编程和快速界面生成的特点。
　　本文根据功能需求，设计了包含五种层次元素的UI框架体系。其中可见的层次有界面容器窗口、应用窗体界面、窗口控件等等，此外还有界面主程序和数据类等内部不可见的数据体系。各个可见层次之间遵循容器机制，相互包容，共同组成一个完整的人机界面。
　　图形库的设计采用了容器机制和事件驱动的方法。其中容器机制使得控件在界面内的添加和布局更为便捷，用户可以更好地进行界面的生成和管理。而事件驱动则是采集系统内部和外部环境产生的事件，分发并激活回调函数，以完成事件的响应。这一环节的实现是界面功能得以完成的基础。
　　本文所设计的GUI通过了桁架机械平台的示教器实验和数控剪板机界面的实际验证，结果完整可行，软件界面响应正确，是方案可行且可实际应用的嵌入式图形库。

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1 绪论

1.1课题来源

1.2 课题背景及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容及论文结构

2. 人机界面总体设计方案

2.1 系统方案设计

2.2软件总体架构

2.3 本章小结

3 界面库关键技术

3.1 API接口优化

3.2 控件容器机制

3.3事件响应体系

3.4 本章小结

4 嵌入式图形库的实现

4.1 控件库类图

4.2 界面快速生成

4.3 界面快速生成验证

4.4 本章小结

5 实验与验证

5.1 与NCGUI的对比验证

5.2 UI库在示教器案例中的应用

5.3 在数控剪板机界面中的验证

5.4本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献