CN1617092A

CN1617092A - 微型计算机辅助显示设备及信息显示方法

Info

Publication number: CN1617092A
Application number: CN 200310103590
Authority: CN
Inventors: 王磊
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: CN1277177C

Abstract

本发明提供一种微型计算机辅助显示设备，包括主机、可以同主机进行USB通讯的下位机、供电电源和液晶显示模块；其中，主机用于根据应用程序，向下位机提供需要显示的内容；下位机通过USB接口与主机相连，用于接收主机运行的系统信息，进行解析处理，并输出到液晶显示模块；供电电源用于向下位机提供电源；液晶显示模块，用于接收下位机的数据，并显示图像信息。采用本发明，可以使得用户在对计算机进行操作时，获取相关的信息，增强用户与微型计算机的交互性、易用性，体现了微型计算机消费家电化的产业趋势，以及科技人性化的特点，对消费PC类产品提升易用性有很大帮助；另外本发明具有分层简单，通用性强的优点，有很大的升级空间。

Description

微型计算机辅助显示设备及信息显示方法

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体地说，涉及应用于微型计算机上的，作为辅助显示窗口的显示设备及其显示方法。

背景技术

随着计算机的普及，微型计算机已经从一种专业的、面向高技术层次用户的设备，变成一种面向普通用户的、与日常生活息息相关的产品。微型计算机正逐渐成为一种消费家电类产品，但现在的微型计算机尚未及时响应这种变化，并没有体现出消费PC家电化的特性，缺少类似普通家电产品中与用户交互的装置，跟用户的交互很少，使得用户没有体会到家电化的电脑的感觉。

目前也有少量拥有辅助监视窗口的微型计算机，多采用普通的串口传输方式与计算机主机相连，传输速率较慢，无法满足图像数据的传输需要。同时监视窗口多采用码段式的液晶显示屏，显示方式固定，无法满足现实多种图像的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种微型计算机辅助显示设备及信息显示方法，可加强计算机与用户之间的交互性，使用户感受到消费电脑家电化的感觉，并且传输速率较快，可显示多种类型的图像。

本发明所述微型计算机辅助显示设备，包括主机、可以跟主机进行USB通讯的下位机、供电电源和液晶显示模块；所述主机，用于根据应用程序，向所述下位机提供需要显示的内容；所述下位机，通过USB接口与所述主机相连，用于接收所述主机运行的系统信息，进行解析处理，并输出到所述液晶显示模块；所述供电电源，用于向所述下位机提供电源；所述液晶显示模块，用于接收所述下位机的数据，并显示图像信息。

本发明所述微型计算机辅助信息显示方法，包括：主机捕获应用程序运行的信息，并对上述信息进行分析、整理，转换成下位机可识别的图像信息；将转换后的图像信息进行打包，传输到下位机中；下位机对通讯包进行拆包、验证版本和校验，并对收到的信息进行解释，将图像信息在液晶显示屏上显示。

采用本发明，可以使得用户在对计算机进行操作时，获取相关的信息，增强用户与微型计算机的交互性、易用性，体现了微型计算机消费家电化的产业趋势，以及科技人性化的特点，对消费PC类产品提升易用性有很大帮助。另外本发明具有分层简单，通用性强的优点，有很大的升级空间。

附图说明

图1是本发明所述辅助显示设备的结构示意图；

图2是下位机与主机的内部结构图；

图3是主机中分析控制层的操作流程图；

图4是主机中位图转换层的操作流程图；

图5是下位机中固件管理的流程图；

图6是本发明一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明辅助显示设备包括主机、下位机MCU、供电电源和液晶显示模块。下位机MCU通过USB接口与主机相连，当主机运行应用程序时，有关软件会捕捉到程序运行的相关信息，并且对信息进行分析，然后打包传输到主机的USB接口。下位机MCU通过USB中断得到主机的信息，并对数据包进行解析、拆包，将有关主机应用程序运行的相关信息刷新到液晶显示屏上。用户通过液晶显示屏了解用户感兴趣的相关信息，也可以从液晶显示模块上得到关于主机状况的一些帮助。液晶显示模块采用图形点阵式液晶显示设备。

在本发明中，主机用于提供需要显示的内容信息，包括用户控制模块、通讯协议模块和USB驱动模块。用户控制模块接收系统运行的信息，并将信息进行组合，发送到通讯协议模块，通讯协议模块将信息进行解析，打包，而USB驱动模块则建立主机同下位机的USB连接，将信息传递到下位机。如图2所示，用户控制模块的输出经过通讯协议模块到达USB驱动模块，由USB驱动模块将有关信息传送到下位机。图2还给出了下位机的组成模块，包括固件管理模块、通讯协议模块和USB驱动模块。下位机通过USB驱动模块接收到主机的数据后，在通讯协议模块中进行通讯包的拆包和验证，并调用相应的传输模式，在固件管理模块中对收到的数据进行解释，将同步管道的数据更新到液晶显示模块的图像存储器RAM中，并根据控制管道的数据，调用相应的命令处理子程序，返回应答码。

下面对主机和下位机的各个模块做进一步地详细说明。

主机的用户控制模块进一步包括应用程序模块、分析控制模块和位图转换模块，其中应用程序模块，用于提供需要更新显示的内容信息，如状态转换(主界面→音乐播放)、文件名称、曲目播放时间、音量改变、工作模式改变(播放、暂停...)等，发送给分析控制模块；分析控制模块收到传递的信息后，根据相应的配置文件，分析组织需要改变的参数信息，发出液晶显示的控制命令；位图转换模块接收分析控制模块的控制命令，将需要显示的内容，如bmp文件、gif文件或字符串等转换成位图信息，组成下位机可以接收处理的数据流。

对于分析控制模块，主要实现对液晶显示模块的控制操作，如建立与液晶显示模块的连接、断开连接、清屏、获取屏幕大小、初始化液晶屏、获取屏幕状态、显示开机画面等。其处理流程如图3所示。首先判断主机同下位机的USB端口连接是否建立，如果没有建立，则调用建立函数建立与下位机的连接；如果已连接，则进行端口初始化；如果初始化USB端口成功，则向USB驱动模块发送初始化成功命令；如果未成功，则返回错误码；判断USB通讯端口是否打开，如果打开，则分析返回的应答包，并判断命令是否执行成功，如果命令执行成功，则下位机向主机返回有用的信息；如果命令未执行成功，则返回错误码。

对于位图转换模块，预先在内存中开辟一块“画板”，然后根据分析控制模块输出的命令类型进行绘图操作，由于液晶显示模块的显示数据需要动态刷新，因此需单独为发送数据创建一个发送者线程，每当过了一定的时间间隔后，如1/6秒，就将内存画板中的数据整体向通讯协议模块发送一次。也就是说，每一个单独的功能函数并不进行数据的发送操作，而是由发送者线程全权负责完成。在进行绘图操作以及发送数据，都需将“画板”加锁保护。位图转换模块的操作流程如图4所示。首先如果在内存空间中建立的“画板”没有初始化，则调用相应的初始化函数进行初始化，待初始化成功后，根据分析控制模块的命令调用相应的功能函数进行绘图操作。如果初始化没有成功，则返回错误码。然后判断发送者线程是否处于活动状态，如果是，则由发送者线程向通讯协议模块发送数据；如果发送者线程没有处于活动状态，则激活发送者线程，然后由发送者线程向通讯协议模块发送数据。

对于显示GIF图片，由于一幅GIF图片包括一组图片序列，对这一组图片序列，线程需要对其进行解码，拆分成一组单独的图片，然后每隔一定的时间从GIF图片序列中取下一幅图片，将其绘制到“画板”中。由于需定时更换显示的图片，因此单独为GIF图片显示创建一个线程，由该线程维护一组GIF图片序列的显示。当用户每再加载一组GIF图片序列时，就创建一个线程来维护这组图片序列。在位图空间初始化成功后，如果需要进行绘制GIF格式的图片，则由GIF线程每隔一定的时间从GIF图片序列中取下一幅图片，将其绘制到“画板”中。

在主机和下位机中都包含有通讯协议模块，其功能和作用都类似。在通讯协议模块中提供USB通讯协议，完成对USB通讯协议版本的控制、流水号验证。同时在通讯协议模块中的动态链接库(Win32DLL)里完成对通讯包的检验、封包或拆包。在通讯协议模块中还封装了调用USB驱动程序的例程，维护与USB驱动程序的连接(句柄)。通讯协议模块根据用户控制模块或固件管理模块提供的调用函数，调用不同的传输模式：同步传输或控制传输。通讯协议模块仅用于完成对数据的读写操作。

对于主机和下位机中的USB驱动模块，通过USB驱动程序完成与其他模块之间的通讯。USB总线有四种传输方式：控制、中断、同步和块传输，其中只有同步传输方式，可以实现高速传输，因此本发明中采用同步传输方式。在下位机的USB驱动模块，需支持3个通道，分别是：通道0-配置通道，通道1-接受通道和通道2-接受通道。USB驱动程序通过USB总线驱动程序完成对下位机USB设备的操作，具体是通过创建URB(USB请求块)并把URB提交到总线驱动程序，完成相应的硬件操作。

主机和下位机的USB驱动程序使用同步传输和控制传输与底层的USB端口通信。在提供给通讯协议模块的接口中，同步传输采用标准的Win32APIReadFile和WriteFile进行数据的读写操作；而对于控制传输，需要调用DeviceIoControl函数，并指定I/O控制码为IOCTL_ISOUSB_READ和IOCTL_ISOUSB_WRITE，实现对同步数据的读写操作。USB驱动程序通过使用设备接口使得设备对Win32程序是可见的，采用全局唯一标志符(GUID)标识该接口。

下位机的固件管理模块，用于对收到的数据进行解释，并将对应的内容更新到液晶显示模块中显示，其操作流程如图5所示。当下位机上电后，设置下位机的I/O接口、定时器和中断，随后进行轮循。将调用动画设置成定时器中断，在完成设置后自动调用，即如果出现定时器中断标志，则显示动画。然后判断当前USB总线是否复位，如果处于复位状态，则进行总线复位处理，如果否，则对USB接口模块的控制管道数据进行检测，如果有设定包，则根据设定包的内容判断是标准请求还是厂商请求；如果是标准请求，则调用标准枚举过程处理子程序，对该标准请求进行应答；如果是厂商请求，则调用标准协议命令处理子程序，对该标准请求进行应答；如果控制管道数据中没有设定包，则检测同步管道中是否有数据，如果有数据要求进行传输，则调用同步数据处理子程序，对同步数据进行接收，如果同步管道中没有数据，继续轮循。

本发明采用USB接口芯片和单片机来构成下位机硬件电路的实现方式，同时本发明也可以采用集成USB通讯模块的单片机的硬件实施方案，如图6所示。采用CYPRESS的EZ-USB FX系列芯片，该芯片上集成了USB收发器、USB串行接口引擎和增强型8051处理器(48M时钟频率，4时钟周期/指今周期)。该芯片采有了重枚举技术，可以通过USB接口下载底层硬件的固件程序，完成固件程序的远程在线升级。芯片内部有8KRAM区，该芯片向用户提供了16个GPIO。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1、一种微型计算机辅助显示设备，其特征在于，包括主机、可以同主机进行USB通讯的下位机、供电电源和液晶显示模块；所述主机，用于根据应用程序，向所述下位机提供需要显示的内容；所述下位机，通过USB接口与所述主机相连，用于接收所述主机运行的系统信息，进行解析处理，并输出到所述液晶显示模块；所述供电电源，用于向所述下位机提供电源；所述液晶显示模块，用于接收所述下位机的数据，并显示图像信息。

2、根据权利要求1所述的微型计算机辅助显示设备，其特征在于，所述下位机进一步包括：包括固件管理模块、通讯协议模块和USB驱动模块；所述USB驱动模块，用于数据的传输，接收来自主机的数据，并传输给所述通讯协议模块；所述通讯协议模块，用于实现通讯协议的验证、通讯包的拆包和验证，并调用相应的传输模式，将数据传输给所述固件管理模块；所述固件管理模块，用于对收到的数据进行解释，并将对应的内容更新到所述液晶显示模块中显示。

3、根据权利要求1所述的微型计算机辅助显示设备，其特征在于，所述主机进一步包括：用户控制模块、通讯协议模块和USB驱动模块；所述用户控制模块，用于产生需要在所述液晶显示模块中显示的内容，并转换成所述下位机可以处理的数据流；所述通讯协议模块，用于实现通讯协议的验证、通讯包的检验和封包，并调用相应的传输模式，将通讯包传输给所述USB驱动模块；所述USB驱动模块，用于将来自所述通讯协议模块的通讯包传输给所述下位机。

4、根据权利要求3所述的微型计算机辅助显示设备，其特征在于，所述用户控制模块进一步包括：应用程序模块、分析控制模块和位图转换模块；所述应用程序模块，用于提供需要更新显示的内容信息，发送给所述分析控制模块；所述分析控制模块收到传递的信息后，根据相应的配置文件，分析组织需要改变的参数信息，发出液晶显示的控制命令；所述位图转换模块接收所述分析控制模块的控制命令，将需要显示的内容转换成位图信息，组成所述下位机可以接收处理的数据流。

5、根据权利要求2或3所述的微型计算机辅助显示设备，其特征在于，所述USB驱动模块采用同步传输方式和控制传输方式与USB设备通信；其中，同步传输采用标准的Win32API ReadFile和WriteFile进行数据的读写操作；控制传输调用DeviceIoControl函数，并指定I/O控制码为IOCTL_ISOUSB_READ和IOCTL_ISOUSB_WRITE。

6、根据权利要求1所述的微型计算机辅助显示设备，其特征在于，所述液晶显示模块采用图形点阵式液晶显示设备。

7、一种微型计算机辅助信息显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、主机捕获应用程序运行的信息；

步骤二、对上述信息进行分析、整理，产生特定的液晶显示屏控制命令；

步骤三、将上述信息和命令转换成下位机可识别的图像信息；

步骤四、将转换后的图像信息进行打包，传输到下位机中；

步骤五、下位机对通讯包进行拆包、验证版本和校验，并对收到的信息进行解释，将图像信息在液晶显示屏上显示。

8、根据权利要求7所述的微型计算机辅助信息显示方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括：判断主机与下位机的USB端口连接是否建立，如果没有建立，则调用建立函数建立与下位机的连接；如果已连接，则进行端口初始化；如果初始化USB端口成功，则向USB驱动模块发送初始化成功命令；如果未成功，则返回错误码；判断USB通讯端口是否打开，如果已打开，则分析返回的应答包，并判断命令是否执行成功，如果命令执行成功，则下位机向主机返回有用的信息；如果命令未执行成功，则返回错误码。

9、根据权利要求7所述的微型计算机辅助信息显示方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括：判断在主机内存中建立的“画板”是否初始化，如果没有初始化，则调用相应的初始化函数进行初始化；如果初始化没有成功，则返回错误码；初始化成功后，根据液晶显示屏的控制命令调用相应的功能函数进行绘图操作；判断发送者线程是否处于活动状态，如果是，则由发送者线程向通讯协议模块发送数据；如果发送者线程没有处于活动状态，则激活发送者线程，由发送者线程向通讯协议模块发送数据。

10、根据权利要求9所述的微型计算机辅助信息显示方法，其特征在于，如果需要绘制显示GIF图片，则单独为GIF图片显示创建一个线程，由该线程对GIF图片所包括的图片序列进行解码，拆分成一组单独的图片；每隔一定的时间从GIF图片序列中取下一幅图片，将其绘制到“画板”中，然后由该线程将其发送给通讯协议模块。

11、根据权利要求7所述的微型计算机辅助信息显示方法，其特征在于，所述步骤五进一步包括：设置下位机的I/O接口、定时器和中断；将调用动画设置成定时器中断，在完成设置后自动调用，即如果出现定时器中断标志，则显示动画；判断当前USB总线是否复位，如果处于复位状态，则进行总线复位处理，如果否，则对USB接口模块的控制管道数据进行检测；如果控制管道数据中有设定包，则根据设定包的内容判断是标准请求还是厂商请求；如果是标准请求，则调用标准枚举过程处理子程序，并对该标准请求进行应答；如果是厂商请求，则调用标准协议命令处理子程序，并对该标准请求进行应答；如果控制管道数据中没有设定包，则检测同步管道中是否有数据，如果有数据需要进行传输，则调用同步数据处理子程序，对同步数据进行接收，如果同步管道中没有数据，则返回调用动画显示。