起因

基础篇收官时，图形系统那篇留下的东西是"零件"：渲染原语、点阵字库、控件、事件分发。但操作工坐在机床前面对的不是零件，是一块块整屏：开机看到什么、程序在哪儿编、怎么在屏幕里先走一遍、切割时盯什么、参数谁改、维护看哪儿、锁住了怎么办。这篇把应用层的界面定下来——七块屏：启动 LOGO、编程、仿真、运行、设置、维护、锁定/解锁。

界面在机床行业有个别的行业没有的分量：老师傅判断一台新机床好不好用，前三分钟就看界面。操作面板是跟着显示技术一路长过来的：最早一排 LED 数码管加拨码开关，坐标要一位一位翻；后来单色字符屏能列菜单了；CRT 图形终端一来，“在屏幕上把轨迹画出来"才成为可能——HF 那种整屏图形界面在当年就是奢侈品。HF 那套 DOS 界面朴素了三十年，但一代线切割工人的肌肉记忆全在上面——坐标在哪儿、规准在哪儿、断丝了弹什么。自研界面的目标不是炫，是让干了二十年的老师傅十分钟内找到所有他习惯的东西，然后发现坐标字更大、报警是中文整句、断丝后的处置是一键的。

一、七块屏与切换模型

先列清单，每一屏的存在理由都是"有一类人有一个时段只干一件事”：

切换模型一个 enum 加一个 shell，没有窗口栈、没有层叠——工控界面切屏是整屏换，一年也就切几万次，整屏标脏重绘（1024×768 一次 3MB，几 ms）比维护一套局部刷新的切屏逻辑便宜得多：

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pub enum ScreenId { Boot, Program, Simulate, Run, Settings, Maintain, Lock }

pub struct Shell {
    screen: ScreenId,
    common: StatusBar,     // 顶栏：机床状态/时钟/权限/语言——所有屏共享，shell 绘制
    alarm_bar: AlarmBar,   // 底栏：报警码+文本，空时显示操作提示
}

两条铁律：

• Lock 屏优先级最高：合规状态字（合规篇）每 tick 检查，任何屏在任何时刻可以被强制切到 Lock，用户按键切不走
• 顶栏和底栏不属于任何屏：由 shell 统一绘制。机床状态、报警、权限级别这三样跨屏跳变是最坑操作工的——换一块屏状态灯换了位置，车间里是要出事的

导航放顶栏：编程/仿真/运行/设置/维护五个入口常驻，当前项高亮。切屏原因记日志（操作审计）：用户点击、报警自动切换、锁定强制切换，三种来源分开记——事后翻日志能还原"断丝报警时操作工在设置屏改参数"这类事故现场。

二、启动 LOGO：从选择器到内核的无缝衔接

开机画面有两个阶段，资产两份、内容同一张图：

• 选择器阶段（固件篇的 BOOTX64.EFI，ExitBootServices 之前）：GOP 还能调 Blt，从 ESP 读 logo.bmp 直接画。BMP 解码二十行代码——本质就是上下颠倒的 BGRA 行数据，选 32bpp 无压缩格式存，别给自己找 RLE8 调色板的麻烦。ESP 是 FAT32、由固件 SimpleFileSystem 读（固件篇口径：FAT32 我们自己一个字节不写），logo.bmp 当配置文件一样放
• 内核阶段：logo 不能再依赖 ESP 和固件，跟字库一条路——离线导出成行程编码包（[像素数 u16, 颜色 u32] 重复），include_bytes! 进内核。1024×768 的 logo 背景大片同色，RLE 后典型几十 KB；裸 BGRA 是 3MB，编进内核太肥

衔接上有个白捡的效果：ExitBootServices 不清屏。真帧缓冲的内容在固件退场后原样留着继续扫描，选择器画的 logo 会一直亮到内核第一帧画出来。要守的纪律是内核侧别急着动真帧缓冲——后备缓冲（内核堆里那块）随便 memset，真帧缓冲在第一帧内容就绪前一个字节别碰，logo 就是天然的无花屏过渡。

LOGO 屏不是广告位，是"还活着"的指示，所以它必须跟 POST（自检篇）同屏：logo 占中间，底下一条自检进度——九项逐项打勾，FATAL 项先出结论（先要命后费时），右下角版本号加槽位（A/B，固件篇）。USB 枚举是 3 秒预算的大头，这项没完成之前进度条不许走到头——把"卡在哪儿"显示出来，比进度条丝滑重要。

POST 完成后不是直接进主界面：参数篇定过，检测到有效加工快照要先弹恢复询问（续切/回退/重来三选），对话框叠在 logo 上，确认后才进运行界面的手动子模式。断电重启的机床，操作工第一眼该看到的是"现场还在”，不是冷启动桌面。

三、编程界面：列表编辑器与程序管理

布局左窄右宽：左侧程序列表两个 tab（机内 DATA 区 / U 盘），右侧程序内容。编辑器是行式列表不是自由文本——3B 程序天然是行的（B X B Y B J G Z），G 代码也是。行式列表换来的是当前行高亮、行号、错误行跳转、上下键滚动，全部复用图形篇的列表控件，不需要通用文本编辑器那套自由光标模型。

行内编辑更进一步按字段拆开：选中一行，编辑框组按 3B 的字段分成 X/Y/J 三个数值框加计数方向、加工指令两个选择框。字段化比自由文本少一整类错误——G 和 Z 手滑打成小写、全角，在自由文本里要等解析器骂人，字段化之后非法输入根本进不来。程序头信息（工件名/图号/日期/切割次数）单独一块表单。

程序管理：U 盘导入（exFAT，U 盘篇）、复制、改名、删除二次确认。老 U 盘的 GB2312 坑：市面上流通的 3B 程序几乎全是 GB2312（HF 时代的遗产），文件名和内容都是。导入时转一次 UTF-8——查表法，码表 vendor 进内核，这是全系列唯一保留的 GB2312 场景（图形篇定 Unicode 口径时留的边界）。导出可选转回 GB2312（给还在用 HF 的同行拷程序），GB2312 里没有的字符用 “?” 替换并计数提示。

语法检查：保存即过解析器（解析器是应用篇下一篇的主角，这里只吃它的结果），错误行标红加错误码（报警码体系的程序段），回车跳下一处。

规准挂接：程序按切割次数分段，每段挂规准组号。中走丝多次切割，一刀粗、二到四刀修，每刀的脉宽/脉间/电流/丝速/留量是一组——组号在编程界面选、在运行界面显示、数据在参数系统存，三处一个源。

底部状态行放总行数和 J 累计：3B 的 J 是计数长度，全程序加起来就是轨迹总长——编程时就知道这活儿切多长，估工时、估钼丝消耗都从它来。

四、仿真：上机前在屏幕里走一遍

数据源是解析器的输出段表（直线/圆弧的端点坐标+方向），跟实切时插补吃的是同一张表——仿真和实切共用一个解析器，否则"仿真没问题实切超行程"的锅没法查。渲染直接用图形篇的原语：轮廓 Bresenham，圆弧按弦长离散成折线（0.05mm 弦长在整图缩放下视觉上已是圆）。

屏幕内容：轨迹图占主体（坐标网格、起割点绿色三角、当前仿真位置十字线、已走轨迹加粗未走细线两色区分），侧栏当前段信息（段号/类型/终点坐标/该段规准/该段长度），底部播放控制（单步/连续/速度倍率）。

仿真真正的价值不是"看形状"，是预检，三项硬检查每次仿真必跑：

• 软限位：每段终点（圆弧要取包络极值）对比各轴行程，超界段标红——装夹完才发现超行程，工件得重新装
• 锥度校验：锥形段的 U/V 摆动量按机床参数（上下导轮距等，设置篇的厂家级参数）反算，超摆角范围报警
• 空行程标注：非切割段（快速定位）单独统计长度——空走太多说明起割点选得不好

空走（干跑）是仿真的实机版：机床按程序实走、不开高频不开工作液，装夹后最后确认用。它本质是运行界面的一个模式，但入口放仿真屏——“仿真正常 → 空走确认 → 实切"是工序流。3D 过程模拟排在这块屏的应用篇队列里。

五、运行界面：信息密度最高的一屏

操作工一天八小时盯的就是它。布局按"扫一眼分区"设计（1024×768 举例）：

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┌ 顶栏32px：导航 │ ●运行●高频●走丝●工作液 │ 时钟 │ 权限 │ 中文 ┐
│ 坐标区 380×280             │ 规准区 300×280       │ 程序区 300×280   │
│  X +00123.456              │ 组#3 一刀 粗         │ WUJIAN001.3B    │
│  Y -00088.210              │ 脉宽 32µs 脉间 1:6   │ 第 12/58 段      │
│  U +00000.500              │ 丝速 8.5m/s 张力 12N │ B1200 B0 B3400 GX L1│
│  V -00000.000              │ 留量 0.02mm          │ 已切 34.2/96.5mm │
│ （mm 三位小数=µm 分辨率，换算只在显示层）│              │ 运行00:42:10    │
├────────────────────────────┴──────────────────────┴─────────────────┤
│ 手动子页：点动/手轮倍率 │ 找边 │ 找孔中心    [暂停][单段][倍率 80% −+] │
└ 底栏32px：报警栏（空时显示操作提示）──────────────────────────────┘

坐标显示 mm 三位小数（µm 分辨率），但内部永远是 µm 整数——国际化篇"内部一套单位"的口径落在 UI 上就是：换算只发生在显示这一层，英制切换也只动这一层。

三个分区三条数据通路，UI 全部是消费方：

• 坐标/进度：状态回传 SPSC 环（调度篇）→ 15Hz 刷新（图形篇节律）
• 平均电流/短路率：放电统计由运动卡累计回传，UI 画模拟条和百分数——短路率连续走高是进给太快或工作液脏的前兆，老师傅看这个数字比等报警早
• 倍率/暂停/单段：UI 只把命令投进下发队列，永远不直接摸卡的寄存器——命令经卡适配层下去，执行结果下一拍从回传环读回来。UI 直写寄存器等于绕过两级调度，这是设计红线

报警处置流以断丝为例（中走丝最高频的事故）：底栏报警栏变红 + 蜂鸣器响（GPIO，平台篇）+ 运行自动转暂停 → 处置菜单三选（穿丝后原地继续 / 回退 N 段重切 / 停止）。报警码（u32，国际化篇）驱动文本，确认只消音不消警，未处置的报警顶栏挂旗。

坑：加工中的键盘锁不是可选功能。 车间里抹布扫过键盘、手肘压住按键都是真事。运行界面在切割进行中默认锁键盘（锁图标常显），解锁用组合键（单键够不着的组合，如 Ctrl+L）；锁的是无关输入，暂停类操作永远不锁——急停更是硬件回路，不走这套 UI，这条调度篇钉过。

手动子模式（点动/手轮/找正）是运行屏的一个子页。找边、找孔中心是线切割装夹的基本功，自动找中心一跑几十秒，过程要有独立状态显示（当前方向/次数/偏差值）——没有状态显示，操作工分不清机器是在找中心还是死机了。

六、设置：三级权限与参数组

权限不是界面的装饰，是参数系统的分组视图：三组参数都走参数篇的双副本世代提交，差别在谁能改、改完要不要重启生效。改完必须提示生效条件（“螺距补偿已保存，回零后生效”）——工控参数改了不生效是事故源：操作工以为改了，机器还在用旧值。

locale 切换走国际化篇的机制：重载字符串表 + 全控件标脏，当场生效不重启。

厂家级里有一块要明示的雷区：合规配置（GPS 选配、租期、授权状态）不在这屏改——它由签名的出厂配置和授权链管理（合规篇），界面上只读显示，厂家密码也改不了。能从设置屏改合规配置，等于给出厂状态留了伪造口子。

螺距补偿表给一个表格控件（编辑框网格，轴 × 段位），数据来自激光干涉仪标定，录入完生成校验和存参数区。这张表错了机床切出来的是斜的，录入界面要做二次确认。

七、维护：计数器、日志与版本

维护屏是机器的健康档案，四块：

• 寿命计数：丝筒换向次数/运行时长、导轮、导丝嘴、滤芯、离子交换树脂（按工作液电导率趋势判断）、钼丝消耗（按切割周长累计）。到期黄色提示加处置动作（确认复位计数），不强制停机——维护提示是提醒不是锁
• 日志：按时间/级别/模块过滤（日志篇 24B 记录头的字段正好是过滤维度），导出 CSV 到 U 盘给远程分析（德语区分隔符坑，国际化篇）
• 版本：A/B 槽状态、bootcount、当前激活槽（固件篇），升级入口（U 盘/OTA）与恢复出厂（二次确认 + GPS 选配不变）
• 校准：UV 垂直度、丝张力标定、电导率标定，维护级权限

再加一页"服役档案”：总加工时长、总切割面积（mm² 累计——中走丝的核心效率指标 mm²/min 就从这两个数来）、断丝总次数、开机次数。卖二手时这一页就是机器的里程表，作不了假——计数器在参数区双副本里，清零要厂家级权限。

参数整包备份：把参数区镜像导出到 U 盘（参数篇的二进制格式原样，外面加一层 CRC 和版本头），恢复时校验版本和机床型号。跨机床恢复参数是事故：别人的螺距补偿表灌进你的机器，切三个月才发现所有工件尺寸漂了 0.02。

八、锁定/解锁：两种锁别混

这台机器有两种"锁"，混在一个设计里会两头出错：

• 操作锁：运行界面的键盘锁（第五节），防误触，操作工一天锁解锁几十次
• 所有权锁：合规体系的执行结果（合规篇）——GPS 越区、丢星宽限到期、租期届满、授权缺失

所有权锁的 UI 只做一件事：把判定层的结果说清楚。锁屏三要素：

• 锁定图标红色——报警闪烁、锁屏常亮，锁不是紧急事件是状态，不该用紧急的视觉语言
• 原因码 + 人话文本（报警码体系合规段的码，国际化篇模板渲染：“租期届满，请联系 XXX”——服务商联系方式从授权数据里来，不是写死的字符串）
• 剩余宽限倒计时（丢星 30 分钟宽限期的可见化：室内车间 GPS 断续是常态，宽限期内顶栏黄旗提示不锁，归零才锁）

解锁路径按合规篇的体系：授权码输入（离线激活码绑指纹，软键盘加实体键盘都收，输错限流）、4G 远程下发（离线队列，机器下次联网收到）、服务商到场。锁屏保留维护屏的日志导出——服务商到场第一件事是导日志判断锁因，全锁死他只能拆盘。

加工中触发锁定的策略合规篇定过：走安全停机路径（复用 0xF0 安全联锁的 ISR，不在插补中段硬切），锁屏显示"已完成安全停机"而不是瞬间黑屏——锁的是下一次启动和继续加工，不是把正在运动的轴就地断电，后者是急停回路的职责，两套语义不共用。

UI 侧最后一条纪律：锁屏上没有"稍后再说"、没有"跳过"——它不是对话框，是墙。渲染层没有判定权（判定在 service-core，执行在 boot gate 加每 tick 检查），UI 改不了锁状态，最多让这堵墙好看一点。

总结

实战清单：七屏 enum + shell 统一顶栏底栏 + Lock 最高优先级；LOGO 双阶段资产（ESP 的 BMP 给选择器、RLE 编进内核）+ ExitBootServices 不清屏的无缝衔接 + POST 同屏 + 恢复询问前置；行式加字段化的 3B 编辑器 + GB2312 导入边界；仿真与实切共用解析器 + 软限位/锥度/空行程三项预检；运行屏三分区三通路（回传环消费、命令队列下发、不摸寄存器红线）+ 断丝处置流 + 加工中键盘锁；三级权限矩阵 + 生效条件提示 + 合规配置只读；维护四块 + 服役档案 + 参数整包备份防跨机；两种锁的区分 + 锁屏三要素 + 安全停机语义。跑通标志：老师傅不看说明十分钟内完成"导入程序 → 仿真 → 空走 → 实切 → 断丝处置"全流程；切语言全屏跟随不重启；拔 GPS 后宽限倒计时可见、归零锁屏、授权码解锁走通；维护屏导出的 CSV 在客户的 Excel 里不挤成一列。

下一篇进程序本身：G 代码/3B 代码的解析器——编程界面和仿真屏吃的那张段表，从哪儿来。

参考链接

• 本系列：图形系统实战（控件、脏矩形与事件分发）、中断驱动的硬实时层与协作式主循环（状态回传 SPSC 环）、参数系统与断电恢复实战（快照三选与双副本）、开机自检与固件更新实战（POST 与 A/B 槽）、日志系统实战（过滤维度）、国际化实战（报警码、locale 与单位口径）、合规与安全控制实战（判定/执行分离、宽限期与授权链）