每天解决一个问题2 ：MCU显示中文字库的方法

ALTIUM2 · 发表于 2015-8-26 21:00:45

本帖最后由 ALTIUM2 于 2015-8-26 21:07 编辑

每天解决一个问题2 ：MCU显示中文字库的方法

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  电子工程师在做电子产品的时候，经常会用到人机界面，而人机界面中我们常常需要显示中文汉字，以下我就为大伙整理一下常用的三种方法。

==预备知识
汉字机内码，又称“汉字ASCII码”，简称“内码”，指计算机内部存储，处理加工和传输汉字时所用的由0和1符号组成的代码。输入码被接受后就由汉字操作系统的“输入码转换模块”转换为机内码，与所采用的键盘输入法无关。机内码是汉字最基本的编码，不管是什么汉字系统和汉字输入方法，输入的汉字外码到机器内部都要转换成机内码，才能被存储和进行各种处理。
因为汉字处理系统要保证中西文的兼容，当系统中同时存在ASCII码和汉字国标码时，将会产生二义性。例如：有两个字节的内容为30H和21H，它既可表示汉字“啊”的国标码，又可表示西文“0”和“!”的ASCII码。为此，汉字机内码应对国标码加以适当处理和变换。

国标码的机内码为二字节长的代码，它是在相应国标码的每个字节最高位上加“1”，即
汉字机内码=汉字国标码+8080H
例如，上述“啊”字的国标码是3021H，其汉字机内码则是B0A1H。
汉字机内码的基础是汉字国标码。

机内码：为了避免ASCII码和国标码同时使用时产生二义性问题，大部分汉字系统都采用将国标码每个字节高位置1作为汉字机内码。这样既解决了汉字机内码与西文机内码之间的二义性，又使汉字机内码与国标码具有极简单的对应关系。
汉字机内码、国标码和区位码三者之间的关系为：区位码（十进制）的两个字节分别转换为十六进制后加2020H得到对应的国标码；机内码是汉字交换码（国标码）两个字节的最高位分别加1，即汉字交换码（国标码）的两个字节分别加80H得到对应的机内码；区位码（十进制）的两个字节分别转换为十六进制后加A0H得到对应的机内码。

总的就是一个汉字对应一个机内码，在 IDE 中，汉字将会被“翻译”成唯一的机内码。

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（一）按地址内部或者外扩FLASH存储标准字库中所取字模

该方法的原理就是将一个标准的汉字库装入ROM存储器，再根据汉字的机内码在字库中寻址，找到对应的字模，提取后送到显示器显示。因为采用了和PC机相同的编码(机内码)，软件的开发和维护非常简单，基本上与写PC机软件差不多。而对单片机系统自身的要求则相对高多了，16×16点阵的字库需要256K字节，但是一般8位单片机的寻址能力只有64K字节，要进行存储器扩充，除增加很大一部分硬件成本外，还因为要进行存储器分页管理、地址切换，显示速度明显受影响，而且只能显示一种点阵字体。

实际举例1：

void GUI_HZDispChar(U16 c)
{
…………

if(c >= 0xa1a1)
{

         temp = c;
         qh = (temp>>8)&0xff;

         wh = temp&0xff;

         c0 = 94*(qh-0xB0)+wh-0xA1 + 95;

   }
   else
   {
         c0 = c - 0x20;
         XDist = XDist/2;

   }
…………
}
核心：首先判断是否是汉字通，然后根据机内码找到你存在FLASH中字库位置的字模数据，最后提取显示出来

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（二）直接固化显示字模，按地址选取

该方法的将要显示的语句中全部汉字的字模数据依次提取出来，顺序存放在存储器中，当显示时，直接取出字模数据送至显示器即可。这种方法占用空间少，程序实现简单，显示速度快；但是字模数据的提取和存储安排是一件委有繁琐的事件，要想大量显示汉字或进行程序修改几乎是不可能的，软件的可维护性很差。

实际举例2：//先定义所用字模库
  code uint8 shi[9][28] =
  {
  /* 业 */
  0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x80,0x88,0x88,0x48,0x88,0x48,0x90,0x28,0x90,0x28,0xA0,
  0x28,0xA0,0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x80,0xFF,0xF8,0x00,0x00,

  /* 务 */
  0x10,0x00,0x1F,0xE0,0x30,0x40,0x4D,0x80,0x82,0x00,0x0D,0x80,0x70,0x78,0x84,0x10,
  0x3F,0xC0,0x04,0x40,0x08,0x40,0x10,0x40,0x61,0x80,0x00,0x00,
  ……
  };

//再取所用字模
memcpy(g_uca_HZFont14,shi[0],28);
//最后调用显示函数即可
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------（三）建立带索引的小字库[3]

将全部要显示的汉字统一建成一个小字库，字库分为2部分：索引素和字模表。索引表由若干定长记录组成，记录的内容为：汉字机内码、地址码、识别码。其中地址码是该汉字字模在字模表中的位置，识别码标志该汉字的点阵形式或字体等。字模表中按素引存放汉字字模。显示汉字时先根据待显汉字的机内码在索引表中寻找，找到对应索引记录后，读出地址码和识别码，再根据此从字模表中读出字模，送显即可。这种方法可根据实际使用对字库进行裁剪，硬件开销较小，但是要进行复杂的查询运算，字多了平均寻找时间就会变长，效率降低。
实际举例3：
// ------------------  汉字字模的数据结构定义 ------------------------ //
struct  typFNT_GB16                // 汉字字模数据结构
{
   unsigned char  Index[3];             // 汉字内码索引
   unsigned char Msk[32];                      // 点阵码数据
};

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 汉字字模表                                                       //
// 汉字库: 宋体16.dot,横向取模左高位,数据排列:从左到右从上到下          //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
code struct  typFNT_GB16 codeGB_16[] =       // 数据表
{

/*--  文字:  上  --*/
/*--  宋体12;  此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
"上",0x00,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0xF8,0x01,0x00,
0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x04,0x7F,0xFE,0x00,0x00,

/*--  文字:  海  --*/
/*--  宋体12;  此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
"海",0x21,0x00,0x11,0x00,0x11,0xFE,0x02,0x00,0x97,0xF8,0x52,0x88,0x52,0x48,0x12,0x08,
0x2F,0xFE,0x22,0x88,0xE2,0x48,0x22,0x08,0x23,0xFE,0x20,0x08,0x20,0x28,0x20,0x10,

…………
};

//调用函数+索引
void PutGB1616(unsigned short x, unsigned short  y, unsigned char c[2], unsigned int fColor,unsigned int bColor)
{
      unsigned int i,j,k;
      LCD_SetPos(x,  x+16-1,y, y+16-1);
      for (k=0;k<64;k++)
      { //64标示自建汉字库中的个数，循环查询内码
            if ((codeGB_16[k].Index[0]==c[0])&&(codeGB_16[k].Index[1]==c[1]))
            {
                  for(i=0;i<32;i++)
                     {
                        unsigned short m=codeGB_16[k].Msk;
                              for(j=0;j<8;j++)
                              {
                                    if((m&0x80)==0x80)
                                    {
                                             Write_Data_U16(fColor);
                                    }
                                    else
                                    {
                                             Write_Data_U16(bColor);
                                    }
                              m<<=1;
                              }
                     }
            }
      }
}

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（四）个人总结：
  方法一:
  标准字库使用确实非常方便快捷，维护简单，但是对MCU资源有要求或者需要外扩FLASH，成本提高了，而且最重要的如果外扩时，烧录字库很不方便。

  方法二:
  固定的字库数组虽然可以减少MCU 的flash需求，但是编写程序寻找字模非常不便，维护困难，可以说是一个吃力不讨好的辛苦活。

  方法三:
  索引的方法寻找字模，结合一二两种方法的优点，即降低才成本而且维护也较方便，但是在大量字模时，会影响MCU速度。

  通过这三种方法的对比，找到你最需的方法了吗？

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