本帖最后由 正点原子运营 于 2023-2-8 10:10 编辑
第四十七章 汉字显示实验
1）实验平台：正点原子MiniPro STM32H750开发板
2) 章节摘自【正点原子】MiniPro STM32H750 开发指南_V1.1
6）MiniPro STM32H750技术交流QQ群:170313895
本章，我们将介绍如何使用STM32控制LCD显示汉字。在本章中，我们将使用外部FLASH来存储字库，并可以通过SD卡更新字库。STM32读取存在FLASH里面的字库，然后将汉字显示在LCD上面。本章分为如下几个小节： 47.1 汉字显示介绍 47.2 硬件设计 47.3 程序设计 47.4 下载验证
47.1 汉字显示介绍
47.1.1 字符编码介绍众所周知，计算机只能识别0和1，所有信息都是以0和1的形式在计算机里面进行存储，文字信息也是一样。那么如何进行区分文字信息呢？这里就引出了字符编码这个概念，就是对字符进行编码，用规定的01数字串来表示特定的文字，最简单的字符编码例子是ASCII码。此外还有中文编码，中文编码又可以细分GB2312，GB13000，GBK，BIG5（繁体）等几种。
1.ASCII编码ASCII编码可以用来表示一些控制字符、英文以及数字，本质上都是二进制数，遵循一定的约定，所以就有了ASCII码表。ASCII码表分为两个部分，第一部分数字编码范围0~31是控制字符或者是通讯专用字符，是不具备图形显示但对文本显示有影响的编码；第二部分数字编码范围32~127是包含我们日常用到的符号信息，空格、阿拉伯数字、标点符号、大小写英文以及“DEL（删除控制）”，除了DEL不具备图形显示外，其他都具备。工程代码中也有ASCII的编码表。下面看一下ASCII编码表第二部分中的可显示字符如图47.1.1.1所示： 图47.1.1.1 可显示字符
2. 中文编码由于英文文字是由26个字母排列组合而成的，所以ASCII表就可以适用于表达英文词典库。在汉字系统中，每一个汉字都是一个独立的个体，但是汉字可以以偏旁以及笔画进行划分，不过也是十分杂乱，毕竟汉字现在已经有8万多个了，常用的只有3500个。所以中文编码是直接对方块字进行编码的，一个汉字使用一个编码。
汉字库十分庞大，需要使用2个字节进行编码，假如和ASCII码一样只使用1字节去编码，那只能表示256个汉字，太少了。在前面提及到GB2312，GB13000，GBK，BIG5(繁体)等，它们都是一个标准。下面对具有代表性的GB2312和GBK进行讲解。
GB2312编码 GB2312是一个简体中文字符集的中国国家标准，也是我们通常说到的国标码。GB2312由6763个常用汉字和682个全角的非汉字字符组成。其中根据汉字使用的频率分为两级。一级汉字3755个，二级汉字3008个。由于字符数量比较大，GB2312采用了二维矩阵编码法对所有字符进行编码。构造一个94行94列的方阵，对每一行称为一个“区”，每一列称为一个“位”，然后把所有的字符都依照“GB2312字符编码规则”，写入方阵中，这样子所有的字符在方阵中都有一个唯一的位置，这个位置就可以用区号和位号组合表示，称为字符的区位码。
因为GB2312与西文的存储存在冲突，所以GB2312字符在进行存储时，将原来的每一个字节第8位设置为1和西文加以区分，如果第8bit为0，则表示西文字符，否则就是GB2312字符。在实际存储时，采用将区位码的每个字节分别加上A0H(160)的方法转换为储存码，计算机存储规则则是此编码的补码，而且是位码在前，区码在后。举个例子：汉字“啊”的区位码为1601，其存储码为B0A1H，转换过程为：
GBK编码 GBK编码即汉字内码扩展规范，完全兼容GB2312，在GB2312的基础上，支持繁体字、人名、古汉语等方面出现的罕用字。GBK采用的是双字节表示，总体编码范围为0x8140~0xFEFE，第一个字节在0x81~0xFE之间，第二个字节分为两个部分，一是0x40~0x7E，二是0x80~0xFE。其中和GB2312相同的区域，字完全相同，可表示的汉字数达到了2万多个，完全能满足我们的一般应用的要求。如图47.1.1.2 GBK码位分布图： 图47.1.1.2 GBK码位分布图
在前面GB2312也说到，第一字节称为区，那么GBK里面总共就有126个区（0xFE-0x81+1），第二个字节称为位，我们也可以理解为每个区里面包含的汉字即190个汉字（0xFE-0X80+0X7E-0X40+2），GBK字库总共就126*190=23940个汉字。
3.全球统一编码前一小节讲解的都是中国标准，只有中国使用，并没有表示大多数其他国家的编码。而其他国家又陆续推出各自的编码标准，互不兼容，非常不利于国际交流。所以在后来国际标准化组织(ISO)发行了一个全球统一编码表，把全球各国文字都统一在一个编码标准里，这个全球统一编码表就叫做Unicode。Unicode字符集对世界上各国文化使用到的字母和符号进行标号，对每一个字符都分配一个唯一的编号，字符的编号从0x000000到0x10FFFF。
Unicode没有规定字符对应的二进制码如何存储，只是对每一个字符进行编号。为了解决Unicode编码问题，UTF-8、UTF-16和UTF-32的编码方式诞生了。
UTF-8编码 UTF-8是一个非常常用的编码方式，漂亮的实现了对ASCII码的向后兼容，它是目前互联网上使用最广泛的一种Unicode编码方式，它的最大特点就是可变长。它可以使用1-4个字节表示一个字符，根据字符的不同变换长度。编码规则如下：
1.对于单字节的字符，第一位设为0，后面7位对应这个字符的Unicode码点（即编号）。因此英文中0~127字符与ASCII码完全相同。这意味着可以使用UTF-8编码格式打开用ASCII码编写的文档。
2.对于需要使用N个字节来表示的字符（N>1），第一个字节的前N位都设为1，第N+1位设为0，剩下的N-1个字节的前两位都设为10，剩下的二进制位则使用这个字符的Unicode的码点进行填充。
上面的表述可能比较难接受，下面看一下编码规则表就清晰很多，如表47.1.1.1所示： 表47.1.1.1 UTF-8编码规则表
有了上面这个编码规则表，进行UTF-8编码和解码就简单多了。以汉字“汉”为例，它的Unicode的码点是0x6c49(110 1100 0100 1001)，通过查表发现它属于第三行的规则，具体格式：1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx。接着我们就可以从“汉”的二进制数的最后一位开始，从后向前依次填充对应的格式中的x，多出的x用0补充。这样就可以的到“汉”的UTF-8编码：1110011010110001 10001001，转换成十六进制就是0xE60xB1 0x89。
解码的过程也是十分简单，通过判断一个字节的第一位，假如是0，说明这个字节对应一个字符；假如是1则需要往后数有多少个连续不间断的1，就表示该字符占用多少个字节。
UTF-16 UTF-16采用的是2字节或4字节编码方式。对于Unicode编码范围在0x0000~0xFFFF之间字符，UTF-16使用两个字节存储，并直接存储Unicode编号，不用编码转换。对于Unicode编号范围在0x10000~0x10FFFF之间的字符，UTF-16使用四个字节存储，具体来说是：将字符编号的所有比特位分成两部分，较高的一些比特位用一个值介于0xD800和0xDBFF之间的双字节存储，较低的一些比特位（剩下的比特位），用一个值介于0xDC00和DFFF之间的双字节存储。
上面表述的可能有点模糊，请看下面的表格47.1.1.2所示： 表47.1.1.2 UTF-16编码规则表
举个例子，用UTF-16两个字节去表示“汉”字，它的Unicode码点是0x6C49，那么遵行上面的表格规则，那么用UTF-16表示的话就是01101100 01001001（共16bit，两个字节）。
现在以第二种情况讲解，汉字“？”为例，它的Unicode码点为0x20BB7，该码点显然超出了基本平面的范围(0x0000 – 0xFFFF)，因此需要使用四个字节进行表示，首先用0x00BB7–0x10000计算超出部分，然后将其用20个二进制位表示(不足的前面补0)，结果为0001000010 1110110111。接着将高10位映射到U+D800到U+DBFF之间，低10位映射到U+DC00到U+DFFF即可。那么换算一下即（110110 0000000000 + 0001000010），高位转换一下16进制即0xD842，同理低位也是这样运算，得到0xDFB7。因此，得出汉字“？”的UTF-16编码为0xD842 0xDFB7。
UTF-32 UTF-32是固定长度的编码，始终占用4个字节，足以容纳所有的Unicode字符，所以直接存储Unicode编码即可，不需要任何编码转换。浪费了空间，提供了效率。
大小端模式 在了解了前面的各种解码之后，就知道一个字符可能占用多个字节，那么多个字节在计算机中如何进行存储呢？比如字符0xABCD，它的存储格式到底时AB CD，还是CD AB呢？
实际上两者都有可能，并且分别有不同的名字。如果存储为AB CD，则称为Big Endian即大端；如果存储为CD AB，则称为Little Endian即小端。
Big Endian：高字节在前，低字节在后，详细一点，就是将高位的字节放在低地址表示。
Little Endian：低字节在前，高字节在后，详细一点，就是将高位的字节放在高地址表示。
在了解大小端的意思之后，我们稍微科普一下BOM。
BOM BOM是文档最前面的标记，位于文本文件的开头，一种标记对应一种编码方式。为什么会需要这个东西呢？因为计算机打开文档时，它首先需要获取一些信息，知道用什么编码方式去解码，才能知道文档写的是什么内容。注意：BOM是对Unicode的几种编码而言的。下面我们看一下BOM的标记表，如表47.1.1.3所示： 表47.1.1.3 BOM标记表
47.1.2 字库的生成有了编码，我们就能可以在计算机上对字符进行操作，但是如果计算机处理完字符后直接以编码的形式输出，我们很难一下子知道究竟是什么图形的字符。因为我们平常看到的都是字符的图形化显示，这里呢，就需要我们提供配套的字符图形。字符图形又称为字模，多个字模组成的文件就叫做字库。当我们为计算机提供了编码和字库的前提下，计算机就可以把字符编码转化成对应的字符图形，我们才能清晰识别。
字模的结构 在前面OLED显示实验章节也有说到字模相关知识，这里我们继续展开详细讲解一下，字模是字符的图形结构，字模的实质就是一个个像素点数据。为了方便处理，我们把字模定义成方块形状的像素点阵，像素点只有0和1两种状态。在单色图像数据中，像素点数值置1时，点亮了该像素点，若像素点数值置0时，熄灭该像素点。“汉字”字模图，如图47.1.2.1所示： 图47.1.2.1“汉字”字模图
这两个字模的大小都是16*16，计算机要表示这样的图形，只需要16x16个二进制数据位即可，需要使用16x16/8=32个字节保存字模数据。这里存在一个问题，字模数据是从哪里标记为第一个字节呢？我们知道了第一个字节以及字模的走向，我们就可以把生成的点阵数据和字模图像上的小方块进行匹配，更好了解两者的关系。下面我们解密一下，如图47.1.2.2取模方式（从上到下，从左到右）进行取模，这里的取模方式也是和前面的OLED显示实验章节一样的，可以往前面章节翻翻。 图47.1.2.2取模方式
设置好后，生成的数据如下： - {0x08,0x20,0x06,0x20,0x40,0x3E,0x30,0xC0,0x03,0x01,0x40,0x01,0x78,0x02,0x47,0x04,0x40,0xC8,0x40,0x30,0x40,0xC8,0x47,0x04,0x78,0x02,0x00,0x01, 0x00,0x01,0x00,0x00},/*"汉",0*/
便于大家更好地将点阵数据和图形连接起来，请看图47.1.2.3所示： 图47.1.2.3点阵数据和图形匹配图
了解了字模的结构之后，我们就需要去生成字库了。我们用到一款由易木雨软件工作室涉及的点阵字库生成器V3.8软件。该软件可以在WINDOWS系统下生成任意点阵大小的ASCII，GB2312(简体中文)、GBK(简体中文)、BIG5(繁体中文)和Unicode等共二十几种编码的字库，不但支持生成二进制文件格式的文件，也可以生成BDF文件，还支持生成图片功能，并支持横向，纵向等多种扫描方式，扫描方式可以根据用户的需求进行增加。该软件的界面如图 47.1.2.4 所示： 图47.1.2.4 点阵字库生成器默认界面
本实验，我们总共要生成3个字库：12*12字库、16*16字库和24*24字库。这里以16*16字库为例进行介绍，其他两个字库的制作方法类似。要生成16*16的GBK字库，则需要选择字体大小、选择编码字库、选择字宽和高度、取模方式、存放路径等操作，最后点击创建，就可以开始生成我们需要的字库（.DZK文件），具体设置如图47.1.2.5所示： 图47.1.2.5 生成GBK16*16字库的设置方法
注意：电脑端的字体大小与我们生成点阵大小的关系为： fsize = dsize * 6 / 8
其中，fsize是电脑端字体的大小，dsize是点阵大小（12、16、24等）。所以16*16点阵大小对应的是12号字体。
生成完之后，我们把文件名和后缀改成：GBK16.FON。同样的方法，生成12*12的点阵库（GBK12.FON）和24*24的点阵库（GBK24.FON），总共制作3个字库。
构建字库完成，那我们怎么把字库跟编码连接起来呢？以GBK16.FON为例子，它是根据GBK的编码规则从0X8140开始，逐一建立。因为16*16的点阵大小为32字节，所以在FON文件中第一个32字节的数据就是“ 丂”的字模数据，它的编码是0x8140，而第二个32字节的数据就是“丄”的字模数据，它的编码就是0x8141。在前面讲解GBK的时候，也提到了GBK具有126区，每个区具有190个汉字，那么我们就可以通过计算地址偏移，最终在这个字库里面定位汉字了：
当GBKL<0X7F时：Hp=((GBKH-0x81)*190+GBKL-0X40)*csize；
当GBKL>0X80 时：Hp=((GBKH-0x81)*190+GBKL-0X41)*csize；
其中 GBKH、GBKL 分别代表 GBK 的第一个字节和第二个字节(也就是高位和低位)，Hp 为对应汉字点阵数据在字库里面的起始地址(假设是从0开始存放)，csize代表一个汉字点阵所占的字节数。
这样我们只要得到了汉字的GBK码，就可以得到该汉字点阵在点阵库里面的位置，从而获取其点阵数据，显示这个汉字了。
47.1.3 汉字显示原理汉字在液晶上的显示原理与前面OLED实验中显示字符的是一样的。汉字在液晶上的显示其实就是一些点的显示与不显示，这就相当于我们的笔一样，有笔经过的地方就画出来，没经过的地方就不画。所以要显示汉字，我们首先要知道汉字的点阵数据，这些数据可以由专门的软件来生成，在前面字库生成已经有讲到如何生成字模与字库了。
在我们前面制作的三个GBK字库的基础上，将它们放在SD卡里，然后通过SD卡，将字库文件复制到外部FLASH芯片NORFLASH里，这样，NORFLASH就相当于一个汉字字库芯片了。
单片机要显示汉字的步骤：汉字内码（GBK/GB2312）→查找点阵库→解析→显示。所以只要我们有了整个汉字库的点阵，就可以把字符图形在单片机上显示出来了。
47.2 硬件设计
1. 例程功能本实验开机的时候先检测norflash中是否已经存在字库，如果存在，则按次序显示汉字(四种字体都显示)。如果没有，则检测SD卡和文件系统，并查找SYSTEM文件夹下的FONT文件夹，在该文件夹内查找UNIGBK.BIN、GBK12.FON、GBK16.FON、GBK24.FON和GBK32.FON（这几个文件的由来，见STM32H750开发指南）。在检测到这些文件之后，就开始更新字库，更新完毕才开始显示汉字。通过按按键KEY0，可以强制更新字库。 LED0闪烁，提示程序运行。
2. 硬件资源1）RGB灯 RED：LED0 - PB4 2）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动) 3）串口1 (PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面) 4）SD卡，通过SDMMC1(SDMMC_D0~D4(PC8~PC11)，SDMMC_SCK(PC12)，SDMMC_CMD(PD2))连接 5）norflash(QSPI FLASH芯片，连接在QSPI上) 6）独立按键 KEY0 - PA1
47.3 程序设计
47.3.1 程序流程图 图 47.3.1.1汉字显示实验程序流程图
47.3.2 程序解析
1. TEXT代码这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。TEXT驱动源码包括四个文件：text.c、text.h、fonts.c和fonts.h。
汉字显示实验代码主要分为两部分：一部分就是对字库的更新，另一部分就是对汉字的显示。字库的更新代码放在font.c和font.h文件中，汉字的显示代码就放在text.c和text.h中。
下面我们介绍一下有关字库操作的代码，首先我们先看一下fonts.h文件中字库信息结构体定义，其代码如下： - /* 字库信息结构体定义
- * 用来保存字库基本信息，地址，大小等
- */
- __packed typedef struct
- {
- uint8_t fontok; /* 字库存在标志，0XAA，字库正常；其他，字库不存在 */
- uint32_t ugbkaddr; /* unigbk的地址 */
- uint32_t ugbksize; /* unigbk的大小 */
- uint32_t f12addr; /* gbk12地址 */
- uint32_t gbk12size; /* gbk12的大小 */
- uint32_t f16addr; /* gbk16地址 */
- uint32_t gbk16size; /* gbk16的大小 */
- uint32_t f24addr; /* gbk24地址 */
- uint32_t gbk24size; /* gbk24的大小 */
- uint32_t f32addr; /* gbk32地址 */
- uint32_t gbk32size; /* gbk32的大小 */
- } _font_info;
这个结构体用于记录字库的首地址以及字库大小等信息，总共占用41个字节，第一个字节用来标识字库是否OK，其他的用来记录地址和文件大小。因为我们将NORFLASH的前800KB（占200个扇区）字节用作代码区，紧接着就是2004KB（占501个扇区）的内存空间用作SPB数据区，然后就是UNIGBK码表和字库数据区，存储位置是从NORFLASH芯片的第701个扇区开始，到第2239个扇区，总共6156KB字节，最后，NORFLASH芯片仅剩下7424KB的空间地址，用作文件系统区。
下面介绍font.c文件几个重要的函数。
字库初始化函数也是利用其存储顺序，进行检查字库，其定义如下： - /**
- *@brief 初始化字体
- *@param 无
- *@retval 0, 字库完好; 其他, 字库丢失;
- */
- uint8_t fonts_init(void)
- {
- uint8_t t = 0;
- while (t < 10) /* 连续读取10次,都是错误,说明确实是有问题,得更新字库了 */
- {
- t++;
- /* 读出ftinfo结构体数据 */
- norflash_read((uint8_t *)&ftinfo, FONTINFOADDR, sizeof(ftinfo));
- if (ftinfo.fontok == 0XAA)
- {
- break;
- }
-
- delay_ms(20);
- }
- if (ftinfo.fontok != 0XAA)
- {
- return 1;
- }
- return 0;
- }
该函数就是从NORFLASH芯片中，701*4096地址开始往后的41个字节的数据读取出来，进而判断字库结构体ftinfo的字库标记fontok是否为AA，确定字库是否完好。 有人会有疑问，ftinfo.fontok在哪里赋值AA呢？肯定是字库更新完毕后，给该标记赋值的，那下面就来看一下是不是这样子，字库更新函数定义如下： - /**
- *@brief 更新字体文件
- * @note 所有字库一起更新(UNIGBK,GBK12,GBK16,GBK24,GBK32)
- *@param x, y : 提示信息的显示地址
- *@param size : 提示信息字体大小
- *@param src : 字库来源磁盘
- * @arg "0:", SD卡;
- * @Arg "1:", FLASH盘
- * @arg "2:", U盘
- *@param color : 字体颜色
- *@retval 0, 成功; 其他, 错误代码;
- */
- uint8_t fonts_update_font(uint16_t x, uint16_t y, uint8_t size,
- uint8_t *src, uint16_t color)
- {
- uint8_t *pname;
- uint32_t *buf;
- uint8_t res = 0;
- uint16_t i, j;
- FIL*fftemp;
- uint8_t rval = 0;
- res= 0XFF;
- ftinfo.fontok = 0XFF;
- pname = mymalloc(SRAMIN, 100); /* 申请100字节内存 */
- buf= mymalloc(SRAMIN, 4096); /* 申请4K字节内存 */
- fftemp = (FIL *)mymalloc(SRAMIN, sizeof(FIL)); /* 分配内存 */
- if (buf == NULL || pname == NULL || fftemp == NULL)
- {
- myfree(SRAMIN, fftemp);
- myfree(SRAMIN, pname);
- myfree(SRAMIN, buf);
- return 5; /* 内存申请失败 */
- }
- for (i = 0; i < 5; i++) /* 先查找文件UNIGBK,GBK12,GBK16,GBK24,GBK32是否正常 */
- {
- strcpy((char *)pname, (char *)src); /* copy src内容到pname */
- strcat((char *)pname, (char *)FONT_GBK_PATH); /* 追加具体文件路径 */
- res = f_open(fftemp, (const TCHAR *)pname, FA_READ);/* 尝试打开 */
- if (res)
- {
- rval |= 1 << 7; /* 标记打开文件失败 */
- break; /* 出错了,直接退出 */
- }
- }
- myfree(SRAMIN, fftemp); /* 释放内存 */
- if (rval == 0) /* 字库文件都存在. */
- {
- /* 提示正在擦除扇区 */
- lcd_show_string(x, y, 240, 320, size, "Erasingsectors... ", color);
- for (i = 0; i < FONTSECSIZE; i++) /* 先擦除字库区域,提高写入速度 */
- {
- fonts_progress_show(x + 20 * size / 2, y, size, FONTSECSIZE, i,
- color); /* 进度显示 */
- norflash_ex_read((uint8_t *)buf, ((FONTINFOADDR / 4096) + i) * 4096,
- 4096); /* 读出整个扇区的内容 */
- for (j = 0; j < 1024; j++) /* 校验数据 */
- {
- if (buf[j] != 0XFFFFFFFF)break; /* 需要擦除 */
- }
- if (j != 1024)
- {
- /* 需要擦除的扇区 */
- norflash_ex_erase_sector((FONTINFOADDR / 4096) + i);
- }
- }
- for (i = 0; i < 5; i++) /* 依次更新UNIGBK,GBK12,GBK16,GBK24,GBK32 */
- {
- lcd_show_string(x, y, 240, 320, size, FONT_UPDATE_REMIND_TBL,
- color);
- strcpy((char *)pname, (char *)src); /* copy src内容到pname */
- strcat((char *)pname, (char *)FONT_GBK_PATH);/* 追加具体文件路径 */
- res =fonts_update_fontx(x + 20 * size / 2, y, size, pname, i,
- color); /* 更新字库 */
- if (res)
- {
- myfree(SRAMIN, buf);
- myfree(SRAMIN, pname);
- return 1 + i;
- }
- }
- /* 全部更新好了 */
- ftinfo.fontok = 0XAA;
- /* 保存字库信息 */
- norflash_ex_write((uint8_t *)&ftinfo, FONTINFOADDR, sizeof(ftinfo));
- }
- myfree(SRAMIN, pname); /* 释放内存 */
- myfree(SRAMIN, buf);
- return rval; /* 无错误. */
- }
函数的实现：动态申请内存→尝试打开文件(UNIGBK、GBK12、GBK16、GBK24和GBK32)，确定文件是否存在→擦除字库→依次更新UNIGBK、GBK12、GBK16、GBK24和GBK32→写入ftinfo结构体信息。
在字库更新函数中能直接看到的是ftinfo.fontok成员被赋值，而其他成员在单个字库更新函数中被赋值，接下来分析一下更新某个字库函数，其代码如下： - /**
- *@brief 更新某一个字库
- *@param x, y : 提示信息的显示地址
- *@param size : 提示信息字体大小
- *@param fpath : 字体路径
- *@param fx : 更新的内容
- * @arg 0, ungbk;
- * @Arg 1, gbk12;
- * @arg 2, gbk16;
- * @arg 3, gbk24;
- * @arg 4, gbk32;
- *@param color : 字体颜色
- *@retval 0, 成功; 其他, 错误代码;
- */
- static uint8_t fonts_update_fontx(uint16_t x, uint16_t y, uint8_t size,
- uint8_t *fpath, uint8_t fx, uint16_t color)
- {
- uint32_t flashaddr = 0;
- FIL*fftemp;
- uint8_t *tempbuf;
- uint8_t res;
- uint16_t bread;
- uint32_t offx = 0;
- uint8_t rval = 0;
- fftemp = (FIL *)mymalloc(SRAMIN, sizeof(FIL)); /* 分配内存 */
- if (fftemp == NULL)rval = 1;
- tempbuf = mymalloc(SRAMIN, 4096); /* 分配4096个字节空间 */
- if (tempbuf == NULL)rval = 1;
- res= f_open(fftemp, (const TCHAR *)fpath, FA_READ);
- if (res)rval = 2; /* 打开文件失败 */
- if (rval == 0)
- {
- switch (fx)
- {
- case 0: /* 更新 UNIGBK.BIN*/
- /* 信息头之后，紧跟UNIGBK转换码表 */
- ftinfo.ugbkaddr = FONTINFOADDR + sizeof(ftinfo);
- ftinfo.ugbksize = fftemp->obj.objsize; /* UNIGBK大小 */
- flashaddr = ftinfo.ugbkaddr;
- break;
- case 1: /* 更新 GBK12.BIN*/
- /* UNIGBK之后，紧跟GBK12字库 */
- ftinfo.f12addr = ftinfo.ugbkaddr + ftinfo.ugbksize;
- ftinfo.gbk12size = fftemp->obj.objsize; /* GBK12字库大小 */
- flashaddr = ftinfo.f12addr; /* GBK12的起始地址 */
- break;
- case 2: /* 更新 GBK16.BIN*/
- /* GBK12之后，紧跟GBK16字库 */
- ftinfo.f16addr = ftinfo.f12addr + ftinfo.gbk12size;
- ftinfo.gbk16size = fftemp->obj.objsize; /* GBK16字库大小 */
- flashaddr = ftinfo.f16addr; /* GBK16的起始地址 */
- break;
- case 3: /* 更新 GBK24.BIN*/
- /* GBK16之后，紧跟GBK24字库 */
- ftinfo.f24addr = ftinfo.f16addr + ftinfo.gbk16size;
- ftinfo.gbk24size = fftemp->obj.objsize; /* GBK24字库大小 */
- flashaddr = ftinfo.f24addr; /* GBK24的起始地址 */
- break;
- case 4: /* 更新 GBK32.BIN*/
- /* GBK24之后，紧跟GBK32字库 */
- ftinfo.f32addr = ftinfo.f24addr + ftinfo.gbk24size;
- ftinfo.gbk32size = fftemp->obj.objsize; /* GBK32字库大小 */
- flashaddr = ftinfo.f32addr; /* GBK32的起始地址 */
- break;
- }
- while (res == FR_OK) /* 死循环执行 */
- {
- res = f_read(fftemp, tempbuf, 4096, (UINT *)&bread); /* 读取数据 */
- if (res != FR_OK)break; /* 执行错误 */
- /* 从0开始写入bread个数据 */
- norflash_ex_write(tempbuf, offx + flashaddr, bread);
- offx += bread;
- /* 进度显示 */
- fonts_progress_show(x, y, size, fftemp->obj.objsize, offx, color);
- if (bread != 4096)break; /* 读完了. */
- }
- f_close(fftemp);
- }
- myfree(SRAMIN, fftemp); /* 释放内存 */
- myfree(SRAMIN, tempbuf); /* 释放内存 */
- return res;
- }
单个字库更新函数，主要是对把字库从SD卡中读取出数据，写入NORFLASH。同时把字库大小和起始地址保存在ftinfo结构体里，在前面的整个字库更新函数中使用函数： - norflash_write((uint8_t *)&ftinfo,FONTINFOADDR,sizeof(ftinfo)); /*保存字库信息*/
结构体的所有成员一并写入到那41个字节。有了这个字库信息结构体，就能很容易进行定位。结合前面的说到的根据地址偏移寻找汉字的点阵数据，我们就可以开始真正把汉字搬上屏幕中去了。
首先我们肯定需要获得汉字的GBK码，这里MDK已经帮我们实现了。这里用一个例子说明：
在这里可以看出MDK识别汉字的方式是GBK码，换句话来说就是MDK自动会把汉字看成是两个字节表示的东西。知道了要表示的汉字和其GBK码，那么就可以去找对应的点阵数据。在text.c文件中，我们就定义了一个获取汉字点阵数据的函数，其定义如下： - /**
- *@brief 获取汉字点阵数据
- *@param code : 当前汉字编码(GBK码)
- *@param mat : 当前汉字点阵数据存放地址
- *@param size : 字体大小
- * @note size大小的字体,其点阵数据大小为: (size / 8 + ((size % 8) ? 1 : 0))
- * (size) 字节
- *@retval 无
- */
- static voidtext_get_hz_mat(unsigned char *code, unsigned char *mat,
- uint8_t size)
- {
- unsigned char qh, ql;
- unsigned char i;
- unsigned long foffset;
- /* 得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 */
- uint8_t csize = (size / 8 + ((size % 8) ? 1 : 0)) * (size);
- qh = *code;
- ql = *(++code);
- if (qh < 0x81 || ql < 0x40 || ql == 0xff || qh == 0xff) /* 非 常用汉字 */
- {
- for (i = 0; i < csize; i++)
- {
- *mat++ = 0x00; /* 填充满格 */
- }
- return; /* 结束访问 */
- }
- if (ql < 0x7f)
- {
- ql -= 0x40; /* 注意! */
- }
- else
- {
- ql -= 0x41;
- }
- qh -= 0x81;
- foffset = ((unsigned long)190 * qh + ql) * csize; /* 得到字库中的字节偏移量 */
- switch (size)
- {
- case 12:
- norflash_ex_read(mat, foffset + ftinfo.f12addr, csize);
- break;
- case 16:
- norflash_ex_read(mat, foffset + ftinfo.f16addr, csize);
- break;
- case 24:
- norflash_ex_read(mat, foffset + ftinfo.f24addr, csize);
- break;
- case 32:
- norflash_ex_read(mat, foffset + ftinfo.f32addr, csize);
- break;
- }
- }
函数实现的依据就是前面47.1.2小节讲到的两条公式： 当GBKL<0X7F时：Hp=((GBKH-0x81)*190+GBKL-0X40)*csize； 当GBKL>0X80时：Hp=((GBKH-0x81)*190+GBKL-0X41)*csize；
目标汉字的GBK码满足上面两条公式其一，就会得出与一个GBK对应的汉字点阵数据的偏移。在这个基础上，通过判断汉字的大小，就可以从对应的字库提取目标汉字点阵数据。
在获取到点阵数据后，接下来就可以进行汉字显示，下面看一下汉字显示函数，其定义如下： - /**
- *@brief 显示一个指定大小的汉字
- *@param x,y : 汉字的坐标
- *@param font : 汉字GBK码
- *@param size : 字体大小
- *@param mode : 显示模式
- * @note 0, 正常显示(不需要显示的点,用LCD背景色填充,即g_back_color)
- * @note 1, 叠加显示(仅显示需要显示的点, 不需要显示的点, 不做处理)
- *@param color : 字体颜色
- *@retval 无
- */
- voidtext_show_font(uint16_t x, uint16_t y, uint8_t *font, uint8_t size, uint8_t mode, uint16_t color)
- {
- uint8_t temp, t, t1;
- uint16_t y0 = y;
- uint8_t *dzk;
- /* 得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 */
- uint8_t csize = (size / 8 + ((size % 8) ? 1 : 0)) * (size);
- if (size != 12 && size != 16 && size != 24 && size != 32)
- {
- return; /* 不支持的size */
- }
- dzk= mymalloc(SRAMIN, size); /* 申请内存 */
- if (dzk == 0) return; /* 内存不够了 */
- text_get_hz_mat(font, dzk, size); /* 得到相应大小的点阵数据 */
- for (t = 0; t < csize; t++)
- {
- temp = dzk[t]; /* 得到点阵数据 */
- for (t1 = 0; t1 < 8; t1++)
- {
- if (temp & 0x80)
- {
- lcd_draw_point(x, y, color); /* 画需要显示的点 */
- }
- else if (mode == 0) /* 如果非叠加模式, 不需要显示的点,用背景色填充 */
- {
- lcd_draw_point(x, y, g_back_color); /* 填充背景色 */
- }
- temp <<= 1;
- y++;
- if ((y - y0) == size)
- {
- y = y0;
- x++;
- break;
- }
- }
- }
- myfree(SRAMIN, dzk); /* 释放内存 */
- }
汉字显示函数通过调用获取汉字点阵数据函数text_get_hz_mat就获取到点阵数据，使用lcd画点函数把点阵数据中“1”的点都画出来，最终会LCD显示你所要表示的汉字。
其他函数就不多讲解，大家可以自行消化。
2. main.c代码main.c代码如下： - int main(void)
- {
- uint32_t fontcnt;
- uint8_t i, j;
- uint8_t fontx[2]; /* GBK码 */
- uint8_t key, t;
- sys_cache_enable(); /* 打开L1-Cache */
- HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
- sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4); /* 设置时钟, 480Mhz */
- delay_init(480); /* 延时初始化 */
- usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */
- usmart_dev.init(240); /* 初始化USMART */
- mpu_memory_protection(); /* 保护相关存储区域 */
- led_init(); /* 初始化LED */
- lcd_init(); /* 初始化LCD */
- key_init(); /* 初始化按键 */
- my_mem_init(SRAMIN); /* 初始化内部内存池(AXI) */
- my_mem_init(SRAM12); /* 初始化SRAM12内存池(SRAM1+SRAM2)*/
- my_mem_init(SRAM4); /* 初始化SRAM4内存池(SRAM4) */
- my_mem_init(SRAMDTCM); /* 初始化DTCM内存池(DTCM) */
- my_mem_init(SRAMITCM); /* 初始化ITCM内存池(ITCM) */
- exfuns_init(); /* 为fatfs相关变量申请内存 */
- f_mount(fs[0], "0:", 1); /* 挂载SD卡 */
- f_mount(fs[1], "1:", 1); /* 挂载FLASH */
- while (fonts_init()) /* 检查字库 */
- {
- UPD:
- lcd_clear(WHITE); /* 清屏 */
- lcd_show_string(30, 30, 200, 16, 16, "STM32", RED);
- while (sd_init()) /* 检测SD卡 */
- {
- lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "SD CardFailed!", RED);
- delay_ms(200);
- lcd_fill(30, 50, 200 + 30, 50 + 16, WHITE);
- delay_ms(200);
- }
- lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "SD CardOK", RED);
- lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "FontUpdating...", RED);
- key =fonts_update_font(20, 90, 16, (uint8_t *)"0:", RED); /* 更新字库 */
- while (key) /* 更新失败 */
- {
- lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "Font UpdateFailed!", RED);
- delay_ms(200);
- lcd_fill(20, 90, 200 + 20, 90 + 16, WHITE);
- delay_ms(200);
- }
- lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "Font UpdateSuccess! ", RED);
- delay_ms(1500);
- lcd_clear(WHITE);/* 清屏 */
- }
- text_show_string(30, 30, 200, 16, "正点原子STM32开发板", 16, 0, RED);
- text_show_string(30, 50, 200, 16, "GBK字库测试程序", 16, 0, RED);
- text_show_string(30, 70, 200, 16, " ATOM@ALIENTEK", 16, 0, RED);
- text_show_string(30, 90, 200, 16, "按KEY0,更新字库", 16, 0, RED);
-
- text_show_string(30, 130, 200, 16, "内码高字节:", 16, 0, BLUE);
- text_show_string(30, 150, 200, 16, "内码低字节:", 16, 0, BLUE);
- text_show_string(30, 170, 200, 16, "汉字计数器:", 16, 0, BLUE);
-
- text_show_string(30, 200, 200, 32, "对应汉字为:", 32, 0, BLUE);
- text_show_string(30, 232, 200, 24, "对应汉字为:", 24, 0, BLUE);
- text_show_string(30, 256, 200, 16, "对应汉字(16*16)为:", 16, 0, BLUE);
- text_show_string(30, 272, 200, 12, "对应汉字(12*12)为:", 12, 0, BLUE);
- while (1)
- {
- fontcnt = 0;
- for (i = 0x81; i < 0xff; i++) /* GBK内码高字节范围为0X81~0XFE */
- {
- fontx[0] = i;
- lcd_show_num(118, 130, i, 3, 16, BLUE); /* 显示内码高字节 */
- /* GBK内码低字节范围为 0X40~0X7E, 0X80~0XFE) */
- for (j = 0x40; j < 0xfe; j++)
- {
- if (j == 0x7f)continue;
- fontcnt++;
- lcd_show_num(118, 150, j, 3, 16, BLUE); /* 显示内码低字节 */
- lcd_show_num(118, 170, fontcnt, 5, 16, BLUE); /* 汉字计数显示 */
- fontx[1] = j;
- text_show_font(30 + 176, 200, fontx, 32, 0, BLUE);
- text_show_font(30 + 132, 232, fontx, 24, 0, BLUE);
- text_show_font(30 + 144, 256, fontx, 16, 0, BLUE);
- text_show_font(30 + 108, 272, fontx, 12, 0, BLUE);
- t = 200;
- while (t--) /* 延时,同时扫描按键 */
- {
- delay_ms(1);
- key = key_scan(0);
- if (key == KEY0_PRES)
- {
- goto UPD; /* 跳转到UPD位置(强制更新字库) */
- }
- }
- LED0_TOGGLE();
- }
- }
- }
- }
main函数实现了我们在硬件设计例程功能所表述的一致，至此整个软件设计就完成了。
47.4 下载验证本例程支持12*12、16*16、24*24和32*32四种字体的显示，将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD开始显示四种大小的汉字及内码如图47.4.1所示： 图47.4.1 汉字显示实验显示效果
一开始就显示汉字，是因为板子在出厂的时候都是测试过的，里面刷了综合测试程序，已经把字库写入到NORFLASH里面，所以并不会提示更新字库。如果你想要更新字库，就需要先找一张SD卡，把A盘资料\5，SD卡根目录文件 文件夹下面的SYSTEM文件夹拷贝到SD卡根目录下，插入开发板，并按复位，之后，在显示汉字的时候，按下KEY0，就可以开始更新字库。字库更新界面如图47.4.2所示： 图47.4.2汉字字库更新界面
此外我们还可以使用USMART来测试该实验。通过USMART调用text_show_string或者text_show_string_middle来实现任意位置显示任何字符串，有兴趣的朋友可以尝试一下。 |
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发表于 2023-2-9 11:17:15
