【正点原子探索者STM32F407开发板例程连载+教学】第54章 T9拼音输入法实验

Admin

第五十四章 T9拼音输入法实验

 

[mw_shl_code=c,true]1.硬件平台：正点原子探索者STM32F407开发板 2.软件平台：MDK5.1 3.固件库版本：V1.4.0[/mw_shl_code]

上一章，我们在ALIENTEK探索者STM32F4开发板上实现了手写识别输入，但是该方法只能输入数字或者字母，不能输入汉字。本章，我们将给大家介绍如何在ALIENTEK探索者STM32F4开发板上实现一个简单的T9中文拼音输入法。本章分为如下几个部：

54.1 拼音输入法简介

54.2 硬件设计

54.3 软件设计

54.4 下载验证

 

54.1 拼音输入法简介  

在计算机上汉字的输入法有很多种，比如拼音输入法、五笔输入法、笔画输入法、区位输入法等。其中，又以拼音输入法用的最多。拼音输入法又可以分为很多类，比如全拼输入、双拼输入等。

而在手机上，用的最多的应该算是T9拼音输入法了，T9输入法全名为智能输入法，字库容量九千多字，支持十多种语言。T9输入法是由美国特捷通讯（Tegic Communications）软件公司开发的，该输入法解决了小型掌上设备的文字输入问题，已经成为全球手机文字输入的标准之一。

一般，手机拼音输入键盘如图54.1.1所示：

图54.1.1 手机拼音输入键盘

在这个键盘上，我们对比下传统的输入法和T9输入法，输入“中国”两个字需要的按键次数。传统的方法，先按4次9，输入字母z，再按2次4，输入字母h，再按3次6，输入字母o，再按2次6，输入字母n，最后按1次4，输入字母g。这样，输入“中”字，要按键12次，接着同样的方法，输入“国”字，需要按6次，总共就是18次按键。

如果是T9，我们输入“中”字，只需要输入：9、4、6、6、4，即可实现输入“中”字，在选择中字之后，T9会联想出一系列同中字组合的词，如：文、国、断、山等。这样输入“国”字，我们直接选择即可，所以输入“国”字按键0次，这样T9总共只需要5次按键。

这就是T9智能输入法的优越之处。正因为T9输入法高效便捷的输入方式得到了众多手机厂商的采用，以至于T9成为了使用频率最高知名度最大的手机输入法。

本章，我们实现的T9拼音输入法，没有真正的T9那么强大，我们这里仅实现输入部分，不支持词组联想。

本章，我们主要通过一个和数字串对应的拼音索引表来实现T9拼音输入，我们先将汉语拼音所有可能的组合全部列出来，如下所示：

const u8 PY_mb_space []={""};

const u8 PY_mb_a     []={"啊阿腌吖锕厑嗄錒呵腌"};

const u8 PY_mb_ai    []={"爱埃挨哎唉哀皑癌蔼矮艾碍隘捱嗳嗌嫒瑷暧砹锿霭"};

const u8 PY_mb_an    []={"安俺按暗岸案鞍氨谙胺埯揞犴庵桉铵鹌黯"};

……此处省略N多组合

const u8 PY_mb_zu    []={"足租祖诅阻组卒族俎菹镞"};

const u8 PY_mb_zuan  []={"钻攥纂缵躜"};

const u8 PY_mb_zui   []={"最罪嘴醉蕞觜"};

const u8 PY_mb_zun   []={"尊遵樽鳟撙"};

const u8 PY_mb_zuo   []={"左佐做作坐座昨撮唑柞阼琢嘬怍胙祚砟酢"};

       这里我们只列出了部分组合，我们将这些组合称之为码表，然后将这些码表和其对应的数字串对应起来，组成一个拼音索引表，如下所示：

const py_index py_index3[]=

{

{"" ,"",(u8*)PY_mb_space},

{"2","a",(u8*)PY_mb_a},

{"3","e",(u8*)PY_mb_e},

{"6","o",(u8*)PY_mb_o},

{"24","ai",(u8*)PY_mb_ai},

{"26","an",(u8*)PY_mb_an},

……此处省略N多组合

{"94664","zhong",(u8*)PY_mb_zhong},

{"94824","zhuai",(u8*)PY_mb_zhuai},

{"94826","zhuan",(u8*)PY_mb_zhuan},

{"248264","chuang",(u8*)PY_mb_chuang},

{"748264","shuang",(u8*)PY_mb_shuang},

{"948264","zhuang",(u8*)PY_mb_zhuang},

}

       其中py_index是一个结构体，定义如下：

typedef struct

{

  u8 *py_input;     //输入的字符串

  u8 *py;            //对应的拼音

  u8 *pymb;       //码表

}py_index;

其中py_input，即与拼音对应的数字串，比如“94824”。py，即与py_input数字串对应的拼音，如果py_input=“94824”，那么py就是“zhuai”。最后pymb，就是我们前面说到的码表。注意，一个数字串可以对应多个拼音，也可以对应多个码表。

在有了这个拼音索引表（py_index3）之后，我们只需要将输入的数字串和py_index3索引表里面所有成员的py_input对比，将所有完全匹配的情况记录下来，用户要输入的汉字就被确定了，然后由用户选择可能的拼音组成（假设有多个匹配的项目），再选择对应的汉字，即完成一次汉字输入。

当然还可能是找遍了索引表，也没有发现一个完全符合要求的成员，那么我们会统计匹配数最多的情况，作为最佳结果，反馈给用户。比如，用户输入“323”，找不到完全匹配的情况，那么我们就将能和“32”匹配的结果返回给用户。这样，用户还是可以得到输入结果，同时还可以知道输入有问题，提示用户需要检查输入是否正确。

以上，就是我们的T9拼音输入法原理，关于拼音输入法，我们就介绍到这里。

最后，我们看看一个完整的T9拼音输入步骤（过程）：

1） 输入拼音数字串

本章，我们用到的T9拼音输入法的核心思想就是对比用户输入的拼音数字串，所以必须先由用户输入拼音数字串。

2） 在拼音索引表里面查找和输入字符串匹配的项，并记录

在得到用户输入的拼音数字串之后，在拼音索引表里面查找所有匹配的项目，如果有完全匹配的项目，就全部记录下来，如果没有完全匹配的项目，则记录匹配情况最好的一个项目。

3） 显示匹配清单里面所有可能的汉字，供用户选择.

将匹配项目的拼音和对应的汉字显示出来，供用户选择。如果有多个匹配项（一个数字串对应多个拼音的情况），则用户还可以选择拼音。

4） 用户选择匹配项，并选择对应的汉字.

用户对匹配的拼音和汉字进行选择，选中其真正想输入的拼音和汉字，实现一次拼音输入。 

以上4个步骤，就可以实现一个简单的T9汉字拼音输入法。

54.2 硬件设计

本章实验功能简介：开机的时候先检测字库，然后显示提示信息和绘制拼音输入表，之后进入等待输入状态。此时用户可以通过屏幕上的拼音输入表输入拼音数字串（通过DEL可以实现退格），然后程序自动检测与之对应的拼音和汉字，并显示在屏幕上（同时输出到串口）。如果有多个匹配的拼音，则通过KEY_UP和KEY1进行选择。按键KEY0用于清除一次输入，按键KEY2用于触摸屏校准。

本实验用到的资源如下：

1）  指示灯DS0

2）  四个按键（KEY0/KEY1/KEY2/KEY_UP）

3）  串口

4）  TFTLCD模块（含触摸屏）

5）  SPI FLASH

这些用到的硬件，我们在之前都已经介绍过，这里就不再介绍了。

54.3 软件设计

打开本章实验工程可以看到，我们在根目录文件夹下新建了一个T9INPUT的文件夹。在该文件夹下面新建了pyinput.c、pyinput.h和pymb.h三个文件，然后在工程里面新建一个T9INPUT的组，将pyinput.c加入到该组下面。最后，将T9INPUT文件夹加入头文件包含路径。

    打开pyinput.c，代码如下： 

//拼音输入法

pyinput t9=

{

       get_pymb,

    0,

};

//比较两个字符串的匹配情况

//返回值:0xff,表示完全匹配.

//            其他,匹配的字符数

u8 str_match(u8*str1,u8*str2)

{

       u8 i=0;

       while(1)

       {

              if(*str1!=*str2)break;             //部分匹配

              if(*str1=='\0'){i=0XFF;break;}//完全匹配

              i++; str1++; str2++;

       }

       return i;//两个字符串相等

}

//获取匹配的拼音码表

//*strin,输入的字符串,形如:"726"

//**matchlist,输出的匹配表.

//返回值:[7],0,表示完全匹配；1，表示部分匹配（仅在没有完全匹配的时候才会出现）

//            [6:0],完全匹配的时候，表示完全匹配的拼音个数

//                      部分匹配的时候，表示有效匹配的位数                                      

u8 get_matched_pymb(u8 *strin,py_index **matchlist)

{

       py_index *bestmatch=0;//最佳匹配

       u16 pyindex_len=0;

       u16 i=0;

       u8 temp,mcnt=0,bmcnt=0;

       bestmatch=(py_index*)&py_index3[0];//默认为a的匹配

       pyindex_len=sizeof(py_index3)/sizeof(py_index3[0]);//得到py索引表的大小.

       for(i=0;i<pyindex_len;i++)

       {

              temp=str_match(strin,(u8*)py_index3.py_input);

              if(temp)

              {

                     if(temp==0XFF)matchlist[mcnt++]=(py_index*)&py_index3;

                     else if(temp>bmcnt)//找最佳匹配

                     {

                            bmcnt=temp;

                         bestmatch=(py_index*)&py_index3;//最好的匹配.

                     }

              }

       }

       if(mcnt==0&&bmcnt)//没有完全匹配的结果,但是有部分匹配的结果

       {

              matchlist[0]=bestmatch;

              mcnt=bmcnt|0X80;        //返回部分匹配的有效位数

       }

       return mcnt;//返回匹配的个数

}

//得到拼音码表.

//str:输入字符串

//返回值:匹配个数.

u8 get_pymb(u8* str)

{

       return get_matched_pymb(str,t9.pymb);

}

//串口测试用

void test_py(u8 *inputstr)

{

       ……代码省略

}

       这里总共就4个函数，其中get_matched_pymb，是核心，该函数实现将用户输入拼音数字串同拼音索引表里面的各个项对比，找出匹配结果，并将完全匹配的项目存放在matchlist里面，同时记录匹配数。对于那些没有完全匹配的输入串，则查找与其最佳匹配的项目，并将匹配的长度返回。函数test_py（代码省略）用于给usmart调用，实现串口测试，该函数可有可无，只是在串口测试的时候才用到，如果不使用的话，可以去掉，本章，我们将其加入usmart控制，大家可以通过该函数实现串口调试拼音输入法。

       其他两个函数，也比较简单了，我们这里就不细说了，保存pyinput.c，打开pyinput.h，代码如下：

#ifndef __PYINPUT_H

#define __PYINPUT_H

#include "sys.h"

//拼音码表与拼音的对应表

typedef struct

{

  u8 *py_input;//输入的字符串

  u8 *py;          //对应的拼音

  u8 *pymb;     //码表

}py_index;

#define MAX_MATCH_PYMB    10    //最大匹配数

//拼音输入法

typedef struct

{

  u8(*getpymb)(u8 *instr);                 //字符串到码表获取函数

  py_index *pymb[MAX_MATCH_PYMB];      //码表存放位置

}pyinput;

extern pyinput t9;

u8 str_match(u8*str1,u8*str2);

u8 get_matched_pymb(u8 *strin,py_index **matchlist);

u8 get_pymb(u8* str);

void test_py(u8 *inputstr);

#endif

       保存pyinput.h。pymb.h里面完全就是我们前面介绍的拼音码表，该文件很大，里面存储了所有我们可以输入的汉字，此部分代码就不贴出来了，请大家参考光盘本例程的源码。

       最后，我们看看主函数代码：

const u8* kbd_tbl[9]={"←","2","3","4","5","6","7","8","9",};//数字表

const u8* kbs_tbl[9]={"DEL","abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz",};//字符表

u16 kbdxsize;  //虚拟键盘按键宽度

u16 kbdysize;  //虚拟键盘按键高度

//加载键盘界面

//x,y:界面起始坐标

void py_load_ui(u16 x,u16 y)

{

       u16 i;

       POINT_COLOR=RED;

       LCD_DrawRectangle(x,y,x+kbdxsize*3,y+kbdysize*3);                                          

       LCD_DrawRectangle(x+kbdxsize,y,x+kbdxsize*2,y+kbdysize*3);                                   

       LCD_DrawRectangle(x,y+kbdysize,x+kbdxsize*3,y+kbdysize*2);

       POINT_COLOR=BLUE;

       for(i=0;i<9;i++)

       {

              Show_Str_Mid(x+(i%3)*kbdxsize,y+4+kbdysize*(i/3),(u8*)kbd_tbl,16,kbdxsize);

    Show_Str_Mid(x+(i%3)*kbdxsize,y+kbdysize/2+kbdysize*(i/3),(u8*)kbs_tbl,

16,kbdxsize);             

       }                                                

}

//按键状态设置

//x,y:键盘坐标

//key:键值（0~8）

//sta:状态，0，松开；1，按下；

void py_key_staset(u16 x,u16 y,u8 keyx,u8 sta)

{             

       u16 i=keyx/3,j=keyx%3;

       if(keyx>8)return;

       if(sta)LCD_Fill(x+j*kbdxsize+1,y+i*kbdysize+1,x+j*kbdxsize+kbdxsize-1,y+i*kbdysize+

kbdysize-1,GREEN);

       else LCD_Fill(x+j*kbdxsize+1,y+i*kbdysize+1,x+j*kbdxsize+kbdxsize-1,y+i*kbdysize

+kbdysize-1,WHITE);

       Show_Str_Mid(x+j*kbdxsize,y+4+kbdysize*i,(u8*)kbd_tbl[keyx],16,kbdxsize);           

       Show_Str_Mid(x+j*kbdxsize,y+kbdysize/2+kbdysize*i,(u8*)kbs_tbl[keyx],16,kbdxsize);

}

//得到触摸屏的输入

//x,y:键盘坐标

//返回值：按键键值（1~9有效；0,无效）

u8 py_get_keynum(u16 x,u16 y)

{

       u16 i,j; u8 key=0;

       static u8 key_x=0;//0,没有任何按键按下；1~9，1~9号按键按下

       tp_dev.scan(0);              

       if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN)               //触摸屏被按下

       {    

              for(i=0;i<3;i++)

              {

                     for(j=0;j<3;j++)

                     {

                           if(tp_dev.x[0]<(x+j*kbdxsize+kbdxsize)&&tp_dev.x[0]>(x+j*kbdxsize)&&

tp_dev.y[0]<(y+i*kbdysize+kbdysize)&&tp_dev.y[0]>(y+i*kbdysize))

                            {key=i*3+j+1; break;}

                     }

                     if(key)

                     {       

                            if(key_x==key)key=0;

                            else

                            {

                                   py_key_staset(x,y,key_x-1,0);

                                   key_x=key;

                                   py_key_staset(x,y,key_x-1,1);

                            }

                            break;

                     }

              } 

       }else if(key_x){ py_key_staset(x,y,key_x-1,0); key_x=0;}

       return key;

}                                                 

//显示结果.

//index:0,表示没有一个匹配的结果.清空之前的显示

//   其他,索引号 

void py_show_result(u8 index)

{

      LCD_ShowNum(30+144,125,index,1,16);         //显示当前的索引

       LCD_Fill(30+40,125,30+40+48,130+16,WHITE);     //清除之前的显示

      LCD_Fill(30+40,145,lcddev.width,145+48,WHITE);//清除之前的显示   

       if(index)

       {

             Show_Str(30+40,125,200,16,t9.pymb[index-1]->py,16,0);       //显示拼音

              Show_Str(30+40,145,lcddev.width-70,48,t9.pymb[index-1]->pymb,16,0);//显示汉字

              printf("\r\n拼音:%s\r\n",t9.pymb[index-1]->py);       //串口输出拼音

              printf("结果:%s\r\n",t9.pymb[index-1]->pymb); //串口输出结果

       }

}    

int main(void)

{       

      u8 i=0; u8 key; u8 cur_index;       u8 result_num;

       u8 inputstr[7];        //最大输入6个字符+结束符

       u8 inputlen;           //输入长度    

       NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2

       delay_init(168);  //初始化延时函数

       uart_init(115200);         //初始化串口波特率为115200

       LED_Init();                         //初始化LED

       usmart_dev.init(84);             //初始化USMART

      LCD_Init();                         //LCD初始化 

      KEY_Init();                         //按键初始化

      W25QXX_Init();                  //初始化W25Q128

       tp_dev.init();                        //初始化触摸屏

       my_mem_init(SRAMIN);     //初始化内部内存池

       my_mem_init(SRAMCCM);  //初始化CCM内存池

RESTART:

       POINT_COLOR=RED;     

      while(font_init())                //检查字库

       {         

              LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Font Error!"); delay_ms(200);                         

              LCD_Fill(60,50,240,66,WHITE);//清除显示          

       }

      Show_Str(30,5,200,16,"探索者STM32F407开发板",16,0);                                      

       Show_Str(30,25,200,16,"拼音输入法实验",16,0);                                      

       Show_Str(30,45,200,16,"正点原子@ALIENTEK",16,0);                                   

      Show_Str(30,65,200,16,"  KEY2:校准  KEY0:清除",16,0);  

      Show_Str(30,85,200,16,"KEY_UP:上翻  KEY1:下翻",16,0); 

       Show_Str(30,105,200,16,"输入:        匹配:  ",16,0);

      Show_Str(30,125,200,16,"拼音:        当前:  ",16,0);

      Show_Str(30,145,210,32,"结果:",16,0);

       if(lcddev.id==0X5310){kbdxsize=86;kbdysize=43;}//根据LCD分辨率设置按键大小

       else if(lcddev.id==0X5510){kbdxsize=140;kbdysize=70;}

       else {kbdxsize=60;kbdysize=40;}

       py_load_ui(30,195);

       memset(inputstr,0,7);     //全部清零

       inputlen=0;                   //输入长度为0

       result_num=0;               //总匹配数清零

       cur_index=0;               

       while(1)

       {

              i++;

              delay_ms(10);

              key=py_get_keynum(30,195);

              if(key)

              {

                     if(key==1)//删除

                     {

                            if(inputlen)inputlen--;

                            inputstr[inputlen]='\0';//添加结束符

                     }else

                     {

                            inputstr[inputlen]=key+'0';//输入字符

                            if(inputlen<7)inputlen++;

                     }

                     if(inputstr[0]!=NULL)

                     {

                            key=t9.getpymb(inputstr);     //得到匹配的结果数

                            if(key)//有部分匹配/完全匹配的结果

                            {

                                   result_num=key&0X7F; //总匹配结果

                                   cur_index=1;                //当前为第一个索引

                                   if(key&0X80)             //是部分匹配

                                   {

                                          inputlen=key&0X7F;//有效匹配位数

                                          inputstr[inputlen]='\0';//不匹配的位数去掉

                                          if(inputlen>1)result_num=t9.getpymb(inputstr);//重新获取

                                   } 

                            }else //没有任何匹配

                            {                              

                                   inputlen--;

                                   inputstr[inputlen]='\0';

                            }

                     }else{ cur_index=0; result_num=0; }

                     LCD_Fill(30+40,105,30+40+48,110+16,WHITE);//清除之前的显示

                     LCD_ShowNum(30+144,105,result_num,1,16);        //显示匹配的结果数

                     Show_Str(30+40,105,200,16,inputstr,16,0); //显示有效的数字串           

                    py_show_result(cur_index);                        //显示第cur_index的匹配结果

              }    

              key=KEY_Scan(0);

              if(key==KEY2_PRES&&tp_dev.touchtype==0)//KEY2按下,且是电阻屏

              {

                     tp_dev.adjust();

                     LCD_Clear(WHITE);

                     goto RESTART;

              }

              if(result_num) //存在匹配的结果 

              {    

                     switch(key)

                     {

                            case WKUP_PRES://上翻

                                   if(cur_index<result_num)cur_index++;

                                   else cur_index=1;

                                   py_show_result(cur_index);   //显示第cur_index的匹配结果

                                   break;

                           case KEY1_PRES://下翻

                                 if(cur_index>1)cur_index--;

                                   else cur_index=result_num;

                                   py_show_result(cur_index);   //显示第cur_index的匹配结果

                                   break;

                            case KEY0_PRES://清除输入

                                  LCD_Fill(30+40,145,lcddev.width,145+48,WHITE);//清除之前的显示   

                                   goto RESTART;                                        

                     }           

              }

              if(i==30) { i=0; LED0=!LED0; }

       }                                                                                                  

}    

此部分代码除main函数外还有4个函数。首先，py_load_ui，该函数用于加载输入键盘，在LCD上面显示我们输入拼音数字串的虚拟键盘。py_key_staset，该函数用与设置虚拟键盘某个按键的状态（按下/松开）。py_get_keynum，该函数用于得到触摸屏当前按下的按键键值，通过该函数实现拼音数字串的获取。最后，py_show_result，该函数用于显示输入串的匹配结果，并将结果打印到串口。

在main函数里面，实现了我们在54.2节所说的功能，这里我们并没有实现汉字选择功能，但是有本例程作为基础，再实现汉字选择功能就比较简单了，大家自行实现即可。注意：kbdxsize和kbdysize代表虚拟键盘按键宽度和高度，程序根据LCD分辨率不同而自动设置这两个参数，以达到较好的输入效果。

最后，我们将test_py函数加入USMART控制，以便大家串口调试。

至此，本实验的软件设计部分结束。

54.4 下载验证

在代码编译成功之后，我们下载代码到ALIENTEK探索者STM32F4开发板上，得到，如图54.4.1所示：

图54.4.1 汉字输入法界面

此时，我们在虚拟键盘上输入拼音数字串，即可实现拼音输入，如图54.4.2所示：

图54.4.2 实现拼音输入

如果发现输入错了，可以通过屏幕上的DEL按钮，来退格。如果有多个匹配的情况（匹配值大于1），则可以通过KEY_UP和KEY1来选择拼音。通过按下KEY0，可以清楚当前输入，通过按下KEY2，可以实现触摸屏校准。

 我们还可以通过USMART调用test_py来实现输入法调试，如图54.4.3所示：

图54.4.3 USMART调试T9拼音输入法

 

实验详细手册和源码下载地址：http://www.openedv.com/posts/list/41586.htm 

正点原子探索者STM32F407开发板购买地址：http://item.taobao.com/item.htm?id=41855882779