便攜設(shè)備中的漢字庫(kù)設(shè)計(jì)
給出了一種使用串行I2C方式的EEPROM 24Cxxx的漢字庫(kù)解決方案。該方案能在最節(jié)省硬件資源的情況下實(shí)現(xiàn)較多漢字字庫(kù),并給出了相應(yīng)的C程序。
??? 關(guān)鍵詞:漢字庫(kù),單片機(jī),液晶顯示
1 便攜式設(shè)備的常用設(shè)計(jì)方法
一般的便攜式設(shè)備采用如圖1所示的電路框圖設(shè)計(jì)(根據(jù)需要可增可減)。在該系統(tǒng)中,用圖形點(diǎn)陣液晶模塊作為顯示,24C256用作漢字庫(kù)的存儲(chǔ),X1203用于日歷時(shí)鐘,鍵盤(pán)/觸摸屏作為輸入設(shè)備,RS232用于通訊,ISD系列語(yǔ)音芯片可以記錄語(yǔ)音及播放語(yǔ)音。這里只討論使用點(diǎn)陣液晶顯示漢字的情況以及漢字庫(kù)的設(shè)計(jì)方法。一般漢字庫(kù)有以下幾種方案實(shí)現(xiàn)。
?。?)使用大容量的ROM芯片專(zhuān)門(mén)做漢字庫(kù)。用這種方式可以使用全部的國(guó)標(biāo)漢字,是一種較常用的方法。一般采用27C040芯片,但占用系統(tǒng)I/O數(shù)較多,占印刷板面積大,單是27C040就需要19根地址線,8根數(shù)據(jù)線,還有一些控制信號(hào),還可能需要一片地址鎖存芯片。這種方法在便攜式設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)一般不采用。
??? (3)使用自帶漢字庫(kù)的液晶模塊。這較為方便,但成本較為高昂,一般為固定規(guī)格的漢字,常用的是16×16點(diǎn)陣,使用不靈活。
(4)使用I2C器件實(shí)現(xiàn)漢字庫(kù)的設(shè)計(jì)。下面將詳細(xì)討論這種方法。
2 設(shè)計(jì)綜述
用串行I2C方式的EEPROM實(shí)現(xiàn)漢字庫(kù)設(shè)計(jì),這種方式下系統(tǒng)的構(gòu)成成本低廉,體積小巧,方便靈活。在圖1的設(shè)計(jì)中,使用128×64點(diǎn)陣規(guī)模的常用液晶模塊,可以顯示12×12點(diǎn)陣的漢字5排,每排10個(gè)漢字。使用了一片24C512做漢字庫(kù),它有64K字節(jié)的存儲(chǔ)空間,可以存放64K/24=2 730個(gè)漢字的12×12點(diǎn)陣字模。如果采用壓縮的方法,每個(gè)12×12點(diǎn)陣的漢字占用18個(gè)字節(jié),則可存放64K/18=3 640個(gè)漢字。如果使用兩片則可以容納7 280個(gè)漢字,而使用多片時(shí)同樣占用兩根口線,且不額外占用資源,同時(shí)還可以連接其他的I2C器件,如日歷芯片、I2C方式的A/D、D/A等,如果24Cxxx還有空余空間,則可以作為記錄器,記錄數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),我們使用尺寸小的液晶模塊(50 mm×40 mm×3 mm),這樣,整個(gè)電路除鍵盤(pán)外全蓋在液晶模塊的下面,如果使用液晶上的觸摸屏作為鍵盤(pán),則所有電路的大小可以與液晶屏的尺寸一樣,整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)小巧,非常適合掌上設(shè)備或其他便攜式設(shè)備應(yīng)用。
如果使用其他方式實(shí)現(xiàn)漢字庫(kù),則體積將會(huì)較大:使用程序空間做字庫(kù),則只能實(shí)現(xiàn)很少的漢字字模,而ROM尺寸小的芯片還不能實(shí)現(xiàn);若用27C040等則體積肯定大;使用帶字庫(kù)的模塊則厚度較大。
24C512芯片與MCU接口只占用兩根I/O口線:SDA,SCL。因此,隨便使用89C51的I/O連接即可,見(jiàn)圖1(注意:需要10kΩ的上拉電阻),多片時(shí)只是在每一片的地址端加以區(qū)別,而不需要額外的I/O口線。
3 設(shè)計(jì)方法
3.1 漢字字模數(shù)據(jù)
下面以“使用此漢字庫(kù)”為例說(shuō)明字模點(diǎn)陣的形成情況。液晶屏的“使用此漢字庫(kù)”是按如圖2所示的方式一點(diǎn)一點(diǎn)地顯示的。圖中的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)液晶屏上的每一點(diǎn)。我們只須將所有的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)寫(xiě)入液晶模塊的緩沖區(qū)就可以了。
常用的12864液晶模塊使用HD61202作液晶控制器,所以,該模塊是豎著取模的(由HD61202所決定),而且最高位在下面(請(qǐng)參見(jiàn)HD61201的詳細(xì)資料)。所以“漢”的字模數(shù)據(jù)為:
這里,以“漢”為例,第一個(gè)數(shù)據(jù)088H是最左邊的上面第一豎排有點(diǎn)的位置所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),而且下面為高位。第二個(gè)數(shù)據(jù)091H為左邊的上面第二豎排有點(diǎn)的位置所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),依次類(lèi)推,得到“漢”上半部分的前12個(gè)點(diǎn)陣數(shù)據(jù),同樣可以得到“漢”下半部分的后12個(gè)點(diǎn)陣數(shù)據(jù)??梢钥闯觯谙掳氩糠值淖帜#瑢?shí)質(zhì)上只有一半數(shù)據(jù)有用,另一半全是0,故,可以采用壓縮的辦法,縮減字模數(shù)據(jù),即下半部分的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)完全可以?xún)蓚€(gè)數(shù)據(jù)縮減成一個(gè)數(shù)據(jù)。比如“漢”壓縮后的字模數(shù)據(jù)為,上半部分不變,前12個(gè)數(shù)據(jù)與原來(lái)相同,下半部分兩兩組合為一個(gè)字節(jié),后半部分只有6個(gè)字節(jié),這樣,一個(gè)漢字就只需要18個(gè)字節(jié),這樣可以大大節(jié)省存儲(chǔ)器的使用:
088H,091H,064H,018H,002H,01EH,062H,082H,062H,01FH,002H,000H,00FH,008H 084H,021H,024H,088H
如果液晶模塊所使用的控制器是6963或1330/1335等,則必須橫著取字模,相應(yīng)的“漢”的字模數(shù)據(jù)為(每字節(jié)右邊為高位):
DB 000H,002H,0F2H,007H,024H,002H,029H,002HDB 02AH,002H,044H,001H,044H,001H,083H,000HDB 082H,000H,042H,001H,022H,002H,01AH,00CH
壓縮算法與61202的不一樣,為左邊不變,右邊壓縮,數(shù)據(jù)組織上為奇數(shù)(對(duì)應(yīng)點(diǎn)陣的右半邊)壓縮,偶數(shù)不變。
3.2 漢字字模數(shù)據(jù)存放在24Cxxx中
在一般情況下為自定義漢字庫(kù),也有使用全漢字庫(kù)的情況。在全字庫(kù)的情況下,可以把現(xiàn)有的漢字庫(kù)直接存放在兩片24C512中(采用壓縮方法,每個(gè)漢字18字節(jié))。這兩片的地址分別是:0-0FFFFH,10000H-1FFFFH。
??? 漢字首地址=((區(qū)碼-1)×94+位碼-1)×18。
大多數(shù)情況下使用漢字不會(huì)很多,一般用的是自定義漢字庫(kù)。用一片24C256芯片(見(jiàn)Atmel公司24C256技術(shù)手冊(cè))可以存放用戶(hù)常用漢字1 820(32K/18)個(gè),或1 365(32K/24)個(gè),剩余空間可以用作數(shù)據(jù)記錄,對(duì)一般用戶(hù)來(lái)說(shuō)足夠了。但放在程序ROM里,將占用32K程序區(qū),對(duì)使用小ROM容量(比如89C2051,PIC系列,430F11x等)芯片的場(chǎng)合是不可能的,而用一片24Cxxx芯片就完全解決了,只占用兩根I/O口線!這么多數(shù)據(jù)怎么存放在24C256中呢?很簡(jiǎn)單,使用編程器。大多數(shù)的編程器都支持24Cxxx的編程。先使用字模提取軟件得到你所需要的漢字的字模數(shù)據(jù),一般情況在購(gòu)買(mǎi)液晶時(shí)會(huì)附送的。一般情況會(huì)用匯編的DB偽指令來(lái)定義,或使用C語(yǔ)言的數(shù)組來(lái)定義:unsigned char code hzdot〔24*xxxx〕={0x12,0x32,......}。得到這些數(shù)據(jù)后,用相應(yīng)的單片機(jī)編譯軟件得到編程器能用的.hex或.bin文件,再使用編程器燒寫(xiě)。在用字模軟件取漢字模的時(shí)候,必須將漢字按照一定的順序進(jìn)行排列,使用此漢字庫(kù)的時(shí)候再按照這個(gè)順序就可以將漢字依次顯示出來(lái)。
3.3 字模數(shù)據(jù)在24Cxxx中的存放情況舉例
用戶(hù)自定義的漢字庫(kù)已經(jīng)存放在24Cxxx中了,下面是字庫(kù)中的開(kāi)始部分,漢字“使用此漢字庫(kù)……”的字模,取模方式為縱向、下為高位,其中地址列為在24C256中的片內(nèi)地址。
從表1與圖2可以看出,漢字字模在24C256中的存放規(guī)則:第一個(gè)漢字的字模數(shù)據(jù)放在24C256中從0000H開(kāi)始的24個(gè)單元,即0000-0017H。第二個(gè)放在24C256中從0018H開(kāi)始的24個(gè)單元,即0018H-002FH……,依次類(lèi)推。每個(gè)漢字在字庫(kù)中的第一個(gè)字模數(shù)據(jù)在24C256中的地址為:X×24+0,(X為用戶(hù)漢字庫(kù)中的第幾個(gè)漢字)第二個(gè)字模數(shù)據(jù)在24C256中的地址為:X×24+1,第三個(gè)字模數(shù)據(jù)在24C256中的地址為:X×24+2,……,依次類(lèi)推,用戶(hù)漢字庫(kù)中的第X個(gè)漢字的第I個(gè)字模數(shù)據(jù)為:
X×24+I(xiàn)。
由此,我們?cè)谝壕辽巷@示漢字的時(shí)候依次寫(xiě)出X×24+I(xiàn)(I為00-23)就可以了。24Cxxx為I2C總線方式的EEPROM存儲(chǔ)器,用作漢字庫(kù)時(shí),我們只需要掌握從中讀出數(shù)據(jù)的方法,寫(xiě)入數(shù)據(jù)的工作就讓編程器去完成。下面介紹如何讀取漢字庫(kù)中的漢字信息。
4 24Cxxx漢字庫(kù)的使用
所需要的漢字庫(kù)已經(jīng)存放在24Cxxx存儲(chǔ)器中了,只需要將它們?nèi)〕鰜?lái)顯示在液晶屏上。下面舉例說(shuō)明:在系統(tǒng)中需要1 300個(gè)漢字,使用24C256作為漢字庫(kù),可以存放32 768/24=1 365個(gè)12×12點(diǎn)陣的漢字,能滿足要求。在使用中每一個(gè)漢字有一個(gè)唯一的編碼,序號(hào)從0000到1299。要寫(xiě)某一個(gè)漢字在液晶屏上只需要給出它的編碼即可。
4.1 24C256的讀寫(xiě)
24C256的讀寫(xiě)遵循I2C總線的規(guī)約,需進(jìn)行總線啟動(dòng)、數(shù)據(jù)讀寫(xiě)、應(yīng)答信號(hào)查詢(xún)、總線停止等操作,這些子程序假設(shè)都已經(jīng)有了,在程序中聲明如下:
4.2 將器件中的數(shù)據(jù)讀取出來(lái)在液晶屏上顯示
下面,我們?cè)谝壕恋牡牡?行的開(kāi)始顯示“使用此漢字庫(kù)”。先讀取連續(xù)的24個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù),程序如下:
這六個(gè)漢字在漢字庫(kù)中的編碼依次為:
0000 0001 002 0003 0004 0005,
則每一個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的第一個(gè)位置分別為:
0000×24,0001×24,0002×240003×24,0004×24,0005×24
以每一個(gè)漢字的第一個(gè)數(shù)據(jù)位置為起始地址依次讀取24個(gè)數(shù)據(jù)到顯示緩存,再調(diào)用顯示程序(寫(xiě)顯示緩存的數(shù)據(jù)到液晶模塊中)……。相應(yīng)的程序如下:
- 漢字(18214)
- AT(64661)
- 便攜(16027)
評(píng)論
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