STM32F4_中英文显示

最新推荐文章于 2024-09-26 15:23:02 发布

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最新推荐文章于 2024-09-26 15:23:02 发布 · 779 阅读

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#stm32 #单片机 #嵌入式硬件

本文围绕STM32单片机展开，介绍了液晶显示逻辑，包括字符编码（如ASCII、中文编码GB2312、GBK、Gig5、Unicode等），阐述了汉字显示原理，即通过内码查找点阵库解析显示，还提及字库生成方法。最后给出实验程序，实现开机检测字库并显示汉字的功能。

1. 液晶显示逻辑

字符编码：

由于计算机只能识别 0 和 1，文字也只能以 0 和 1 的形式在计算机里存储，所以我们需要对文字进行编码才能让计算机进行处理，编码的过程就是规定特定的 01数字串 来表示特定的文字，最简单的字符编码例子就是ASCII码。例如在C语言的编译环境下，我们输入"abcd"，实际上存储到内存中的是0x61 0x62 0x63 0x64（也就是字符对应的ASCII码）

ASCII编码：

在程序设计中使用ASCII编码表约定了一些控制字符、英文及数字。它们在存储器中，本质也是二进制数，只是我们约定这些二进制数可以表示某些特殊意义，如以ASCII编码解释数字 “0x41” 时，它表示英文字符 “A”

ASCII码表分为两部分，第一部分是控制字符和通讯专用字符，它们的数字编码从0~31，它们并没有特定的图形显示，但会根据不同的应用程序，对文本显示有不同的影响。ASCII码的第二部分包括空格、阿拉伯数字、标点符号、大小写英文字母以及 “DEL（删除控制）”，这部分符号的数字编码从32~127，除最后一个DEL符号外，都能以图形的方式来表示，它们属于传统文字书写系统的一部分。

后来，随着计算机被引入到其他国家，由于它们使用的不是英语，他们使用的字母在ASCII码表中没有定义，所以他们采用了127号之后的位来表示这些新的字母，在此基础之上加入了各种形状，一直编码到255。从128到255这些字符被称为ASCII扩展字符集。

中文编码：

英文书写系统是由26个基本字母组成，利用26个字母可以组合出不同的单次，所以用ASCII码表就能表示整个英文书写系统。

中文书写系统中的汉字是独立的方块，由于汉字非常多，常用字就有6000多个，如果像ASCII编码表那样只使用1个字节最多只能表示256个汉字，所以我们使用2个字节来编码。打个比方说：B0A3 =哎，通过两个字节的1011 0000 1010 0011来表示一个中文汉字哎。

GB2312标准：

我国首先定义的是GB2312标准。它把ASCII码表127号之后的扩展字符集直接取消掉，规定小于127的编码按原来ASCII标准解释字符。当两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，第一个字节使用（0xA1~0xFE）编码，第二个字节使用（0xA1~0xFE）编码，这样的编码组合起来可以表示7000多个符号，其中包括6763个汉字。

如上表，当我们设定系统使用GB2312标准的时候，他遇到一个字符串时，会按字节检测字符值的大小，若遇到连续两个字节的数值都大于127时就把这两个连续的字节合在一起，用GB2312解码，若遇到的数值小于127，就直接用ASCII把它解码。

区位码：

GB2312编码对所收录字符进行了 “分区” 处理，共94个区，每个区含94个位，共8836个码位。这种表示方式也称为区位码。

01-09区收录除汉字外的682个字符。
10-15区为空白区，没有使用。
16-55区收录3755个一级汉字，按拼音排序。
56-87区收录3008个二级汉字，按部首/笔画排序。
88-94区为空白区，没有使用。

比如说： “啊” 字是GB2312编码中的第一个汉字，它位于 16 区的 01 位，所以它的区位码就是1601.

GBK编码：

虽然GB2312编码中表示的6763个汉字已经覆盖中国大陆99.75%的使用率，但是有些生僻字在人名、文言文中出现的频率还是非常高的。

为此在GB2312标准的基础上又增加了14240个新汉字和符号，这个方案被称为GBK标准。如果按照GB2312原来的标准进行编码，2个字节已经存储不下了，因此GBK标准中只要第一个字节大于127就表示这是一个汉字的开始，这样同时也兼容ASCII和GB2312标准。

Gig5编码：

在台湾、香港等地区，使用较多的是Gig5编码，它的主要特点是收录了繁体字。Big5编码和GBK编码是不兼容的。

Unicode编码：

由于各个国家或地区都根据使用自己的文字系统制定标准，同一个编码在不同的标准里表示不一样的字符，各个标准互不兼容，无法用一个标准表示所有的字符。国际标准化组织ISO舍弃了地区性的方案，重新给全球上所有文化使用的字母和符号进行编号，该编号集被称为Universal Multiple-OcteCoded Character Set，简称UCS，也被称为Unicode。

2. 汉字显示原理

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，有笔经过的地方画出来，没有经过的地方就不画出来。所以我们要显示汉字，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。只要知道了汉字点阵的生成方法，那么我们在程序里面就可以把这个点阵数据解析成一个汉字了。（同51点阵屏的显示原理一样）

知道显示了一个汉字，就可以推及整个汉字库了。汉字在各种文件里面的存储不是以点阵数据的形式存储的（否则那占用的空间就太大了），而是以内码的形式（1个高8位，1个低8位）存储的，就是GB2312/GBK/BIG5等这几种的一种，每个汉字对应着一个内码，再知道这个内码之后再去字库里面查找这个汉字的点阵数据，然后在液晶上显示出来。这个过程我们是看不到的，但是计算机是要去执行的。

汉字内码（GBK/GB2312）--->查找点阵库--->解析--->显示

接下来很大的问题就是：制作一个与汉字内码对得上号的汉字点阵库。方便单片机的查找。每个GBK码由2个字节组成，第一个字节为0x81~0xFE，第二个字节分成两部分，一是0x40~0x7E，二是0x80~0xFE。

我们习惯上把第一个字节代表的意义称为区，那么GBK里面总共有126个区（0xFE-0x81+1），每个区内有190个汉字（0xFE-0x80+0x7E-0x40+2），总共就有126*190=23940个汉字。我们的点阵库只要按照这个编码规则从0x8140开始，逐一建立，每个区的点阵大小为每个汉字所用的字节数*190（每个区有190个汉字，190乘以每个汉字所占的

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