串口传输文件+ubuntu系统点阵汉字的字模读取与显示

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原创最新推荐文章于 2026-03-05 00:43:31 发布 190 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

串口传输文件的练习与点阵汉字字模读取将两台笔记本电脑，借助 usb转rs232 模块和杜邦线，建立起串口连接。然后用串口助手等工具软件（带文件传输功能）将一台笔记本上的一个大文件（图片、视频和压缩包软件）传输到另外一台电脑，预算文件大小、波特率和传输时间三者之间的关系，并对比实际传输时间。阅读详情

目录酱

一、汉字点阵库使用原理
二、实现代码
三、串口传输文件
四、总结
参考链接

一、汉字点阵库使用原理

汉字编码
1.1 区位码
在国标 GD2312—80 中规定，所有的国标汉字及符号分配在一个 94 行、94 列的方阵中，方阵的每一行称为一个“区”，编号为 01 区到 94 区，每一列称为一个“位”，编号为01 位到 94 位，方阵中的每一个汉字和符号所在的区号和位号组合在一起形成的四个阿拉伯数字就是它们的“区位码”。区位码的前两位是它的区号，后两位是它的位号。用区位码就可以唯一地确定一个汉字或符号，反过来说，任何一个汉字或符号也都对应着一个唯一的区位码。汉字“母”字的区位码是 3624，表明它在方阵的 36 区 24 位，问号“?”的区位码为0331，则它在 03 区 3l 位。
1.2 机内码
汉字的机内码是指在计算机中表示一个汉字的编码。机内码与区位码稍有区别。如上所述，汉字区位码的区码和位码的取值均在 1~ 94 之间，如直接用区位码作为机内码，就会与基本 ASCII 码混淆。为了避免机内码与基本 ASCII 码的冲突，需要避开基本 ASCII 码中的控制码(00H~1FH)，还需与基本 ASCII 码中的字符相区别。为了实现这两点，可以先在区码和位码分别加上 20H，在此基础上再加 80H(此处“H”表示前两位数字为十六进制数)。经过这些处理，用机内码表示一个汉字需要占两个字节，分别称为高位字节和低位字节，这两位字节的机内码按如下规则表示：
高位字节 = 区码 + 20H + 80H(或区码 + A0H)
低位字节 = 位码 + 20H + 80H(或位码 + A0H)
点阵字库结构
在汉字的点阵字库中，每个字节的每个位都代表一个汉字的一个点，每个汉字都是由一个矩形的点阵组成，0 代表没有，1 代表有点，将 0 和 1 分别用不同颜色画出，就形成了一个汉字。
汉字点阵获取
汉字点阵字库是根据区位码的顺序进行存储的，因此，我们可以根据区位来获取一个汉字的点阵，它的计算公式如下：
点阵起始位置 = ((区码- 1)*94 + (位码 – 1)) * 汉字点阵字节数

二、实现代码

这里面用的是2424的汉字库，而ASCII库用的是816的字库，因为用的字库不一样，所以汉字和ASCII码对应的字符需要分别判断，具体的运算思路代码备注里是写了的

#include<iostream>

#include<opencv/cv.h>

#include"opencv2/opencv.hpp"

#include<opencv/cxcore.h>

#include<opencv/highgui.h>

#include<math.h>

using namespace cv;

using namespace std;

void paint_chinese(Mat& image,int x_offset,int y_offset,unsigned long offset);

void paint_ascii(Mat& image,int x_offset,int y_offset,unsigned long offset);

void put_text_to_image(int x_offset,int y_offset,String image_path,char* logo_path);

int main(){

    String image_path="tearsgirl.png";

    char* logo_path="logo1.txt";

    put_text_to_image(20,300,image_path,logo_path);

    return 0;

}



void paint_ascii(Mat& image,int x_offset,int y_offset,unsigned long offset){

    //绘制的起点坐标

	Point p;

	p.x = x_offset;

	p.y = y_offset;

	 //存放ascii字膜

	char buff[16];           

	//打开ascii字库文件

	FILE *ASCII;

	if ((ASCII = fopen("Asci0816.zf", "rb")) == NULL){

		printf("Can't open ascii.zf,Please check the path!");

		//getch();

		exit(0);

	}

	fseek(ASCII, offset, SEEK_SET);

	fread(buff, 16, 1, ASCII);

	int i, j;

	Point p1 = p;

	for (i = 0; i<16; i++)                  //十六个char

	{

		p.x = x_offset;

		for (j = 0; j < 8; j++)              //一个char八个bit

		{

			p1 = p;

			if (buff[i] & (0x80 >> j))    /*测试当前位是否为1*/

			{

				/*

					由于原本ascii字膜是8*16的，不够大，

					所以原本的一个像素点用4个像素点替换，

					替换后就有16*32个像素点

					ps：感觉这样写代码多余了，但目前暂时只想到了这种方法

				*/

				circle(image, p1, 0, Scalar(0, 0, 255), -1);

				p1.x++;

				circle(image, p1, 0, Scalar(0, 0, 255), -1);

				p1.y++;

				circle(image, p1, 0, Scalar(0, 0, 255), -1);

				p1.x--;

				circle(image, p1, 0, Scalar(0, 0, 255), -1);

				

			}						

			p.x+=2;            //原来的一个像素点变为四个像素点，所以x和y都应该+2

		}

		p.y+=2;

	}

}



void paint_chinese(Mat& image,int x_offset,int y_offset,unsigned long offset){//在图片上画汉字

    Point p;

    p.x=x_offset;

    p.y=y_offset;

    FILE *HZK;

    char buff[72];//72个字节，用来存放汉字的

    if((HZK=fopen("HZKf2424.hz","rb"))==NULL){

        printf("Can't open HZKf2424.hz,Please check the path!");

        exit(0);//退出

    }

    fseek(HZK, offset, SEEK_SET);/*将文件指针移动到偏移量的位置*/

    fread(buff, 72, 1, HZK);/*从偏移量的位置读取72个字节，每个汉字占72个字节*/

    bool mat[24][24];//定义一个新的矩阵存放转置后的文字字膜

    int i,j,k;

    for (i = 0; i<24; i++)                 /*24x24点阵汉字，一共有24行*/

	{

		for (j = 0; j<3; j++)                /*横向有3个字节，循环判断每个字节的*/

			for (k = 0; k<8; k++)              /*每个字节有8位，循环判断每位是否为1*/

				if (buff[i * 3 + j] & (0x80 >> k))    /*测试当前位是否为1*/

				{

					mat[j * 8 + k][i] = true;          /*为1的存入新的字膜中*/

				}

				else {

					mat[j * 8 + k][i] = false;

				}

	}

    for (i = 0; i < 24; i++)

	{

		p.x = x_offset;

		for (j = 0; j < 24; j++)

		{		

			if (mat[i][j])

				circle(image, p, 1, Scalar(255, 0, 0), -1);		  //写(替换)像素点

			p.x++;                                                //右移一个像素点

		}

		p.y++;                                                    //下移一个像素点

	}

}



void put_text_to_image(int x_offset,int y_offset,String image_path,char* logo_path){//将汉字弄上图片
//x和y就是第一个字在图片上的起始坐标
    //通过图片路径获取图片

    Mat image=imread(image_path);

    int length=18;//要打印的字符长度

    unsigned char qh,wh;//定义区号，位号

    unsigned long offset;//偏移量

    unsigned char hexcode[30];//用于存放记事本读取的十六进制,记得要用无符号

    FILE* file_logo;

    if ((file_logo = fopen(logo_path, "rb")) == NULL){

		printf("Can't open txtfile,Please check the path!");

		//getch();

		exit(0);

	}

    fseek(file_logo, 0, SEEK_SET);

    fread(hexcode, length, 1, file_logo);

    int x =x_offset,y = y_offset;//x,y:在图片上绘制文字的起始坐标

    for(int m=0;m<length;){

        if(hexcode[m]==0x23){

            break;//读到#号时结束

        }

        else if(hexcode[m]>0xaf){

            qh=hexcode[m]-0xaf;//使用的字库里是以汉字啊开头，而不是以汉字符号开头

            wh=hexcode[m+1] - 0xa0;//计算位码

            offset=(94*(qh-1)+(wh-1))*72L;

            paint_chinese(image,x,y,offset);

            /*

            计算在汉字库中的偏移量

            对于每个汉字，使用24*24的点阵来表示的

            一行有三个字节，一共24行，所以需要72个字节来表示

            如赵字

            区位码是5352

            十六进制位3534

            机内码就是d5d4

            d5-af=38（十进制），因为是从汉字啊开始的，所以减去的是af而不是a0，38+15等于53与区码相对应

            d4-a0=52

            */

            m=m+2;//一个汉字的机内码占两个字节，

            x+=24;//一个汉字为24*24个像素点，由于是水平放置，所以是向右移动24个像素点

        }

        else{//当读取的字符为ASCII码时

        wh=hexcode[m];

        offset=wh*16l;//计算英文字符的偏移量

        paint_ascii(image,x,y,offset);

        m++;//英文字符在文件里表示只占一个字节，所以往后移一位就行了

        x+=16;

        }



    }

    cv::imshow("image", image);

    cv::waitKey();

}

这样就已经可以啦

三、串口传输文件

准备两个USB TO TTL和杜邦线若根，将两个USB TO TTL的RX，TX引脚交叉连接，并将两个USB接口接上一台笔记本电脑（模拟两台计算机之间的串口传输）。
利用可以传输文件的串口调试助手（在这里我采用的是SSCOM V5.13.1），打开两个窗口，每个窗口打开一个串口（两个USB TO TTL连接产生的串口），这里可以看见串口COM4和COM3
这里选择的波特率是115200，数据位8，停止位1，无校验位。
点击打开文件，选择提前准备好的图片
接收串口勾选“接受数据到文件”，发送串口点击发送文件
保存目录下，修改接收文件后缀为.png
修改后的文件
修改比特率再次传输
两次传输对比，可以发现同样的文件，比特率越大传输时间越短

四、总结

利用汉字点阵在图片上打印汉字还是蛮简单的，过程总结一下就是从txt文件里读取数据，然后以16进制存放在数组里，而16进制对应的就是机内码，就可以由此分辨出汉字和字符，也可以通过这个来计算汉字区位码读取字符阵，而opencv的作用就是根据点阵图利用circle函数画实心圆代替像素点来绘字和字符。而利用串口传输文件，传输时间与文件大小成正比，与比特率成反比。