小容量系统图形LCD的汉显解决方案

小容量系统图形LCD的汉显解决方案
北京科技大学 董国胜 郗安民

在嵌入式系统应用中，人机界面的可操作性越来越为人们所重视，而用汉字来显示菜单是可操作性的前提；由于受到存储容量的限制，在汉字较多的情况下一般的解决方案是采用内建点阵字库的LCD模块，而这一类显示模块的使用灵活性却大受限制。本文从实际应用出发，介绍了一种在图形LCD中基于查表法的软件算法，可以在不影响显示灵活性的前提下最大化地节约系统存储资源。

查表法解决方案算法

在很多的人机界面中，虽然显示的汉字数量较多，但实际无重复的汉字数却较少，一个显示了2000个汉字菜单的系统中，用到的汉字却可能只有300个。这样看来，建立一个完整的国标字库很是浪费资源。

该算法在程序存储区建立两个表格，一张用来存储无重复汉字的点阵数据(WordLib[][])，另一张用来存储这些汉字的机内码以作为其点阵数据位置的索引(WordIndex[])。这两张表格的汉字顺序必须是一致的。下面以6个汉字为例具体说明。

WordLib[7][32]={
/汉字“？”点阵数据
…
/汉字“电”点阵数据32Byte
…
/汉字“子”点阵数据32Byte
…
/汉字“设”点阵数据32Byte
…
/汉字“计”点阵数据32Byte
…
/汉字“应”点阵数据32Byte
…
/汉字“用”点阵数据32Byte
…
};
WordIndex[]=“?电子设计应用”；

其中第一个汉字固定为“?”。

在需要显示汉字“电”的时候首先调用WordFind(WordIndex，“电”)查找该汉字在WordIndex表中的位置n，如果没有找到，则返回值为0，由于点阵数据的第一个字符为“?”，所以相应地在LCD上显示出一个“?”。

由于WordLib中的字模存放顺序和WordIndex中是一致的，所以可以确定该汉字点阵数据在WordLib中的起始地址为：(unsigned int)WordLib+n*32。接下来只需要写入这个地址后32字节的点阵数据即可，由于篇幅有限这里不作介绍。

在调试程序的时候如果发现需要的汉字显示出一个“?”，则说明该汉字没有被录入点阵数据，添加时候只需要将该字模数据添加到WordLib的末尾，再在WordIndex的最后加上这个汉字即可。

无重复汉字的提取

无重复汉字的提取采用VC++编程实现，操作时先将所有的菜单汉字都写在一个文本文件中，程序读取到第一个字节小于128的时候为ascii码，否则为汉字，然后查找该汉字是否已经放入缓冲区，如果没有则将之放入缓冲区。程序如下：

void CZimoDlg::OnHandle()
{
CFile file;
if(!file.Open(szDir,CFile::modeRead WriteCFile::shareExclusive,NULL))
{
AfxMessageBox(“文件打开出错！”,MB_OKMB_ICONEX CLAMATION);
return ;
}
unsigned char buffer[2000];
int cnt=0;
DWORD length=0;
unsigned char pBuffer[2], bHave=0;
while(1)
{
if(file.Read(pBuffer,1)!=1)break;
length++;
if(pBuffer[0]<127)continue;
if(file.Read(pBuffer+1,1)!=1)break;
length++;
bHave=0;
for(int t=0;t<cnt;t+=2)
{ if(buffer[t]==pBuffer[0] &&buffer[t+1]==pBuffer[1])
{
bHave=1;
break;
}
}
if(bHave) continue;
buffer[cnt++]=pBuffer[0];
buffer[cnt++]=pBuffer[1];
}
file.SetLength(0);
for(int b=0;b<cnt;b++)
{
file.Write(&buffer[b],1);
}
file.Close ();
CString st;
st.Format(“操作成功！源文件大小为%d字节,提取出%d个汉字(%d字节)。”,length,cnt/2,cnt);

AfxMessageBox(st,MB_ICONI NFORMATION);
}

使用效果分析

很明显采用该算法使得汉显的存储容量大为减小。以16×16点阵为例，设菜单中共显示了m个汉字，其中n个无重复汉字。则传统方法需要的容量为m*32Bytes, 采用查表算法后需要的容量为n*32+2*n Bytes，节约的容量为：32*m-34*n Bytes。当m=1500,n=250的时候为39500Byte。在笔者为某公司用Mega128开发的物位测控系统中，传统方法程序大小为109.3KB，使用查表算法后程序大小为68.8KB。

该算法带来的问题是速度问题，由于每个汉字都需要查表，显示速度会下降，但现在的MCU一般速度都比较快，笔者用Mega128时LCD显示看不出迟滞。

结语

大部分的嵌入式系统人机界面汉字点阵数据部分都有较大的冗余重复，造成了传统显示方式给存储器容量带来的负担。本文采用查表算法巧妙的去除了汉字中重复的数据部分，使得需要的存储资源大为下降，同时也不影响图形LCD的显示效果和灵活性。该算法已经应用于笔者开发的系统中，效果较好。