基于嵌入式開發(fā)系統(tǒng)下的漢字顯示

摘 要:嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，在中國嵌入式系統(tǒng)迫切需要使用更為友善的漢字界面，嵌入式系統(tǒng)下漢字顯示問題就顯得十分重要。本文詳細(xì)探討了嵌入式系統(tǒng)中建立專用小型漢字庫的方法和利用點(diǎn)陣進(jìn)行漢字的顯示的原理、程序設(shè)計方法與步驟。

關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng) 內(nèi)碼 字模 點(diǎn)陣 字庫

中圖分類號:TP36文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0047-02

1 引言

近年來，基于云平臺和智能網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)風(fēng)起云涌，從而進(jìn)一步推動了嵌入式系統(tǒng)在各個領(lǐng)域的發(fā)展，掌上電腦、數(shù)字電視、手機(jī)、可視電話、車載智能設(shè)備、數(shù)控機(jī)床等各種數(shù)字化終端的流行都使得嵌入式產(chǎn)品面臨著難得的市場機(jī)會[1]。然而，中國的語言環(huán)境使許多應(yīng)用軟件設(shè)計需要用漢字進(jìn)行提示和人機(jī)交互對話，古老而復(fù)雜的漢字屬于二維平面的方塊字，無論是輸出還是輸入都顯得十分復(fù)雜。因此，利用嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺編制能顯示漢字的程序?qū)η度胧较到y(tǒng)產(chǎn)品在中國的普及有著深遠(yuǎn)的意義。本文對在嵌入式系統(tǒng)下的漢字顯示問題作了詳細(xì)的探討。

2 漢字顯示的原理

2.1 漢字的顯示

計算機(jī)上顯示的漢字，是來自存儲在計算機(jī)上的漢字庫。目前，漢字的顯示方法分為兩種，一種是點(diǎn)陣式，一種是矢量式。

點(diǎn)陣字庫的漢字是由點(diǎn)信息構(gòu)成的，由于所占的字節(jié)少，當(dāng)漢字庫較小時，采用它不僅方便，而且制作比較容易[2]。點(diǎn)陣顯示也有多種形式，比較常見的有16*16，24*24兩種。16*16點(diǎn)陣漢字在放大時或打印時，都會出現(xiàn)十分明顯的鋸齒狀，看起來不美觀。為了克服上述問題，又另外提供了24*24點(diǎn)陣，它主要是利用字模的各個字節(jié)在庫中的排列順序與16*16點(diǎn)陣的不同來適應(yīng)打印的要求的。

矢量漢字顯示的特點(diǎn)是可以進(jìn)行各種字體的實(shí)現(xiàn)以及無級縮放。打印出來的漢字比較圓滑，美觀。在現(xiàn)代工業(yè)控制和一些智能化儀器儀表中，越來越多的場所需要用點(diǎn)陣圖形顯示器顯示漢字。

2.2 漢字的編碼

計算機(jī)內(nèi)英文字符是用一個字節(jié)的ASCII代碼表示的。該字節(jié)的最高位一般用作奇偶校驗(yàn)，故實(shí)際是用7位碼來表示128個字符。但對眾多的漢字，需用兩個字節(jié)才能表示。國家為此制定了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，稱為國標(biāo)碼。國標(biāo)碼規(guī)定組成兩字節(jié)代碼的每個字節(jié)最高位均為0，即每個字節(jié)僅使用7位。這樣在機(jī)器內(nèi)使用時，由于英文的ASCII碼也為7位，因此可能將國標(biāo)碼看成兩個ASCII碼。因而規(guī)定用國標(biāo)碼在機(jī)內(nèi)表示漢字時，每個字節(jié)的最高位置為1，來說明該碼表示漢字。這些國標(biāo)碼的兩字節(jié)最高位加1后的代碼成為計算機(jī)內(nèi)的漢字代碼，簡稱為內(nèi)碼。

為了保證中西文兼容，漢字系統(tǒng)的內(nèi)碼必須允許ASCII碼和漢字同時使用，規(guī)定每個字節(jié)只用7位，如果兩個字節(jié)的最高位是1，則該字符為漢字。以“大”字為例，其國標(biāo)碼表示如圖1(a)所示，內(nèi)碼表示如圖1(b)所示。

2.3 漢字的區(qū)位碼

我們根據(jù)漢字使用的頻繁程度，把漢字進(jìn)行了分類，并對漢字庫結(jié)構(gòu)作了統(tǒng)一規(guī)定。這個規(guī)定將字庫分成94個區(qū)，每個區(qū)有94個漢字(以位區(qū)別)，每一個漢字在漢字庫中有確定的區(qū)和位編號(用兩個字節(jié))。這就是所謂的區(qū)位碼(區(qū)位碼的第一個字節(jié)表示區(qū)號，第二個字節(jié)表示位號)。只要知道了區(qū)位碼，就可知漢字在字庫中的地址，進(jìn)而在顯示器中將漢字顯示出來。

2.4 內(nèi)碼與區(qū)位碼的轉(zhuǎn)換

使用鍵盤輸入漢字時，相應(yīng)的內(nèi)碼已經(jīng)在程序中存在(即內(nèi)碼已在原漢字的位置)，已知漢字的內(nèi)碼并將其轉(zhuǎn)換為區(qū)位碼，就可從字庫中找到對應(yīng)的漢字，將其字模直接顯示即可。漢字內(nèi)碼與區(qū)位碼有固定轉(zhuǎn)換關(guān)系。若漢字內(nèi)碼為十六進(jìn)制數(shù)aaff，則區(qū)號qh和位號wh分別為:

qh=aa-0xa0;

wh=ff-0xa0;

若用十進(jìn)制表示內(nèi)碼為AB，則

qh=A-160;

wh=B-160;

即區(qū)位碼qw為:

qw=100*(A-160)+(B-160);

因而該漢字在漢字庫中離起點(diǎn)的偏移位置(以字節(jié)為單位)計算式為:

offset=(94*(qh-1)+(wh-1))*32L;

因此當(dāng)定義了一個漢字庫，并用函數(shù)打開字庫，再用漢字在庫中的偏移地址找出對應(yīng)的字模，然后將字模按行掃描的辦法(通過循環(huán))在屏幕上顯示出像點(diǎn)，存1的點(diǎn)在屏上顯示一個亮點(diǎn)，存0的點(diǎn)則不顯示，由此組合成一個漢字。

3 嵌入式系統(tǒng)下漢字的顯示

嵌入式系統(tǒng)下進(jìn)行漢字顯示時，漢字信息來自存儲在系統(tǒng)下的漢字庫，由于系統(tǒng)的存儲空間有限以及嵌入式系統(tǒng)注重效率，若將含全部漢字和符號的標(biāo)準(zhǔn)漢字庫調(diào)入，將會給工作帶來極大的不便，通常的做法是將要用到的漢字從漢字庫中選出來，把他們的點(diǎn)陣存入存儲器中，使用時查找這些漢字的點(diǎn)陣，從而大大節(jié)省程序開銷，提高運(yùn)行速度[3]。同時嵌入式系統(tǒng)下顯示的漢字在字體如字形、字號等方面的要求不高，使用點(diǎn)陣字庫存儲漢字信息就十分可行。所以，建立小型專用漢字庫是很必要的。

3.1 小型專用漢字庫的建立

在嵌入式系統(tǒng)下將菜單中或程序提示中的漢字放在一個專用漢字庫中，而不必使用系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)的漢字庫，從而可以大大節(jié)省程序開銷，提高運(yùn)行速度，由于用到的漢字?jǐn)?shù)量很少，所以建立一個小型的漢字庫是比較容易的。

建立一個面向人機(jī)交互界面的小型漢字庫，其主要任務(wù)是將該軟件要用到的漢字字模信息從大型字庫中讀出，存放到小型漢字庫中，顯示漢字時從小型字庫中讀出字模信息顯示漢字。

小型專用漢字庫的結(jié)構(gòu):專用字庫的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)情況而定。其結(jié)構(gòu)定義可表示如圖2所示。

struct hz_mat{

unsigned incode;

char mat[32];

}

struct hzlib{

int n;

struct hz_mat Lib[N];

}clib;

小型漢字庫有一系列顯示碼和字模組成，即橫向一項(xiàng)存儲庫中漢字個數(shù)N和豎向N向存儲漢字機(jī)內(nèi)碼與對應(yīng)的16*16點(diǎn)陣的字模[4]。機(jī)內(nèi)碼在庫中按升序(即從小到大)排列。

小型專用漢字庫的建立:在嵌入式系統(tǒng)下建立小型專用漢字庫的原理是從標(biāo)準(zhǔn)字庫中讀出對應(yīng)的內(nèi)碼和16*16點(diǎn)陣字模，并將其寫到庫結(jié)構(gòu)相應(yīng)的項(xiàng)中去。這樣循環(huán)N次，可將所用的N個漢字均填入小型漢字庫中，然后再用排序程序，將其按內(nèi)碼升序排列。

該庫可作為一個頭文件，用預(yù)編譯包含形式將其和自己的應(yīng)用程序連起來。這樣，在應(yīng)用程序用到庫中的漢字時，便可立即在庫中找出對應(yīng)的字模。也可用程序生成一個小型庫文件，在應(yīng)用程序中用打開文件的方式使用它。

從用該方法生成的“myclib.h”頭文件中的字模清單可以看出漢字內(nèi)碼及其對應(yīng)的漢字字模已按升序排列。其中包含的漢字有“花落知多少”，第一個是“花”字的內(nèi)碼0xa8bb，它處于第27區(qū)的第8位，其后是它的字模;第二個是“知”字的內(nèi)碼0xaad6，它處于第48區(qū)第10位，其后是字模;該庫中共有5個這樣的結(jié)構(gòu)。

3.2 嵌入式系統(tǒng)中顯示漢字的程序?qū)嵗?/p>

利用生成的小型專用漢字庫進(jìn)行漢字顯示的程序中，要將漢字庫以頭文件形式包含到文本文件中。當(dāng)查找漢字時，便以全局變量的形式查找該庫。在進(jìn)行文件包含時，要寫成#include＂myclib.h＂，而不能寫成#include。因?yàn)楹笳邔⒃谙到y(tǒng)設(shè)定的子目錄include下查找包含文件myclib.h，這不會找到。這樣，編譯時將出現(xiàn)打不開文件的錯誤信息。前者在當(dāng)前目錄下查找myclib.h，這正是我們所存myclib.h文件所在的目錄。

嵌入式系統(tǒng)的程序執(zhí)行前首先應(yīng)初始化系統(tǒng)的各類函數(shù)。當(dāng)運(yùn)行main函數(shù)時，程序調(diào)用c centry時，即完成初始化程序。程序中，函數(shù)init()為屏幕初始化函數(shù)，dis_hz(int x0，int y0，unsigned code)為根據(jù)漢字區(qū)位碼獲得漢字函數(shù)，dis_scr(int x，int y，unsigned char*pt，int color)為在屏幕指定位置使用指定顏色顯示漢字函數(shù)，unsigned char*get_dismat(unsigned code)為獲得漢字字模信息的函數(shù)，該函數(shù)返回漢字的字模。

程序運(yùn)行的結(jié)果為，在屏幕指定的坐標(biāo)處，用程序指定的顏色顯示漢字。

4 結(jié)語

由以上的程序?qū)嵗梢钥闯?，嵌入式系統(tǒng)下漢字的顯示由于建立了小型的專用漢字庫使占用的磁盤空間減少，將小字庫調(diào)入內(nèi)存還可以避免顯示漢字時的頻繁讀盤，大大提高漢字顯示速度。另外，該方法對計算機(jī)要求低，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。

參考文獻(xiàn)

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