LCD液晶屏中文显示介绍

本文转自：http://www.rationmcu.com/elecjc/356.html

1.导言

和单片机搭配的显示器，有LCD12864、TFT、OLED等。在有些系统中，我们需要显示汉字，可以购买汉字芯片，或者购买带汉字显示的显示器，当然，也可以自己做字库。这里我们介绍一种自己做字库的方法。

2.汉字显示原理

看原理需要知道什么是像素：像素是液晶屏的最小单位，看你的手机屏幕或者电脑屏幕，他们实际上是由一个一个的正方形组成的，如果你的电脑或手机屏幕分辨率太高，不容易看到，需要借助放大镜，分辨率低的话，仔细一看就看见了，都是由一个一个的正方形组成的，这里面的一个正方形，就是1个像素。例如，12864屏幕就是128像素*64像素的屏幕，即横着有12864个正方形，竖着有64个正方形。

上图是12864屏幕的一角，请你仔细看看，是不是一个一个的正方形组成？

比128*64大的分辨率是320*240，还有800*600,1024*768,1280*720等，总之，分辨率越大，人的肉眼就越但不见它是由一个一个小正方形组成的。所以现在的手机屏幕是越来越高，当你用惯一个分辨率极高的手机，再去用你原来分辨率极低的手机，你就会发现原来的那个手机真是很模糊！

讲完了像素的概念，下面开始讲汉字显示的原理：

现在流行的汉字字库有两种，一种是GB2312、一种是GBK。这是两种不同的编码约定。

• GB2312有六千多个汉字，是一些常用的汉字
• GBK有2万多个汉字，包含所有的GB2312汉字，包含整个中国的汉字

假如我们想在液晶显示器上显示一个16*16像素大小的汉字“瑞”，怎么办呢？先看一下“瑞”字在液晶显示器上被放大的效果：

上面的这个瑞即是16*16像素大小的字体，你可以数一下上面的像素点。你可以看一下，在上面“亮”的地方用“写点函数”写成和其它点不同的颜色，不就可以了吗！按照这个思想，我们就需要采用一种有效的办法了。从上面图像的右上角开始扫描，每行有16个点，即可以用两个字节来表示，“暗”的地方用0表示，亮的地方用1表示，那么第一行就可以写成十六进制的00 20，以此类推，可以得出第二行，第三行的字节码，如此一来，一个汉字就需要32个字节来表示。搞好了汉字的这些码，在程序中给TFT开个16*16大小的区域，然后开始扫描这些字节，遇到0，写背景色，遇到1，写定义的颜色。汉字显示就是如此了。

3.为什么显示英文一般不用字库芯片？

英文的单词都是由26个字母构成了，加上大小写的区别和一些字符，也不过才95个。假如要显示8*16像素大小的字符，每一个字符需要16个字节的字库空间，95个字符即是95*16=570个字节。即占用570个字节的RAM。对于LPC1114的8K字节RAM来说，搓搓有余了。

4.为什么显示中文需要字库芯片？

显示中文的话，必须需要每一个字的字模，16*16像素大小的中文，每一个中文都要32个字节。GBK收录了中文两万多个，如果要都能显示，需要700多K字节的空间。

所以，我们选择了把这些字库放在外部存储器当中，我们选择了2M的FLASH存储芯片W25Q16做为存储媒介。放个700多K的字库足够了，如果你愿意，同时放两种字体的字库都没问题。

5.如何把GBK字库做成字模？(此部分做字模参考阿莫论坛一帖子，非瑞生原创，特此感谢分享者)

5.1需要准备的文件和软件

• 取模软件
• GBK字库
• 二进制文件生成工具

 点击下载字库制作软件

 5.2开始制作

在工具栏处点“打开”按钮，打开gbk_ziku.txt文件，然后根据自己的需要，设置想要的取模方式，然后点工具栏上的“输出”按钮 并等待其完成，完成后会在取模软件所在路径生成了一个temp.txt文件，修改这个文件名，比如现在我是按照“宋体、点阵数为16、字重为4、取模为为16*16、对齐设置为左上、方向设置为横向取模，高位在左”的方式来取的字模，也就是我平时TFT常用的一种字模，改文件名为st16x16.txt 。

为了生成的方便，我们在D盘根目录下新建一个文件夹，名称就叫ziku吧，然后，把ziku.exe 和 st16x16.txt复制一份到这个文件夹里。

打开自己计算机的命令窗口：“开始”->“运行”->“cmd”，如下图所示：

 然后用cd命令进入到我们刚刚建的ziku文件夹下，输入命令如下图所示：

输入命令，生成字库文件，如下图所示： 

回车，然后程序会在ziku文件夹下生成一个名称固定为ziku.bin的字库文件 

为了区分，把这个字库文件修改名称为st16x16.bin 。

到此，字库已经制作完成。

6.如何把做好的GBK字库字模存储到W25Q16中？

硬件：电脑串口—单片机—W25Q16

程序：单片机与电脑采用串口连接，单片机与W25Q16采用SPI方式连接。所以，我们只需要给单片机写一个接收串口数据再把数据通过SPI口传输到W25Q16中的程序即可。

7.单片机如何读取W25Q16中的字模并显示在液晶屏上？

假设我们的GBK字模是从W25Q16地址中的0x100开始存储的，那么，从0x100地址开始，单片机读取32个字节，就是GBK字库的第一个字“丂”的字模，再读32个字节，就是GBK字库第二个字“丄”的字模。（有人会问，你是怎么知道GBK字库第几个字是什么的？答：你把上文中5.1节提到的文件下载后，打开GBK字库，就看见了。）根据上文中第2步讲的原理，字模中，遇到0就给LCD的1个像素画一个颜色，遇到1就给LCD的下一个像素画不同的颜色，把32个字节都捋一遍，一个汉字就显示在LCD上了。

如果我们想要显示汉字“瑞”，我们该从W25Q16中的哪个字节开始提取它的字模呢？这时候，就需要知道字符存储编码的原理了。

字符编码原理：英文字母带各种符号等共有95个，都有自己的ascii码，一个字母或者符号就是一个ascii码。汉字以及汉字的符号是需要2个字节来存储，在keil等主流编译器中，一般都是以GBK编码方式存储。

GBK编码：每个GBK码由2个字节组成，第一个字节为0X81~0XFE，第二个字节分为两部分，一是0X40~0X7E，二是0X80~0XFE。例如汉字“瑞”的GBK编码为C8 F0，第一字节C8，位于0X81~0XFE之间，第二字节F0，位于0X40~0XFE之间。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=126）；第二个字节代表的意义就是每个区内有多少个汉字，算了一下，一共有190个（0XFE-0X80+0X7E-0X40+2=190）。那么，GBK一共存储了126X190=23940个汉字。

我们仔细看GBK编码第二个字节两部分，0X40~0X7E 0X80~0XFE，也就是说它是从0X40~到0XFF，中间的0x7F和最后的0xFF没有用到。但是为了能够线性查找，我们暂且认为这两个字节也存在，就是我们强制把每个区190个汉字当做每个区192个汉字，不过0X7F和0XFF上没有汉字。

定义GBKH代表第一个字节，GBKL代表第二个字节，字库的偏移量offset，放入W25Q16的字库从0x100地址开始存储，那么获取某个汉字的字模的函数就可以写成：

void Get_GBK_DZK(uint8_t *code, uint8_t *dz_data)
{
    uint8_t GBKH,GBKL;                 
    uint32_t offset;        

    GBKH=*code;
    GBKL=*(code+1);     
    if(GBKH>0XFE||GBKH<0X81)return;
    GBKH-=0x81;
    GBKL-=0x40;
    offset=((uint32_t)192*GBKH+GBKL)*32;
    W25Q16_Read(dz_data,offset+0x100,32);           
    return;
}

函数中，参数*code带入汉字的两字节编码，*dz_data是一个32个字节的数据，带入函数中，就可以得到任何一个汉字的字模了。例如：

 uint8_t buf[32];
 Get_GBK_DZK("瑞", buf);