在ARM实验板LCD上显示汉字

一、实验目的

1．编写能够在ARM实验板LCD上显示汉字的程序；
2．在Ubuntu系统中建立交叉编译环境，编译上述程序生成.o文件；
3．制作root文件系统，下载到开发板中验证。

二、实验原理

16*16点阵字库HZK16的使用

三、实验步骤

1．Ubuntu系统上编写验证程序

Ubuntu系统上编写的验证程序如下，为了验证是否能够正确从HZK16字库中读取出某个字。

#include   
#include   
void getHZCode(unsigned char incode[], unsigned char hzCode[]);  
int main()  
{  
    unsigned char incode[2] = {0xce,0xd2};//要显示的汉字  
    //unsigned char incode[2] = "我";//要显示的汉字  
    unsigned char hzCode[32];  
    int i;  
    int j = 0;  
    getHZCode(incode, hzCode);  
    for(i=0; i<32; i++){  
        for(j=0; j<8; j++){  
            if(hzCode[i] << j & 0x80)  
                printf("●");  
            else  
                printf("○");  
        }  
        if((i+1) % 2 == 0)  
            printf("\n");  
    }  
    return 0;  
}  
void getHZCode(unsigned char incode[], unsigned char hzCode[]){  
    long offset;//相对于字库起始位置的偏移字节数  
    int quCode = incode[0] - 0xa0;//区码:该汉字的区号  
    int weiCode = incode[1] - 0xa0;//位码:该汉字的位号  
    offset = (94 * (quCode - 1) + (weiCode - 1)) * 32;//32为一个汉字需要32字节（16*16=256个点，256/8=32）  
    FILE *HZK;  
    HZK = fopen("HZK16", "rb");  
    if(HZK == NULL)//rb:打开二进制文件  
    {  
        printf("Can’t Open HZK16\n");  
        exit(0);  
    }  
    //fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);函数设置文件指针stream的位置  
    //如果执行成功，stream将指向以fromwhere为基准，偏移offset（指针偏移量）个字节的位置,函数返回0  
    //偏移起始位置：文件头0(SEEK_SET)，当前位置1(SEEK_CUR)，文件尾2(SEEK_END)  
    fseek(HZK, offset, SEEK_SET);  
    //size_t fread ( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream)  
    //从一个文件流中读数据，最多读取count个项，每个项size个字节，如果调用成功返回实际读取到的项个数（小于或等于count）,如果不成功或读到文件末尾返回 0  
    //buffer:用于接收数据的内存地址  
    //size:要读的每个数据项的字节数，单位是字节  
    //count:要读count个数据项，每个数据项size个字节.  
    //stream:输入流  
    fread(hzCode, 1, 32, HZK);//读取表示此汉字的32字节数到hzCode中  
}  

在Ubuntu中使用如下命令编译：gcc HZK16.cpp -o HZK16.exe
使用./HZK16执行程序，执行结果如下图所示：

 
注意：在win7中可以直接将“我”字赋值给incode[2]：incode[2] = "我"，而在Ubuntu中需要将表示该汉字的2字节赋值给incode[2]：incode[2] = {0xce, 0xd2}，不然用gcc编译时会报错。

2．Ubuntu系统上编写能够在板子上执行的程序

要在LCD上显示“北京邮电大学”，首先打开FrameBuffer驱动：fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR)，之后使用函数mmap映射显示存储器，最后调用函数PrintLCD显示字体，代码如下：

#include  
#include 
#include 
#include 
#include  
#include 
#include 
#define FONT_COLOR 0xf100 //红色
int k;
unsigned char hzCode[16][2];
unsigned short *fb = 0;


void getHZCode(unsigned char incode[], unsigned char hzCode[16][2])
{
	long offset;//相对于字库起始位置的偏移字节数  
	int quCode = incode[0] - 0xa0;//区码:该汉字的区号       
	int weiCode = incode[1] - 0xa0;//位码:该汉字的位号
	offset = (94 * (quCode - 1) + (weiCode - 1)) * 32;//32:一个汉字需要32字节（16*16=256个点，256/8=32）     
	FILE *HZK;
	HZK = fopen("HZK16", "rb");
	if (HZK == NULL)  
	{
		printf("Can't Open HZK16\n");
		exit(0);
	}
    //fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);函数设置文件指针stream的位置    
    //如果执行成功，stream将指向以fromwhere为基准，偏移offset（指针偏移量）个字节的位置,函数返回0    
    //偏移起始位置：文件头0(SEEK_SET)，当前位置1(SEEK_CUR)，文件尾2(SEEK_END)  
	fseek(HZK, offset, SEEK_SET);
 		//size_t fread ( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream)    
    //从一个文件流中读数据，最多读取count个项，每个项size个字节，如果调用成功返回实际读取到的项个数（小于或等于count）,如果不成功或读到文件末尾返回 0    
    //buffer:用于接收数据的内存地址    
    //size:要读的每个数据项的字节数，单位是字节    
    //count:要读count个数据项，每个数据项size个字节    
    //stream:输入流    
	fread(hzCode, 32, 1, HZK);//读取表示此汉字的32字节数到hzCode中    
}


void PrintLCD(int top, int left) {
	int i, j, k;
		for (j = 0; j < 16; j++) {
			for (i = 0; i < 2; i++) {
				for (k = 0; k < 8; k++) {
					if (hzCode[j][i] & (0x80 >> k))
						*(fb + (j + top) * 240 + left + i * 8 + k) = FONT_COLOR;
				}
			}
		}


}


int main()
{	
	int i,j;
	int fd_fb = 0;
	unsigned char incode[2];//存储区码和位码
	int strLength = 0;//字符串长度
	char testStr[] = {0xB1, 0xB1,
			0xBE, 0xA9,
			0xD3, 0xCA,
			0xB5, 0xE7,
			0xB4, 0xF3,
			0xD1, 0xA7
			};
	strLength = strlen(testStr);
	
	fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);//打开FrameBuffer驱动
	fb = (unsigned short *)mmap(0, 240 * 320 * 2, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0);//映射显示存储器，2:2Bytes
	memset(fb,0,240 * 320 * 2); //清屏  
	for (k = 0; k < strLength; k += 2) {
		incode[0] = testStr[k];//区码
		incode[1] = testStr[k++];//位码
		getHZCode(incode, hzCode);		
		PrintLCD(90, (k / 2) * (16 + 5));//显示点阵
	}
}

3．Ubuntu系统上搭建交叉编译环境

Ubuntu系统下arm-linux-gcc交叉编译环境搭建过程

4．Ubuntu系统上生成文件系统

（1）生成目标文件：
arm-linux-gcc –o HZK16LastOutFile HZK16Last.cpp
（2）将 root文件系统镜像Mount（挂载）到一个空目录mountDisk：
 mount –t cramfs –o loop root.cramfs mountDisk
（3）将 mountDisk目录内的整个 root 文件系统复制到一个新文件夹mountDiskNew中：
cp mountDisk mountDiskNew/
（4）确定完整无误地复制了root文件系统后，Unmount（卸载）disk 内的文件系统，使用命令如下：
umount disk
（5）然后切换到mountDiskNew/mountDisk/home/guest文件夹（哪个文件夹都可以）下，将经过交叉编译的目标文件和字库HZK16复制到其中；
（6）使用如下命令生成一个新的 root 文件系统镜像：
mkcramfs mountDisk newroot.cramfs
（7）将生成的root文件系统下载到实验板上，步骤如下：
将超级终端配置成：端口为COM1，波特率为115200，数据位为8bit，校验位为无，停止位为1，流控为无。
将启动模式调成ON-OFF-ON-ON-ON-ON
给ADS板上电
在系统启动过程中立即敲击以进入启动菜单
选择选项 ‘2’烧写根文件系统镜像
当超级终端上显示“USB drive ready for transfer”时，将USB先插入PC上

当一个可移动磁盘出现在Windows中后，将要烧写的镜像文件复制到该可移动磁盘中
文件复制完后，在可移动磁盘的盘符上点击鼠标右键选择弹出选项
此时在超级终端上会显示“Press any key to start program…”，只需要任意键入一个键就可以开始烧写了。
烧写完成后重启板子进入系统，切换目录：cd home/guest/
运行程序：./ HZK16LastOutFile，LCD上显示“北京邮电大学”

四、 过程中遇到的问题

1. Ubuntu下的汉字是用UTF-8的编码表示的，也就是说一个汉字需要3个字节。但是HZK16是一个符合GB2312标准的库，也就是说每个汉字只需要2个字节来表示。所以在Ubuntu下直接给出ASCII码，如“北京邮电大学”对应的ASCII码为：0xb1,0xb1,0xbe,0xa9,0xd3,0xca,0xb5,0xe7,0xb4,0xf3,0xd1,0xa7；
2.起初使用的交叉编译器版本太高，造成在板子中执行./ HZK16LastOutFile语句时提示找不到文件，所以使用版本低的交叉编译器重新搭建交叉编译环境，问题得以解决。