在uC/GUI中实现汉字显示

以人为本的系统开发观念不断深入人心,GUI做为典型的人机交互接口,在系统开发工程中具有不可动摇的地位。易用的操作界面已成为衡量产品开发成功 的重要因素。据统计,系统工程师要花去近三分之一的时间用于GUI系统的开发。完善的GUI开发系统,把设计人员从繁重的低层图形界面设计中解放出来,使 其有更多的时间用于系统性能的提高。这极大的缩短了开发周期,使产品在激烈的市场竞争中抢占先机。

uC/GUI是Micrium公司专门 针对嵌入式系统开发的一款通用图形界面开发系统。它提供高效的图形LCD管理,可以嵌于单任务和多任务嵌入式系统中。在小模式(small system)下,只需要100 B的RAM+500 B的STACK(RAM)+10~25 KB的ROM,全部代码用C语言完成,具有良好的可移植性,适用于各种CPU。
uC/GUI是一款非常简洁的图形界面开发系统,但是它缺乏对中文汉字的支持,严重阻碍了在国内的使用。本文结合工程实践,着重讲述汉字在uC/GUI上的实现过程,汉字字库的创建方法及其相关程序代码。
1uC/GUI中字体系统结构
uC/GUI 中字体的显示是通过查找字模的方式实现的。字体库中的每一个字母都有其对应的字模,所有的字母的字模由GUI_FONT和GUI_FONT_PROP这两 个结构体来进行统一管理。GUI_FONT结构体中定义了该字母的点阵大小(比如16×16或者8×8)和GUI_FONT_PROP结构体的入口地址。 GUI_FONT_PROP这个结构体建立了字库中字母编码(比如字母A在ASCII中的字母编码为33)和字模数据存放地址的映像。值得一提的是, GUI_FONT_PROP中pNext指针指向下一个GUI_FONT_PROP数据的入口地址,这为解决在字母编码不连续的情况下,保证字模数据在程 序段的存储连续这一问题提供了一个良好的解决方案。设计人员可以定义多个GUI_FONT_PROP结构,只要使上一个结构体的pNext指针指向下一个 GUI_FONT_PROP结构体,并且保证该指针的最终指向零地址空间即可。
2汉字编码
（1） 汉字字模的获取
在工程中出于节 省程序存储空间的需要, GB231280(国标字符集也就是常说的国标码)中的3755个一级常用汉字足以满足实际需求。如果通过单字手工取模的方式,工作量是不可想象的,所幸 有了电脑,又有了汉字库,可以编程解决。找个标准的汉字库,比如UCDOS中的HZK16就可以,但是在HZK16中字模是按区位码的顺序排列的。只要把 汉字内码的高低位都减去0xA0后,就得到了汉字的区位码。一级常用汉字的内码范围是高字节0xB0～0xD7,低字节0xA1～0xFE。以下是提取 HZK16文件中的一级常用汉字的部分代码：
for(i=0;i<=(0xD7-0xB0);i++)
for(j=0;j<=(0xFE-0xA1);j++)
if(fseek(fin,((i+0xB0-0xA1)*94+(j+0xA1-0xA1))*32L,SEEK_SET))
printf("seek err\\n");
fread(buffer,32,1,fin);
（2） 程序中直接输入汉字的实现
uC/GUI 手册中介绍的用unicode编码进行输入的方法相当烦琐,当需要输入大量汉字时,这一问题就更加突出。经过分析内核代码,会发现程序中输入的 unicode码其实就是字库中GUI_FONT_PROP定义的该字映像地址。在程序中,直接输入字母后计算机获得的是汉字内码,所以只要把 GUI_FONT_PROP中的映像地址改为字母的内码就可以了,对于英文字母就是其ASCII编码,而汉字就是汉字内码。下面是uC/GUI中 F16_1HK.C文件中定义的GUI_FONT_PROP结构体对象,通过注释了解映像地址和字模数据存储地址的对应关系。
GUI_FLASH const GUI_FONT_PROP GUI_Font16_1HK_Prop1 = {
0x3041/* 映像地址起始位置*/
,0x3093/* 映像地址结束位置*/
,&GUI_Font16_HK_CharInfo\[0\] /*字模代码的入口地址*/
,(void GUI_FLASH *)&GUI_Font16_1HK_Prop2/* 下一个GUI_FONT_PROP的地址*/
};
3新建汉字字库
在uC/GUI 中动态地读取字模是无法实现的,即当程序运行时动态地从汉字库中读取所需字母的字模,因此只有把所有一级常用汉字的字模全部读出,按照uC/GUI中字库 创建的标准去创建新的字库就可以了。下面以在F16_HZ_ALL.C中创建字体GUI_Font16_HZ为例来说明具体的步骤。
第一步：声明全局字体结构体对象GUI_Font16_HZ,该声明必须在GUI.H文件中加以声明。
extern const GUI_FONT GUI_Font16_HZ;
第二步：定义一个用于存放字模数据的数组。
GUI_FLASH const unsigned char acFont16HZ\[\]\[32\] ={｛/*单字字模数据1*/｝,……,｛/*单字字模数据n*/｝};
第三步:定义一个GUI_CHARINFO的结构体对象数组,用于说明每个字母的字模数据在程序段存储的方式。
GUI_FLASH const GUI_CHARINFO GUI_Font16_HZ_CharInfo\[3760\]={
{16,16,2,(void GUI_FLASH *)&acFont16HZ\[0\],……,16,16,2,(void GUI_FLASH *)&acFont16HZ\[3759\] },};
第四步:按汉字内码的高位来定义多个结构体GUI_FONT_PROP对象。
GUI_FLASH const GUI_FONT_PROP GUI_Font16_HZ_Prop0 = {
0xb0a1,
0xb0fe,
&GUI_Font16_HZ_CharInfo\[0\],
(void GUI_FLASH *)&GUI_Font16_HZ_Prop1
};
第五步:把创建的汉字字库文件F16_HZ_ALL.C添加到uC/GUI的工程中,通过以下语句实现在LCD上显示汉字:
GUI_SetFont(&GUI_Font16_HZ);
GUI_DispStringAt(GUI_UC_START
"成都理工大学"
GUI_UC_END
,20,10);
结语
本文介绍了怎样在uC/GUI中解决汉字的显示问题,作者的汉字字库文件全部通过C语言程序创建,字库文件在uC/GUI的评估软件simulation上编译通过,读者可以根据实际的需求创建自己的字库,以适应项目的需求。