0 引言

還記得通常在MCU驅(qū)動(dòng)LCD，OLED是怎樣顯示漢字的嗎？采用取字模工具，生成字模數(shù)組，然后要顯示某個(gè)字符，直接索引這個(gè)字符的數(shù)組，然后對(duì)這個(gè)數(shù)組數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示就行了，就像這樣：

最近有開(kāi)發(fā)一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，將網(wǎng)絡(luò)端的發(fā)過(guò)來(lái)的漢字顯示到屏幕上，但問(wèn)題來(lái)了，我還不知道網(wǎng)絡(luò)端要發(fā)送具體哪些漢字，我是無(wú)法對(duì)具體的漢字取模，因此，得想辦法先對(duì)所有漢字進(jìn)行取模，或使用字庫(kù)，于是就有了下文。

1 字符編碼

先從字符編碼說(shuō)起:參考阮一峰博客字符編碼

• ASCII碼：一共規(guī)定了128個(gè)字符的編碼，這128個(gè)符號(hào)（包括32個(gè)不能打印出來(lái)的控制符號(hào)），只占用了一個(gè)字節(jié)的后面7位，最前面的一位統(tǒng)一規(guī)定為0。
• 非ASCII碼：英語(yǔ)用128個(gè)符號(hào)編碼就夠了，但是用來(lái)表示其他語(yǔ)言，128個(gè)符號(hào)是不夠的。
• GB2312，GBK，Unicode，UTF-8均為非ASCII編碼
• Unicode碼：如果有一種編碼，將世界上所有的符號(hào)都納入其中。每一個(gè)符號(hào)都給予一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的編碼，那么亂碼問(wèn)題就會(huì)消失。這就是 Unicode，就像它的名字都表示的，這是一種所有符號(hào)的編碼。
• 注意：Unicode 只是一個(gè)符號(hào)集，它只規(guī)定了符號(hào)的二進(jìn)制代碼，卻沒(méi)有規(guī)定這個(gè)二進(jìn)制代碼應(yīng)該如何存儲(chǔ)
• UTF-8碼:UTF-8 就是在互聯(lián)網(wǎng)上使用最廣的一種 Unicode 的實(shí)現(xiàn)方式，是Unicode 的實(shí)現(xiàn)方式之一。
• GB2312,GBK：GB2312是常用漢字的專用編碼，GBK是所有漢字的專用編碼。
• 注意：GB類的漢字編碼與后文的 Unicode 和 UTF-8 是毫無(wú)關(guān)系的

2 液晶屏漢字顯示原理

• ASCII字符顯示，由于ASCII字符僅128個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)字符一一取模，且占用MCU的RAM不會(huì)過(guò)大，此處不再介紹ASCII字符的顯示。
• 為什么顯示英文一般不用字庫(kù)芯片？ 英文的單詞都是由26個(gè)字母構(gòu)成了，加上大小寫的區(qū)別和其它一些字符，也不過(guò)才95個(gè)。假如要顯示8 * 16像素大小的字符，每一個(gè)字符需要16個(gè)字節(jié)的字庫(kù)空間，95個(gè)字符即是95 * 16=570個(gè)字節(jié)。即占用570個(gè)字節(jié)的RAM。對(duì)于小型MCU幾K字節(jié)的RAM來(lái)說(shuō)，綽綽有余了。
• 為什么顯示中文需要字庫(kù)芯片？ 顯示中文的話，需要每一個(gè)字的字模，16*16像素大小的中文，每一個(gè)中文都要32個(gè)字節(jié)。GBK收錄了中文兩萬(wàn)多個(gè)，如果要都能顯示，需要700多K字節(jié)的空間。所以，我們選擇了把這些字庫(kù)放在外部存儲(chǔ)器當(dāng)中，可選擇2M的FLASH存儲(chǔ)芯片W25Q16做為存儲(chǔ)媒介。放個(gè)700多K的字庫(kù)足夠了，并且，同時(shí)放兩種字體的字庫(kù)都沒(méi)問(wèn)題。

• 常規(guī)漢字顯示，采用相關(guān)的漢字取字模工具(PCtoLCD2002完美版)，取出字模，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下所示：

由于我采用的液晶屏是逐行顯示的，不同的液晶屏采用不同的顯示模式，需根據(jù)具體情況選擇字模。 取出“你”字模后，將字模數(shù)據(jù)復(fù)制到notepad++,調(diào)整成設(shè)置好的16列，21行的樣式，在將16進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成2進(jìn)制數(shù)據(jù),然后將0替換成空格，即可找出漢字“你”的原型。

• 對(duì)于液晶屏而言，字符，圖片的顯示都是像素點(diǎn)的點(diǎn)陣顯示，因此，只要將上述數(shù)組中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣數(shù)據(jù)顯示到液晶屏中即可，對(duì)于二進(jìn)制位1的位數(shù)據(jù)，顯示出該像素點(diǎn)，對(duì)于二進(jìn)制位0的位數(shù)據(jù)，不顯示該像素點(diǎn)，即可顯示出該漢字(暫不考慮顏色顯示)。

3 字符顯示的實(shí)現(xiàn)

上面講到了字符顯示的原理，接下來(lái)將講解字符顯示的實(shí)現(xiàn)，相關(guān)代碼不依賴于底層，具有很好的移植性,且在文章最后放出了Github鏈接，要實(shí)現(xiàn)該代碼的功能，需要以下前提條件：

• 已經(jīng)在液晶屏上實(shí)現(xiàn)了畫點(diǎn)功能，該函數(shù)將直接調(diào)用該功能
• 液晶屏在顯示時(shí)，逐行掃描，且需要高位在前(參考上一節(jié)相關(guān)參數(shù)設(shè)置，其它類型的屏幕可能有所不同)

注：由于代碼過(guò)長(zhǎng)，為不影響閱讀，僅放部分關(guān)鍵代碼，如有需求，更多請(qǐng)參考文末的Github

for

此代碼簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了索引字模數(shù)組中的一個(gè)unsigned char類型的元素中的8位，將該8位繪制成像素點(diǎn)，此為字符顯示的基本實(shí)現(xiàn)，

4 任意漢字顯示的實(shí)現(xiàn)(采用取模法)

本節(jié)將講述如何實(shí)現(xiàn)任意漢字的顯示。 需要準(zhǔn)備以下工具:

• GBK字庫(kù)
• 取模軟件
• 二進(jìn)制文件生成工具 如下圖所示，且相關(guān)工具可從文末Github中直接獲取得：

具體操作步驟如下:

• 將字庫(kù)取模

在工具欄處點(diǎn)“打開(kāi)”按鈕，打開(kāi)gbk_ziku.txt文件，然后根據(jù)自己的需要，設(shè)置想要的取模方式，然后點(diǎn)工具欄上的“輸出”按鈕 并等待其完成，完成后會(huì)在取模軟件所在路徑生成了一個(gè)temp.txt文件。現(xiàn)在我是按照“宋體、點(diǎn)陣數(shù)為16、字重為4、取模為為16*16、對(duì)齊設(shè)置為左上、方向設(shè)置為橫向取模，高位在左”的方式來(lái)取的字模，也就是我平時(shí)TFT液晶屏常用的一種字模。

打開(kāi)temp.txt文件可知， 該文件包含了所有字庫(kù)的點(diǎn)陣，且采用GBK編碼排序：

• 將取模的文件生成二進(jìn)制文件

將該temp.txt文件轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制文件，供程序讀取。在windows下進(jìn)入CMD命令控制臺(tái)，進(jìn)入到相關(guān)文件所在的路徑，接著，執(zhí)行命令ziku.exe temp.txt命令，執(zhí)行效果如下圖所示，執(zhí)行后將生成一個(gè)ziku.bin的文件：

• 將二進(jìn)制文件存入外部Flash，或Linux系統(tǒng)用戶文件夾下： 得到ziku.bin文件后，可將該字庫(kù)二進(jìn)制文件存入外部Flash如W25Q16中(MCU)，或者Linux系統(tǒng)用戶文件夾下(Linux)；其中，將該bin文件存放如外部Flash的方法為：
• 單片機(jī)與電腦采用串口連接，單片機(jī)與W25Q16采用SPI方式連接。所以，我們只需要給單片機(jī)寫一個(gè)接收串口數(shù)據(jù)再把數(shù)據(jù)通過(guò)SPI口傳輸?shù)絎25Q16中的程序即可。
• 使用FT232H芯片工具，該工具實(shí)現(xiàn)了USB轉(zhuǎn)SPI，USB轉(zhuǎn)I2C的功能，可直接通過(guò)PC的USB接口下載到帶I2C或SPI接口的Flash或E2PROM中。

• 檢驗(yàn)二進(jìn)制文件的可用性

本文將只在Linux系統(tǒng)下進(jìn)行檢驗(yàn)，MCU環(huán)境下的檢驗(yàn)同理：

該bin文件的檢驗(yàn)程序如下所示(相關(guān)程序均已上傳文章末尾的Github)：

#include

將以上程序保存為:fontTest.c，gcc編譯，執(zhí)行，結(jié)果如下圖所示：

由執(zhí)行結(jié)果可見(jiàn)，程序能夠從二進(jìn)制bin文件中提取有用信息，并且，該bin文件保存了GBK編碼的所有漢字，將“你好”替換成其他任意漢字也是可從bin文件中提取出子模的，生成的bin文件是有效的。 接下來(lái)講解程序中的幾個(gè)注意事項(xiàng):

• 該程序源文件必須以GBK編碼或GB2312編碼保存(GBK編碼兼容GB2312編碼)，在notepad++中，保存方式如下圖所示：

• 解釋下如何獲得內(nèi)存中字符的偏移量： GBK編碼：每個(gè)GBK碼由2個(gè)字節(jié)組成：

第一個(gè)字節(jié)為0X81~0XF： 第二個(gè)字節(jié)分為兩部分：
一是0X40-0X7E
二是0X80-0XFE

例如漢字“瑞”的GBK編碼為C8 F0，第一字節(jié)C8，位于0X81-0XFE之間，第二字節(jié)F0，位于0X40-0XFE之間

第一個(gè)字節(jié)代表的意義稱為區(qū)，那么GBK里面總共有126個(gè)區(qū)（0XFE-0X81+1=126） 第二個(gè)字節(jié)代表的意義就是每個(gè)區(qū)內(nèi)有多少個(gè)漢字，算了一下，一共有190個(gè)（0XFE-0X80+0X7E-0X40+2=190）。

那么，GBK一共存儲(chǔ)了126X190=23940個(gè)漢字。

仔細(xì)看GBK編碼第二個(gè)字節(jié)兩部分中，0X40-0X7E和0X80-0XFE，也就是說(shuō)它是從0X40~到0XFF，中間的0x7F和最后的0xFF沒(méi)有用到。
但是為了能夠線性查找，我們暫且認(rèn)為這兩個(gè)字節(jié)也存在，就是我們強(qiáng)制把每個(gè)區(qū)190個(gè)漢字當(dāng)做每個(gè)區(qū)192個(gè)漢字，不過(guò)0X7F和0XFF上沒(méi)有漢字。

定義GBKH代表第一個(gè)字節(jié)，GBKL代表第二個(gè)字節(jié)，字庫(kù)的偏移量offset，那么其計(jì)算方法如下：

GBKH

實(shí)現(xiàn)了在控制臺(tái)窗口打印漢字字模，那么在TFTLCD，OLED，墨水屏等屏幕上，只要先實(shí)現(xiàn)了畫點(diǎn)功能，那么，顯示任意漢字也可以實(shí)現(xiàn)的了。

5 任意漢字顯示的實(shí)現(xiàn)(采用字庫(kù)法)

最后再介紹一種顯示漢字的方法，該方法采用Python實(shí)現(xiàn)，直接調(diào)用字體庫(kù)，僅在Linux系統(tǒng)上可實(shí)現(xiàn)，下面將以樹(shù)莓派為例，相關(guān)的操作如下：

首先安裝好Pillow庫(kù)以及必要液晶屏顯示必要的SPI庫(kù)，GPIO庫(kù)等：

sudo apt-get install python3-pip sudo apt-get install python-imaging sudo pip3 install spidev sudo pip3 install RPi.GPIO sudo pip3 install Pillow

安裝 Pillow 如果報(bào)錯(cuò): ImportError: libopenjp2.so.7: cannot open shared object file: No such file or directory，則先執(zhí)行如下指令：

sudo apt-get install libopenjp2-7-dev

安裝必要的字體:

sudo apt-get install ttf-wqy-zenhei ttf-wqy-microhei

接下來(lái)是調(diào)用微軟雅黑字體進(jìn)行顯示的部分示例(python3)，詳情代碼參考文章末尾留下的Github:

#!/usr/bin/python

該代碼的精髓在于，先創(chuàng)建一段緩存，然后采用pillow庫(kù)的相關(guān)方法通過(guò)字符串獲取對(duì)應(yīng)字庫(kù)中字符的字模，將字模數(shù)據(jù)存入緩存中，然后將緩存數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，詳情參考pillow庫(kù)中的Image,ImageDraw,ImageFont方法對(duì)應(yīng)的手冊(cè)。

注意，代碼中的中文采用UTF-8編碼，保存的時(shí)候，為防止亂碼，必須以UTF-8編碼保存(可采用notepad++工具保存為UTF-8編碼)

最后，放出相關(guān)代碼的Github： 軟件工具,字模bin文件校驗(yàn)代碼 刷屏代碼示例

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的mysql unicode转汉字_任意汉字显示，给你的嵌入式系统(含MCU)装上字库的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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