2021年10月27日 | stm32专题二十二：液晶显示中英文 字符编码

字符编码

字符编码及转换测试：http://www.qqxiuzi.cn/daohang.htm

这个网站可以查询汉字字符编码，如下图所示：

输入汉字，就可以查询字符编码：

ASCII 编码

ASCII编码（单字节），标准ASCII编码只使用了0 ~ 127，而128 ~ 255属于扩展编码，不属于标准ASCII。

不可见编码（0 ~ 31）：

可见字符编码（32 ~ 127）：

GB2312编码

全角和半角的区别（一般都使用半角，很少使用全角）：

角就是字母和数字等与汉字占等宽位置的字。 半角就是ASCII方式的字符，在没有汉字输入法起作用的时候输入的字母数字和字符都是半角的。

例如，字符B，全角GB2312编码为A3C2，半角ASCII编码为0X42。

GB2312兼容ASCII编码：

区位码表示：

区位码转成GB2312（GB2312从160 = 0XA0开始编码），要把区号和位号都偏移160（即 + 0XA0），得到GB2312编码：

计算实例：

GB2312的部分区位表：

GBK编码

GBK编码，加入了更多的繁体字和生僻字，同时兼容了GB2312编码：

GB18030编码

Big5编码，港台地区使用

Unicode 字符集和编码

Unicode编码的出现，为了统一全世界不同的字符。Unicode把这些字符进行编号，而没有进行编码。

编号和编码的区别？

如字符 'A' ，在ASCII中为0X41 = 65，也就是说， 'A' 的编号是65，而ASCII的编码是一个字节0X41，也可以用两个字节表示

0X 00 41，或者三个字节表示 0X 00 00 41。编号就是 0 1 2 3这些简单的数字，而编码实际上是编成了计算机二进制码。编码要包含 （到底是一个字节表示，或者两个字节表示，或者数据大小端）等信息。

Unicode编号和GB2312汉字编码的区别：

Unicode 字符编码格式

不同风格的Unicode编码描述：

UTF-32（直接把编号和编码同等对应，使用4字节）

可以看到，UTF-32编码，对于使用英语地区的国家，实际上是非常不友好的，原来使用单字节能表示的字符，为了兼容Unicode，现在要使用4个字节存储，增加了3倍的存储空间。还有，Unicode产生之前的那些文件，就统统失效不能使用。所以，UTF-32根本无法推行。

注意，UTF-32并不兼容ASCII编码，如采用UTF-32，会使得原来老的文件全部乱码，所以无法推广。

UTF-16

UTF-8 编码

完全兼容了ASCII编码，也使用了变长编码，可以节省存储空间。但对于中文而言，GB2312编码使用2字节，而UTF-8平均要使用3字节，所以有些网站为了节省存储空间，还是采样了GB2312编码格式。

UTF-8编码思路：

BOM 编码格式

字模原理

字模的原理：

字模的构成：

如果采用的是 16*16 点阵显示，每个字模要占用32字节的空间。如果是英文，总共128个字符，占用的空间为 4KB。而常用的中文汉字有6000+，用字模表示，大概要占用200KB的空间，这对存储容量的要求是非常大的。

字模的生成（使用软件PCtoLCD2002）：

生成的字模数据为：

{0x02,0x00,0x01,0x00,0x7F,0xFE,0x40,0x02,0x80,0x04,0x1F,0xE0,0x00,0x40,0x00,0x80,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00},

{0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,0x00},/*"字",0*/

根据生成的字模数据，我们利用串口打印来验证一下，是否图形显示正确：

/* 生成的字模数据 */

uint8_t test_module[] = {0x02,0x00,0x01,0x00,0x7F,0xFE,0x40,0x02,0x80,0x04,

0x1F,0xE0,0x00,0x40,0x00,0x80,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,

0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,0x00}; /*"字",0*/

void Display_char_test(void)

{

uint8_t i = 0, j = 0, k = 0;

/* 字模数据有16行 */

for (i = 0; i < 16; i++)

{

/* 每行16列，2字节 */

for (j = 0; j < 2; j++)

{

/* 每个字节8位 */

for (k = 0; k < 8; k++)

{

/* 对每个数据字节从高位到低位进行遍历 */

if ((test_module[i * 2 + j] & (0X80 >> (k))) != 0)

{

printf("*");

}

else

{

printf(" ");

}

}

}

printf("n");

}

}

串口打印结果如下：

联想到之前液晶显示的程序，液晶显示的原理就是开窗，然后不断的填入16位颜色数据（RGB565格式），如果按照串口输出的做法，在字模数据为为 1 处显示白色，为 0 处显示黑色，就可以打印字模对应的文字（黑底白字）。

/**

  * @brief 画一个实心的矩形

  */

void ILI9341_Darw_Rec(void)

{

uint32_t i = 0;

ILI9341_Open_Window(10, 20, 50, 100);

ILI9341_Write_Cmd(CMD_SetPixel); // 填充像素

for (i = 0; i < 50 * 100; i++)

{

ILI9341_Write_Data(RGB888_TO_RGB565(0, 255, 0)); // 对应绿色

}

}

现在还剩下一个问题，如果我们希望在程序中直接给出一个字符串，液晶屏就能显示出来，怎么做？

一个能想到的处理方式就是，在数组中添加很多个字的字模，然后想要显示那个字，直接加上对应的偏移就可以，如下：

/* 生成的字模数据 */

uint8_t test_module[] = {

0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x3F,0xF8,0x21,

0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,

0x21,0x08,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00, /* 中 */

0x00,0x00,0x7F,0xFC,0x40,0x04,0x40,0x04,0x5F,0xF4,0x41,

0x04,0x41,0x04,0x4F,0xE4,0x41,0x04,0x41,0x44,0x41,0x24,

0x5F,0xF4,0x40,0x04,0x40,0x04,0x7F,0xFC,0x40,0x04 /* 国 */

};

void Display_char_test(void)

{

uint8_t i = 0, j = 0, k = 0;

/* 字模数据有16行 */

for (i = 0; i < 16; i++)

{

/* 每行16列，2字节 */

for (j = 0; j < 2; j++)

{

/* 每个字节8位 */

for (k = 0; k < 8; k++)

{

/* 对每个数据字节从高位到低位进行遍历 */

if ((test_module[ 32 + i * 2 + j] & (0X80 >> (k))) != 0)

{

printf("*");

}

else

{

printf(" ");

}

}

}

printf("n");

}

}

当使用偏移（+32）时，就可以显示第二个汉字，这样就可以打印多个文字。

如何制作字模

根据使用要求制作字模

如何建立映射关系？

比如GB2312汉字编码，如果每个字符是32字节（16*16点阵），如果想显示两个字，只要适当的安排偏移，每个汉字占的字模大小都是32字节，这样只需要算好偏移就可以。如果按照GB2312编码表来安排，如第 0 ~ 31字节存储“啊”，第 32 ~ 63字节存储“阿”，第64 ~ 95字节存储“埃”...，我们希望能制作出这样的字模，字模中包含我们需要的编码表的所有字符且有固定映射。

我们希望实现的函数：

ILI9341_DispStringLine_EN_CH(LINE(2),"ILI9341液晶驱动");

        如果能把字符串对应的转换成字符编码，那么就能直接输入字符串，再调用lcd屏来显示。怎么把字符串转换成编码？这个和MDK软件的配置有关。按照GB2312的编码规则，像前面的ILI9341都是单字节编码，而汉字液晶驱动就会对应的转成双字节的GB2312编码。我们就可以直接通过字符串的形式，编写一个函数，根据他的编码，来找到字模数据。一旦找到字模数据，后面就好办了，直接根据之前的字模显示原理，打印出字模。

如何生成字库？

PCtoLCD软件的配置：

设置字模显示区域大小和字模大小：

字模寻址公式推导：

先看ASCII表的字模寻址，这个相对比较简单（每个字模固定16字节）：

我们制作的字模数组，从空格开始，接下来的字符依次偏移 16 字节。所以，ASCII字库中，每个字符的起始索引计算：

索引下标计算公式：('A' - ' ') * 16                相对于空格的偏移 * 每个字符的大小。

GB2312字模（区位码）：

每个字模的大小为：16 * 16 / 8 = 32字节

第 0 个字节存储的是空格，根据区号和位号，求出字符相对于空格的偏移，然后*字符大小，就能求出数组下标索引。

区位码转成GB2312（GB2312从160 = 0XA0开始编码），要把区号和位号都偏移160（即 + 0XA0），得到GB2312编码：

计算公式如下：

像这种字符串，编译器会根据mdk设置，把英文编译成ASCII编码，把中文编译成GB2312编码，如下：

ILI9341_DispStringLine_EN_CH(LINE(2),"ILI9341液晶驱动");