【emWin实战教程V2.0】第25章全字库在STemWin上的实现（GB2312编码）

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本章节为大家讲解GB2312编码全字库的实现，对于习惯了GB2312编码的用户来说，使用本章节的方法非常合适。emWin本身是不支持GB2312编码字符显示的，本章节是新创建一种字体类型来实现GB2312编码字符的显示，所采用的方式是早期UCGUI3.98时期遗留下来，但对那种方法进行了修改，以适合高版本emWin5.xx的使用。
25.1 初学者重要提示
25.2 GB2312编码全字库说明
25.3 GB2312全字库的移植方法
25.4 移植文件简易说明
25.5 GB2312字库使用方法
25.6 实验例程说明（RTOS）
25.7 实验例程说明（裸机）
25.8 总结

lee_st · 2017-1-22 15:39:44

25.1 初学者重要提示

1、对于不习惯前面章节讲解的XBF格式和SIF格式的Unicode编码全字库的用户来说，使用GB2312编码是很好的选择，很适合初学者，汉字操作方式与大家使用裸机代码（没有使用GUI）时是一样的。

2、GB2312编码的全字库文件可以存到任何外部存储介质中。本章节配套例子是将其存储到SPI Flash里面了。

3、使用GB2312编码也是有缺点的，相比前面章节使用FontCvt生成的XBF格式和SIF格式全字库，GB2312编码全字库不支持抗锯齿效果，且仅支持等宽字体（仅支持等宽是因为当前新字体的创建方法不支持非等宽字体）。

lee_st · 2017-1-22 15:40:06

未完，待续。。。。

lee_st · 2017-1-22 15:43:26

25.2 GB2312编码全字库说明

本章节配套例子使用的字库是从字库芯片提取出来的，下面是点阵字库相关信息，仅列出了要用到的点阵字符：

了解了点阵字体的相关信息后，剩下就是寻址算法了。

lee_st · 2017-1-22 15:43:41

汉字点阵在汉字库中的地址计算：
汉字库种类繁多，但都是按照区位的顺序排列的。前一个字节为该汉字的区号，后一个字节为该字的位号，位号是该字在该区中的位置。GB2312编码区范围是A1A1到F7FE，一共F7-A1+1 = 87个区，每区有FE-A1+1=94个字符，因此GB2312可以表示87*94=8178个字符。
计算公式为：（94 *(区号 - 1) + 位号 - 1） * 一个汉字字模占用字节数
我们在计算机中常用的汉字编码为汉字内码，不是区位码，需要进行转换。因此最终的计算公式为：
ADDRESS = [(内码1 - 0xa1)* 94 + (内码2 - 0xa1)] *一个汉字字模占用字节数
（内码1对应区号，内码2对应位号）

lee_st · 2017-1-22 15:44:02

下面对这8种点阵依次做下说明：
汉字点阵GB2312编码字库地址计算
GBCode表示汉字内码。
MSB 表示汉字内码GBCode的高8bits，
LSB 表示汉字内码GBCode的低8bits。
Address 表示汉字或ASCII字符点阵在芯片中的字节地址。
BaseAdd：说明点阵数据在字库中的起始地址。
11*12点阵计算方法：
BaseAdd=0x0;
if(MSB >=0xA1 && MSB <= 0Xa9 &&LSB >=0xA1)
         Address =((MSB – 0xA1) * 94 + (LSB – 0xA1))*24+BaseAdd;
else if(MSB >=0xB0 && MSB <= 0xF7&& LSB >=0xA1)
         Address =((MSB – 0xB0) * 94 + (LSB – 0xA1)+ 846)*24+BaseAdd;
15*16点阵计算方法：
BaseAdd=0x2C9D0;
if(MSB >=0xA1 && MSB <= 0Xa9 &&LSB >=0xA1)
      Address =( (MSB - 0xA1) * 94 + (LSB - 0xA1))*32+BaseAdd;
else if(MSB >=0xB0 && MSB <= 0xF7&& LSB >=0xA1)
   Address = ((MSB - 0xB0) * 94 + (LSB - 0xA1)+ 846)*32+BaseAdd;
24*24点阵计算方法：
BaseAdd=0x68190;
if(MSB >=0xA1 && MSB <= 0Xa9 && LSB >=0xA1)
      Address =( (MSB - 0xA1) * 94 + (LSB - 0xA1))*72+BaseAdd;
else if(MSB >=0xB0 && MSB <= 0xF7 && LSB >=0xA1)
      Address = ((MSB - 0xB0) * 94 + (LSB - 0xA1)+ 846)*72+BaseAdd;
32*32点阵计算方法：
BaseAdd=0XEDF00;
if(MSB >=0xA1 && MSB <= 0Xa9 && LSB >=0xA1)
      Address =( (MSB - 0xA1) * 94 + (LSB - 0xA1))*128+BaseAdd;
else if(MSB >=0xB0 && MSB <= 0xF7 && LSB >=0xA1)
      Address = ((MSB - 0xB0) * 94 + (LSB - 0xA1)+ 846)*128+BaseAdd;
这四种点阵字体除了每个点阵字符的字节数和起始地址不一样，其余都是一样的。其中第一个if条件语句是判断区号在0xA1到0xA8里面的全角字符区，共846个字符。第二个else if条件语句是判断区号在0xB0到0xF7里面的汉字区，共6763个汉字。

lee_st · 2017-1-22 15:44:14

ASCII字符地址计算
   ASCIICode：表示ASCII 码（ 8bits）
BaseAdd：说明该套字库在芯片中的起始地址。
Address： ASCII字符点阵在芯片中的字节地址。
6x12点阵ASCII计算方法：
BaseAdd=0x1DBE00
if (ASCIICode >= 0x20) and (ASCIICode <= 0x7E)
   Address = (ASCIICode –0x20 ) * 12+BaseAdd
8x16点阵ASCII计算方法：
BaseAdd=0x1DD780
if (ASCIICode >= 0x20) and (ASCIICode <= 0x7E)
      Address = (ASCIICode –0x20 ) * 16+BaseAdd
12x24点阵ASCII计算方法：
BaseAdd=0x1DFF00
if (ASCIICode >= 0x20) and (ASCIICode <= 0x7E)
      Address = (ASCIICode –0x20 ) * 48+BaseAdd
16x32点阵ASCII计算方法：
BaseAdd=0x1E5A50
if (ASCIICode >= 0x20) and (ASCIICode <= 0x7E)
   Address = (ASCIICode –0x20 ) * 64+BaseAdd
这四种点阵字体除了每个点阵字符的字节数和起始地址不一样，其余都是一样的。每个点阵都是只用到了0x20到0x7E，共96个字符。

lee_st · 2017-1-22 15:44:31

讲解完编码地址的计算后，再说一个比较重要的知识点，初学者容易在这个问题上面犯迷糊。汉字内码在文件里面存储的时候就是按照高低字节依次存储的，比如汉字“我”的GB2312编码是0xced2，汉字“们”的编码是0xc3c7，现在我们在电脑端新建一个记事本文件，然后将“我们”这两个字写到电脑端的记事本里面，然后保存，文本编码类型选择ANSI即可。

lee_st · 2017-1-22 15:44:47

此时将这个文本文件用winhex打开，可以看到，编码数值如下：

跟汉字的编码值对比后发现汉字的编码值存储就是高低字节依次存储的。那么问题来了，一般情况下，使用MCU微控制器的时候都是用的小端模式，即低地址存储低位数据，高地址存储高位数据。现在我们采用如下的程序做简单的测试：

lee_st · 2017-1-22 15:44:58

char *ptr = {"我们"};
U16 c1, c2;

c1 = *(U16 *)ptr;
c2 = *(U16 *)(ptr + 2);
printf("c1 = %x, c2 = %xrn", c1, c2);

串口打印的输出结果就是 c1 = 0xd2ce ， c2 = 0xc7c3。正好与汉字内码的高低字节反过来了，初学者在学习的时候务必要注意这个问题。

lee_st · 2017-1-22 15:45:28

25.2GB2312全字库的移植方法

这里用到的几个移植文件是早期UCGUI3.XX版本时代遗留下来的，但都进行了修改，更加适合STemWin5.xx版本使用（由于早期UCGUI3.XX版本是有源码的，这种方式是在源码的基础上新创建的一种字体方式，适合国内用的GB编码）。

图25-1

GUI_Font12.c，GUI_Font16.c，GUI_Font24.c和GUI_Font32.c都是相同的代码结构，仅仅是定义的点阵大小不同，用户要实现其它点阵大小的字体，只需根据这几个文件照葫芦画瓢即可。剩下的两个文件GUI_UC_EncondeNone.c和GUICharPEx.c是必须要包含的，用户需要根据字库的起始位置做修改（如何修改，看本章节的25.4小节，本章节配套的例子不用改，因为已经根据25.2小节的起始地址设置好了）。
接下来要做的移植工作比较简单，仅需两步即可完成：

lee_st · 2017-1-23 09:31:48

第1步：将图25-1中的6个文件全部添加到工程中，IAR和MDK是一样的，下面以MDK为例进行说明。

上面的截图就是添加到MDK工程的效果。如果用户要移植这几个文件到自己的工程项目，直接从本章节配套例子的emWin文件夹下打开文件HanZi就看到这几个文件了，所以用户只需复制粘贴HanZi到自己的工程项目即可。

lee_st · 2017-1-23 09:32:03

第2步：在GUI_Type.h文件添加一种新的字体类型定义
新添加的字体类型如下：
      DECLARE_FONT(USER);
      #define GUI_FONTTYPE_USER
            GUIUSER_DispChar,
            GUIUSER_GetCharDistX,
            GUIMONO_GetFontInfo,
            GUIMONO_IsInFont,
            (GUI_GETCHARINFO *)0,
            (tGUI_ENC_APIList*)0
此定义放在等宽字体定义的前面即可：

通过这两步就完成移植了，剩下就是如何使用了。不过第2步里面新添加的函数有必要简单的解释一下。

lee_st · 2017-1-23 09:32:15

首先是函数DECLARE_FONT(USER)，这个函数的原始定义如下：
复制代码
#define DECLARE_FONT(Type)
void GUI##Type##_DispChar (U16P c);
int  GUI##Type##_GetCharDistX(U16P c, int * pSizeX);
void GUI##Type##_GetFontInfo (const GUI_FONT * pFont, GUI_FONTINFO * pfi);
char GUI##Type##_IsInFont (const GUI_FONT * pFont, U16 c);
int  GUI##Type##_GetCharInfo (U16P c, GUI_CHARINFO_EXT * pInfo)

lee_st · 2017-1-23 09:32:25

##是预处理运算符，这种方式有效的对宏定义进行了扩展，DECLARE_FONT里面的参数是可以任意定义的，只要满足函数命名即可，比如用户调用了DECLARE_FONT(USER)，就相当于一次声明了5个函数：
复制代码
void GUIUSER_DispChar (U16P c);
int  GUIUSER _GetCharDistX(U16P c, int * pSizeX);
void GUIUSER _GetFontInfo (const GUI_FONT * pFont, GUI_FONTINFO * pfi);
char GUIUSER _IsInFont (const GUI_FONT * pFont, U16 c);
int  GUIUSER _GetCharInfo (U16P c, GUI_CHARINFO_EXT * pInfo)

lee_st · 2017-1-23 09:32:34

也就是将Type前后的预处理运算符##去掉，并将Type用USER代替。在GUI_Type.h文件里面还有其它几种字体类型的定义，都是这个意思。
复制代码
DECLARE_FONT(MONO);
DECLARE_FONT(PROP);
DECLARE_FONT(PROP_EXT);
DECLARE_FONT(PROP_FRM);
DECLARE_FONT(PROPAA);
DECLARE_FONT(PROP_AA2);
DECLARE_FONT(PROP_AA2_EXT);
DECLARE_FONT(PROP_AA4);
DECLARE_FONT(PROP_AA4_EXT);
DECLARE_FONT(USER);

lee_st · 2017-1-23 09:32:47

再说下宏定义#define GUI_FONTTYPE_USER
这种形式的宏定义也很少见，宏定义后面跟了好几个子函数。其实就是一种简单的替换，在程序代码遇到GUI_FONTTYPE_USER的地方，就用下面的代替
      GUIUSER_DispChar,
      GUIUSER_GetCharDistX,
      GUIMONO_GetFontInfo,
      GUIMONO_IsInFont,
      (GUI_GETCHARINFO *)0,
      (tGUI_ENC_APIList*)0
此宏定义是在文件GUI_Font12.c，GUI_Font16.c，GUI_Font24.c和GUI_Font32.c里面被调用。关于替代的这几个函数有必要再进一步的阐释下。

lee_st · 2017-1-23 09:32:56

函数GUIUSER_DispChar和GUIUSER_GetCharDistX是要用户自己实现的，已经在GUICharPEx.c里面实现了。函数GUIUSER_GetFontInfo和GUIUSER_IsInFont没有实现，而是用emWin等宽字体的GUIMONO_GetFontInfo和GUIMONO_IsInFont实现的。剩下的两个函数(GUI_GETCHARINFO *)0和(tGUI_ENC_APIList*)0未做实现，使用emWin自带的方式来实现。讲解到这里，初学者会有疑问，为什么字体类型要定义这几种函数？其实这个是由emWin的字体类型变量决定的，定义如下：
复制代码
struct GUI_FONT {
  GUI_DISPCHAR    * pfDispChar;
  GUI_GETCHARDISTX * pfGetCharDistX;
  GUI_GETFONTINFO  * pfGetFontInfo;
  GUI_ISINFONT    * pfIsInFont;
  GUI_GETCHARINFO  * pfGetCharInfo;
  const tGUI_ENC_APIList* pafEncode;
  U8 YSize;
  U8 YDist;
  U8 XMag;
  U8 YMag;
  union {
const void             * pFontData;
const GUI_FONT_MONO    * pMono;
const GUI_FONT_PROP    * pProp;
const GUI_FONT_PROP_EXT * pPropExt;
  } p;
  U8 Baseline;
  U8 LHeight;    /* Height of a small lower case character (a,x) */
  U8 CHeight;    /* Height of a small upper case character (A,X) */
};

lee_st · 2017-1-23 09:33:09

结构体GUI_FONT前六个成员就是我们这里实现的，其余的几种字体类型全是如此：
复制代码
DECLARE_FONT(MONO);
DECLARE_FONT(PROP);
DECLARE_FONT(PROP_EXT);
DECLARE_FONT(PROP_FRM);
DECLARE_FONT(PROPAA);
DECLARE_FONT(PROP_AA2);
DECLARE_FONT(PROP_AA2_EXT);
DECLARE_FONT(PROP_AA4);
DECLARE_FONT(PROP_AA4_EXT);
/* MONO: Monospaced fonts */
#define GUI_FONTTYPE_MONO
  GUIMONO_DispChar,
  GUIMONO_GetCharDistX,
  GUIMONO_GetFontInfo,
  GUIMONO_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  (tGUI_ENC_APIList*)0
/* PROP: Proportional fonts */
#define GUI_FONTTYPE_PROP
  GUIPROP_DispChar,
  GUIPROP_GetCharDistX,
  GUIPROP_GetFontInfo,
  GUIPROP_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  (tGUI_ENC_APIList*)0
/* PROP_EXT: Extended proportional fonts */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_EXT
  GUIPROP_EXT_DispChar,
  GUIPROP_EXT_GetCharDistX,
  GUIPROP_EXT_GetFontInfo,
  GUIPROP_EXT_IsInFont,
  GUIPROP_EXT_GetCharInfo,
  &GUI_ENC_APIList_EXT
/* PROP_FRM: Extended proportional fonts, framed */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_FRM
  GUIPROP_FRM_DispChar,
  GUIPROP_FRM_GetCharDistX,
  GUIPROP_FRM_GetFontInfo,
  GUIPROP_FRM_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  (tGUI_ENC_APIList*)0
/* PROP: Proportional fonts SJIS */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_SJIS
  GUIPROP_DispChar,
  GUIPROP_GetCharDistX,
  GUIPROP_GetFontInfo,
  GUIPROP_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  &GUI_ENC_APIList_SJIS
/* PROPAA: Proportional, antialiased fonts */
#define GUI_FONTTYPE_PROPAA
  GUIPROPAA_DispChar,
  GUIPROPAA_GetCharDistX,
  GUIPROPAA_GetFontInfo,
  GUIPROPAA_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  (tGUI_ENC_APIList*)0
/* PROP_AA2: Proportional, antialiased fonts, 2bpp */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_AA2
  GUIPROP_AA2_DispChar,
  GUIPROP_AA2_GetCharDistX,
  GUIPROP_AA2_GetFontInfo,
  GUIPROP_AA2_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  (tGUI_ENC_APIList*)0
/* PROP_AA2_EXT: Proportional, antialiased fonts, 2bpp, extended font information */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_AA2_EXT
  GUIPROP_AA2_EXT_DispChar,
  GUIPROP_EXT_GetCharDistX,
  GUIPROP_EXT_GetFontInfo,
  GUIPROP_EXT_IsInFont,
  GUIPROP_EXT_GetCharInfo,
  &GUI_ENC_APIList_EXT
/* PROP_AA2: Proportional, antialiased fonts, 2bpp, SJIS encoding */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_AA2_SJIS
  GUIPROP_AA2_DispChar,
  GUIPROP_AA2_GetCharDistX,
  GUIPROP_AA2_GetFontInfo,
  GUIPROP_AA2_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  &GUI_ENC_APIList_SJIS
/* PROP_AA4: Proportional, antialiased fonts, 4bpp */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_AA4
  GUIPROP_AA4_DispChar,
  GUIPROP_AA4_GetCharDistX,
  GUIPROP_AA4_GetFontInfo,
  GUIPROP_AA4_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  (tGUI_ENC_APIList*)0
/* PROP_AA4_EXT: Proportional, antialiased fonts, 4bpp, extended font information */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_AA4_EXT
  GUIPROP_AA4_EXT_DispChar,
  GUIPROP_EXT_GetCharDistX,
  GUIPROP_EXT_GetFontInfo,
  GUIPROP_EXT_IsInFont,
  GUIPROP_EXT_GetCharInfo,
  &GUI_ENC_APIList_EXT
/* PROP_AA4: Proportional, antialiased fonts, 4bpp, SJIS encoding */
#define GUI_FONTTYPE_PROP_AA4_SJIS
  GUIPROP_AA4_DispChar,
  GUIPROP_AA4_GetCharDistX,
  GUIPROP_AA4_GetFontInfo,
  GUIPROP_AA4_IsInFont,
  (GUI_GETCHARINFO *)0,
  &GUI_ENC_APIList_SJIS

关于移植部分就给大家讲解这么多，下面对这几个移植的文件简单的说说。

lee_st · 2017-1-23 09:33:23

25.4移植文件简易说明

25.4.1 文件GUICharPEx.c

此文件主要是实现了新定义字体里面的API函数GUIUSER_DispChar和GUIUSER_GetCharDistX，其实这两个函数是由UCGUI3.98源码里面的文件GUICharP.c修改而来。关于这两个函数暂不做讲解，用户使用的时候也不需要对这两个函数做修改，接下来重点看函数：
      static voidGUI_GetDataFromMemory(const GUI_FONT_PROP GUI_UNI_PTR *pProp, U16P c)
的实现，这个函数是需要用户去实现的，根据使用的外部存储器和汉字库地址实现点阵数据的读取。下面是根据25.2小节的说明，实现从SPI Flash里面读取点阵数据：
复制代码
/* 点阵数据缓存, 必须大于等于单个字模需要的存储空间 */
#define BYTES_PER_FONT    512
static U8 GUI_FontDataBuf[BYTES_PER_FONT];
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: GUI_GetDataFromMemory
* 功能说明: 读取点阵数据
* 形参: pProp  GUI_FONT_PROP类型结构
*          c    字符
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void GUI_GetDataFromMemory(const GUI_FONT_PROP GUI_UNI_PTR *pProp, U16P c)
{
U16 BytesPerFont;
U32 oft = 0, BaseAdd;
U8 code1,code2;

   char *font = (char *)pProp->paCharInfo->pData;
   /* 每个字模的数据字节数 */
BytesPerFont = GUI_pContext->pAFont->YSize * pProp->paCharInfo->BytesPerLine;
if (BytesPerFont > BYTES_PER_FONT)
   {
      BytesPerFont = BYTES_PER_FONT;
   }

   /* 英文字符地址偏移计算 */
if (c < 0x80)
{
      if(strncmp("A12", font, 3) == 0)    /* 6*12 ASCII字符 */
      {
            BaseAdd = 0x1DBE00;
      }
      else if(strncmp("A16", font, 3) == 0) /* 8*16 ASCII字符 */
      {
            BaseAdd = 0x1DD780;
      }
      else if(strncmp("A24", font, 3) == 0) /* 12*24 ASCII字符 */
      {
            BaseAdd = 0x1DFF00;
      }
      else if(strncmp("A32", font, 3) == 0) /* 24*48 ASCII字符 */
      {
            BaseAdd = 0x1E5A50;
      }

      oft = (c-0x20) * BytesPerFont + BaseAdd;
}
   /* 汉字和全角字符的偏移地址计算 */
else
{
      if(strncmp("H12", font, 3) == 0)    /* 12*12 字符 */
      {
            BaseAdd = 0x0;
      }
      else if(strncmp("H16", font, 3) == 0)  /* 16*16 字符 */
      {
            BaseAdd = 0x2C9D0;
      }
      else if(strncmp("H24", font, 3) == 0)  /* 24*24 字符 */
      {
            BaseAdd = 0x68190;
      }
      else if(strncmp("H32", font, 3) == 0)  /* 32*32 字符 */
      {
            BaseAdd = 0XEDF00;
      }

      /* 根据汉字内码的计算公式锁定起始地址 */
      code2 = c >> 8;
      code1 = c & 0xFF;
      if (code1 >=0xA1 && code1 <= 0xA9 && code2 >=0xA1)
      {
            oft = ((code1 - 0xA1) * 94 + (code2 - 0xA1)) * BytesPerFont + BaseAdd;
      }
      else if (code1 >=0xB0 && code1 <= 0xF7 && code2 >=0xA1)
      {
            oft = ((code1 - 0xB0) * 94 + (code2 - 0xA1) + 846) * BytesPerFont + BaseAdd;
      }
}

   /* 读取点阵数据 */
   sf_ReadBuffer(GUI_FontDataBuf, oft, BytesPerFont);
}

汉字和ASCII点阵数据的起始地址计算公式就是前面25.2小节讲解的内容，只是都合并成一个公式来实现了。

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