单片机系统中的汉字显示

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简介:需要显示的汉字较多时,单片机系统中的汉字编码非常繁琐。本文介绍一种直接利用PC机的汉字内码作为单片机系统的汉字编码,以简化系统的设计。

引言

在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。通常的汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵(如16×16点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码;而在使用时刚需要先根据新的汉字编码组成语句,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。在这种显示方式中,如果使用的流字数量较大或语句较多时,利用汉字的新编码组成语句将是一件十分繁琐而枯燥的工作。针对这种情况,本文提出了一种十分简单的方式——直接利用PC机的汉字内码作为单片机系统的编码。下面以8031单片机系统为例阐述如下:

一、硬件组成

本系统中采用香港精电公司的内置T6963控制器[1]的240128T点阵图形液晶显示器。该显示器1行为240点,能容纳16×16点阵的汉字15个,总列数为128点,能显示8行汉字。为了使用MCU操作可使用1片512KB的存储器(如本系统中的29F040)用来存储全部的国标16×16点阵汉辽、8×16的ASCII码点阵数据以及汉字语句编码数据。为了降低成本和减小体积,对于速度要求不是很高的场合也可采用大容量的串行数据存储器,如AT45DB041B。具体的硬件控制电路如图1所示(与汉字显示无关的电路略)。

由于29F040的容量为512KB,而5031微控制器只能管理64KB的数据间,所以可将29F040分成16页,每页32KB,占单片机系统数据空间的8000H~0FFFFH(剩余32KB为单片机系统的其他存储器和外设)。页码由单片机的P1.0~P1.3选择。液晶显示器的地址为7FF8H~7FF9H。

单片机系统中的汉字显示

二、汉字显示原理及软件设计

UCDOS软件中的文件HZK16和文件ASC16分别为16×16的国标汉字点阵文件和8×16的ASCII码点阵文件,以二进制格式存储。在文件HZK16中,按汉字区位码从小到大依次存有国标区位码表中的所有汉字,每个汉字占用32个字节,每个区为94个汉字。在文件ASC16中按ASCII码从小到大依次存有8×16的ASCII码点阵,每个ASCII码占用16个字节。

在PC机的文本文件中,汉字是以机内码的形式存储的,每个汉字占用两个字节:第一个字节为区码,为了与ASCII码区别,范围从十六进制的0A1H开始(小于80H的为ASCII码字符),对应区位码中区码的第一区;第二个字节为位码,范围也是从0A1H开始,对应某区中的第一个位码。这样,将汉字机内码减去0A0AH就得该汉字的区位码。

例如汉字“房”的机内码为十六进制的“B7BF”,其中“B7”表示区码,“BF”表示位码。所以“房”的区位码为0B7BFH-0A0A0H=171FH。将区码和位码分别转换为十进制得汉字“房”的区位码为“2331”,即“房”的点阵位于第23区的第31个字的位置,相当于在文件HZK16中的位置为第32×[(23-1) ×94+(31-1)]=67136B以后的32个字节为“房”的显示点阵。

在本单片机系统中,起始地址的高4位为页号,送P1口,低15位为数据区地址,送指针DPTR。利用“MOVX”指令连续取32个字节送LCD的相应位置,就能实现正确的汉字显示。

ASCII码的显示与汉字的显示基本原理相同。在文件ASC16中不存在机内码的问题,其显示点阵直接按ASCII码从小到大依次排列,只是每个ASCII码在文本文件中只占1个字节且小于80H,而且ASCII码为8×16点阵,所以在ASCII16文件中,每个ASCII码的点阵也只占16个字节。

首先提取16×16的国标汉字点阵和8×16的ASCII码点阵(如UCDOS软件中的HZK16和ASC16)并将其直接写入29F040。其中HZK16(共256KB)点0~7页。为了便于编程,ASC16虽然只有4KB,也单独占用第8页。其余剩下的空间用来存储汉字语句的编码。

由于240×128点阵的LED显示器每个只能显示15个汉字(16×16点阵汉字),即30个字节。所以可将需要显示的语句按30个字节为1行进行编写,不足30个字符的则补空格。在PC机上进行录入时,每行30个字符再加上回车键和换行符,实占32个字符。所录入的语句以纯文本形式存盘,再将该文本文件以二进制的形式写入29F040的第9页。那么,以后根据需要显示的语句行号便可以进行正确的显示。此,作者推出荐使用DOS版本的WPS软件的“编辑非文收文件”功能,它能清楚地显示每行是否有30个字符。

根据以上原则,显示1行汉字的具体程序框图如图2所示。

单片机系统中的汉字显示

为方便读者,将已经在实际应用中中通过的汇编子程序列出如下(关于LCD控制器T6963的用户法请见参考文献1)。

LCDCOM EQU 7FF9H

LCDDAT EQU 7FF8H

;显示1行汉字子程序

;汉字语句位置编号DPTR;行号:R6 PRHZ:MOV 24H,DPH

MOV 25H,DPL

PUSH DPH

PUSH DPL

MOV A,DPH ;计算页号

RR A

RR A

ADD A,#9;从第9区开始存放每行字符的机内码

ORL A,#0F0H

MOV P1,A

LCALL RL245 ;行号乘以32(每行32个字符)

SETB 24H,7 ;数据地址位于8000H~0FFFFH

MOV DPH,24H

MOV DPL,25H

MOV R0,#0E0H

MOV R7,#30 ;连续取出30个字符至0E0H内部数据存储器

PRHZ3:MOVX A,@DPTR

MOV @R0,A

INC R0

INC DPTR

DJNZ R7,PRHZ3

MOV 1DH,#30 ;显示0E0H后的一行字符(共30个)

MOV R5,#0 ;当前列R5

MOV R0,#0E0H

MOV A,#7FH ;是否为ASCII码?

CLR C

SUBB A,@R0

JC DPHZ1

MOV 26H,@R0

INC R0

MOV 24H,R6 ;ASCII码显示

MOV 25H,R5

LCALL PRASCII

SJMP PRHZ4

DPHZ1:MOV 24H,@R0 ;是汉字则将机内码送24H25H

INC R0

MOV 25H,@R0

INC R0

MOV A,25H

CLR C

SUBB A,#0A1H ;机内码转换为二进制的区码和位码

MOV 25H,A

MOV A,24H

CLR C

SUBB A,#0A1H

LCALLDPONHZ ;显示1个汉字

DEC 1DH

INC R5

PRHZ4:INC R5

DJNZ 1DH,PRHZ5

POP DPL

POP DPH

RET

PR0:MOV DPTR,#LCDCOM ;读状态

MOVX A,@DPTR

RET

PR01:LCALLPR0 ;读、写一数据前

JNB ACC.0,PR01

JNB ACC.1,PR01

RET

PR02:LCALL PR0 ;连续读前

JNB ACC.2,PR02

RET

PR03:LCALL PR0 ;连续写前

JNB ACC.3,PR02

RET

PR1:LCALL PR01 ;双字节参数R2,R3

MOV A,R2

LCALL PR14

PR11:LCALL PR01 ;单字节参数R3

MOV A,R3

LCALL PR14

PR12:LCALL PR01 ;无参数指令R4

MOV A,R4

SJMP PR15

PR14:MOV DPTR,#LCDDAT

PR15:MOVX @DPTR,A

RET

RL245:MOV R7,#5 ;24H25H左移5

RLL1:CLR C

MOV A,25H

RLC A

MOV 25H,A

MOV A,24H

RLC A

MOV 24H,A

DJNZ R7,RLL1

RET

;行位置R6(0~7),列位置R5(0~29),汉字区别24H,位码25H

DPONHZ:MOV A,24H ;显示1个汉字

MOV B,#94 ;每区94个汉字

MUL AB

ADD A,25H

MOV 25H,A

CLR A

ADDC A,B

MOV 24H,A

RR A ;获得32KB为1页的页号

RR A

ORL A,#0F0H

MOV P1,A ;页号送P1口

LCALL RL245 ;汉字序号乘以32

SETB 24H,7 ;因为存储器位于单片机系统的7FFFH~0FFFFH

MOV DPH,24H

MOV DPL,25H

MOV R2,#32 ;在该位置连续取出32个字节

MOV R1,#0C0H

DPHZ2:MOVX A,@DPTR

INC DPTR

MOV @R1,A

INC R1

DJNZ R2,DPHZ2

MOV R1,#0C0H

MOV A,R6 ;根据行列位置计算LCD指针

MOV B,#16

MUL AB

MUL B,#30

MUL AB

ADD A,R5

MOV 25H,A

MOV R2,A

CLR A

ADDC A,B

MOV 24H,A

MOV R3,A

MOV 26H,#16 ;将取出的点阵送LCD显示

PRHZ6:MOV R4,#24H

LCALL PR1 ;双字节参数R2,R3

MOV A,@R1

MOV R3,A

INC R1

MOV R4,#0C0H

LCALL PR11 ;单字节参数R3

MOV A,@R1

MOV R3,A

INC R1

MOV R4,#0C0H

LCALL PR11

MOV A,#30

ADD A,25H

MOV R2,A

CLR A

ADDC A,24H

MOV R3,A

MOV 24H,A

DJNZ 26H,PRHZ6

RET

注:由于以上程序直接引自下面的应用实例,调用以上程序时请让寄存器组位于第2区,即R0对应10H

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