基于STM32的简单电子书的实现

小样岁月

　　今天玩了会液晶屏，原来显示汉字都是也取模软件区模后在液晶屏上显示，显示内容改变以后还需要重新做字模，比较麻烦。这两天有时间，参考网友资料，实现了读取汉字的内码从SD卡的GB2312点阵字库读取点阵在液晶屏上显示，字库的生成软件用的是易木雨的点阵字库生成器。能生成很多种语言的字库。做完了读取显示后，我自己又琢磨了一下，简单的实现了从SD卡中读取txt文档然后再液晶屏上显示txt内容。
　　取模过程注意点阵的宽、高和字体大小的关系，宽、高是我们在液晶屏上要显示的像素大小，字体是汉字大小，如果宽、高一定，字体大小太到的话，字在液晶屏上只能显示一部分，可以在左侧的预览区看出来，如果字体在宽高像素点的范围内则可以在液晶上显示完整的字，如果不能显示完整则可以调整宽高或者字体大小。
　　国标字有GB2312和GBK编码，GBK完全兼容GB2312包括内码的兼容，A而且GBK字库增加了很多字。汉字都是用的两个字节表示，第一个字节是区号，第二个字节是在区内的相对偏移位置。通过内码来获取字库内的偏移位置，偏移位置与内码和生成字库的宽高都有关系。我生成的GB2312字库是16*16个像素点显示一个汉字，那在字库内的偏移位置：
3 v& E/ i# M9 m: z1 l9 X　　offset=32* ( (H-0xa1)*94+(L-0xa1) )
" m( [+ T# s1 `- U! C, O+ a8 ~　　H 表示内码的高字节，L表示内码的低字节。GB2312高字节是0xa1~0xfe表示区号，每个区有94个字节所以*94得到区的相对位置，L表示内码低字节也是从0xa1~0xfe，L-0xa1 得到的是在当前区内的偏移位置。 因为每个汉字有16*16=32个自己组成，所以最后乘以32得到在点阵字库中的偏移位置，从这个位置开始取出32个字节的点阵数据然后打点显示就可以把一个汉字显示出来了。
　　获取点阵的代码如下
% K8 U( j: Q" g# t6 m1 A

1. FATFS fs1; // 挂载SD卡的分区用
   ( Z2 E, \; q) R' G
2. 
     H: g/ B; t& {
3. 　　FIL f1; // SD卡中字库的文件描述符
   ) j" B- S+ x* {( ?* o
4. 
   
5. 　　FIL ftxt; // 要读取的txt文档的文件描述符
   ! W2 T7 L1 z. {- \3 G  l7 r; U
6. 
   
7. 　　u8 fnGetChinese(u8 *p,u8 *buff) // 形参是要读取的汉字
   
8. 
   
9. 　　{
   / P; U: G5 Q3 P& C
10. 
    , [& `7 F4 S' l3 ^
11. 　　u8 res=0;
    4 |2 {  A* ]7 o3 Z
12. 
    
13. 　　u8 H8,L8;
    
14. 
    
15. 　　UINT num;
    
16. 
    ' ?5 J' C$ a4 [: q7 F
17. 　　H8=*p;
    - m# N! q7 ]/ u$ I8 ^3 Q4 W2 o
18. 
    
19. 　　L8=*(p+1);
    ( ?, _4 w* \! g% b
20. 
    
21. 　　f_mount(&fs1,"",1); // 挂载SD卡
    4 ]' c1 n0 h" E* u( X6 B
22. 
    
23. 　　res=f_open(&f1,ReadPath,FA_OPEN_EXIStiNG|FA_READ); // 打开SD卡下的点阵字库
    $ A1 t' S( r3 i, u
24. 
    6 n4 n  q3 E/ H9 V, O
25. 　　IF(res!=0) // 判断点阵字库是否打开成功
    : A/ p' r' I7 V. L0 C- p2 j
26. 
    3 W% i: T2 d/ [, |* U+ }% C
27. 　　{
    
28. 
    # Q7 B& U+ l) _) a) s
29. 　　fnShowString(10,120,"open hzk fail",16,RED,WHITE,0);
    $ P* o! Z$ Q! L# Y3 Q3 m
30. 
    
31. 　　printf("res=%x",res);
    3 @7 y( J# ^3 ]( q4 t
32. 
    7 g  }5 N" k) s1 R. L
33. 　　return 1;
    
34. 
    
35. 　　}
    
36. 
    
37. 　　else
    
38. 
    ; k+ r  c. I: D0 H
39. 　　{
    
40. 
    
41. 　　fnShowString(10,120,"open ok",16,RED,WHITE,0);
    ( i4 x( h" S8 l- T& ?: M
42. 
    / N4 |  Z/ U  h  t
43. 　　}
    & F4 t+ `4 c8 ^. n" b- |) Z
44. 
    
45. 　　f_lseek(&f1,32*((H8-0xa0-1)*94+(L8-0xa0-1))); // 在字库文件中做偏移取出32个字节的点阵数据
    " V, _* g7 A+ U0 a
46. 
    
47. 　　res=f_read(&f1,buff,32,&num);
    
48. 
    
49. 　　f_close(&f1); // 读完后关闭点阵字库文件
    $ K3 X& H/ H* o  ^1 z4 \* J
50. 
    3 q, {* M! e7 G+ P" ?
51. 　　f_mount(&fs1,"",NULL); // 卸载SD卡
    
52. 
    0 g, |+ J$ F) }, ]
53. 　　return 0;
    0 ~3 K* }7 k5 u+ q7 G
54. 
    
55. 　　}

复制代码

　　这个是得到汉字点阵的实现过程，得到点阵数据后就可以在液晶上打点实现汉字的显示，具体的底层驱动不再详细介绍。
　　实现了在单片内显示汉字串以后，能不能读取SD卡中的txt文档中的汉字在液晶屏上显示呢?这块是我自己想的，不知道与别人的一样不一样，反正是实现了。
　　首先我读取SD卡上txt文档上的一个汉字，然后用串口打印出来，发现，读到的就是汉字的内码，百度了下说windows中txt文档的显示的用GB2312的字库。既然读到直接是内码，那就好办了。汉字内码用的是两个字节，字符用的是一个字节，这个一定要注意，因为在以后显示的过程中要用。
　　下面直接贴代码：

& \. o% H9 ]3 o8 q& b5 P

1. // x,y在液晶屏上的显示位置，我的液晶屏是320*240 ，竖屏显示
   
2. 
   
3. 　　// color 是画笔的颜色，BkColor 是背景颜色
   3 B- N* L' W4 P* u. N6 W
4. 
   ! b$ o3 N* P$ R3 O' H, \/ m4 ~
5. 　　u8 fnShowTxt( u16 x, u16 y , u16 color ,u16 BkColor )
   - g3 G2 \% C3 z/ A
6. 
   " o7 |8 d3 I9 \7 w, o  u! {8 }
7. 　　{
   
8. 
   
9. 　　u8 res=0; // SD卡函数的返回值
   8 x# f) h) U8 C' j
10. 
    : R9 N3 Y( ?3 V& M4 o' F
11. 　　u8 buff[100]={0}; // 存储从txt文档中读到的100个字节的内码
    
12. 
    7 ]  |% N' s6 b( D/ H
13. 　　u8 bitbuff[32]={0}; // 存储从点阵字库获得的32个字节的点阵数据
    0 Z* l& q+ m9 R! q6 ~) A( o
14. 
    - X. z2 V6 _' d4 N" ]
15. 　　u8 NeiMaH,NeiMaL; // GB2312内码的高位和低位
    
16. 
    
17. 　　u8 CntnuF=1; // 用来 判断是不是读到文档的末尾了，如果读到字节的个数小于100则表示读到末尾了
    4 j; P* |( ^- q' u
18. 
    : R' |3 N. w6 O& p  q$ O& y( }
19. 　　u16 offset=0; // 读txt文档的偏移地址
    " }5 E8 g) y' E* J, [
20. 
    * u' J- R- U7 b/ O' x' i
21. 　　u8 i=0;
    
22. 
    
23. 　　UINT Hznum,bytenum; // 实际读回的内码字节个数、点阵字节个数
    , T6 ^# ?) ?: q; V
24. 
    ) p3 D! {7 z1 Y, t0 u7 K& {4 {
25. 　　u16 x0,y0; // 点阵显示的位置
    ' T. B2 s0 ]: D* f, O
26. 
    1 V) D- d4 S' a4 I! M' R
27. 　　u8 charCnt=0; // 读取的100个字节内码中有几个字符，如果字符个数是偶数则下次偏移再偏移100，如果是奇数，
    
28. 
    
29. 　　// 则读取的100个字节中的最后一个字节可能是下一个汉字的内码高位字节，则偏移99，下次再把这个字节读上。
    ' R; T) X( C( J
30. 
    ' Z" l5 d# O) B: o5 S) S) d+ }
31. 　　x0=x;
      S7 v) K: |9 o4 R' M) P; i
32. 
    
33. 　　y0=y;
    . ?2 \( H# @3 V
34. 
    9 g0 p0 a' O7 ^- r+ J7 H
35. 　　f_mount(&fs1,"",1); // 挂载SD卡
    
36. 
    
37. 　　res=f_open(&f1,ReadPath,FA_OPEN_EXISTING|FA_READ); // 打开字库文件
    
38. 
    
39. 　　if(res!=0)
    
40. 
    0 r0 e: B& ?! Q/ g+ c
41. 　　{
    
42. 
    
43. 　　fnShowString(10,120,"open hzk fail",16,RED,WHITE,0);
    4 t* ^' B$ f' W. Y5 h8 U
44. 
    / s/ W% i4 l$ ^
45. 　　printf("res=%x",res);
    
46. 
    
47. 　　return 1;
    . k( w  c; H4 G6 S2 T
48. 
    ; f8 C3 ]3 j! j6 p  O  }( L
49. 　　}
    ( @- `9 o) W/ Z1 {
50. 
    5 o8 ~& t0 a: b4 O2 B, s
51. 　　res=f_open(&ftxt,TxtPath,FA_OPEN_EXISTING|FA_READ); // 打开txt文档
    
52. 
    
53. 　　if(res!=0)
    
54. 
    
55. 　　{
    ) R/ F- `& K2 @0 W+ O2 b
56. 
    
57. 　　fnShowString(10,120,"open txt fail",16,RED,WHITE,0);
    
58. 
    
59. 　　printf("res=%x",res);
    
60. 
    
61. 　　return 1;
    
62. 
    1 h1 \( C- v, U9 K4 @) _5 X3 G
63. 　　}
    
64. 
    6 C' {# z5 C/ z% l2 Q8 D" |
65. 　　f_lseek(&ftxt,offset); // 初始化偏移为0从头开始读。
    
66. 
    
67. 　　res=f_read(&ftxt,buff,100,&Hznum); // 每次读100个内码字节
    
68. 
    
69. 　　while(CntnuF) // 循环判断是不是读到文件末尾了
    
70. 
    
71. 　　{
    * {. \% l% z+ O, \0 j" ~
72. 
    % u. l" v# K. F
73. 　　for(i=0;i
    ( V% U3 B2 H/ K9 `
74. 
    
75. 　　{
    
76. 
    
77. 　　if(x>220) // 显示位置的判断
    % ~% H0 k- I( T* U! k
78. 
    ( |0 p( k' h/ s9 s  I/ N1 A& a# U
79. 　　{
    
80. 
    
81. 　　x=x0;
    & l. a  Y3 k& J5 d
82. 
    3 X% q4 I1 y' K* [
83. 　　y+=16;
    
84. 
    
85. 　　}
    " l# O2 F) M2 O
86. 
    3 d" i& F+ ?/ x7 B
87. 　　if((y>300))
    5 R( Q7 }" K& j$ d! y$ a+ t: z, h
88. 
    
89. 　　{
    
90. 
    
91. 　　fnRefreshscreen(WHITE);
    
92. 
    2 ^9 O; Z' p2 Z& x# w8 j
93. 　　x=x0;
    . S2 e& H" K4 e! U2 X; C6 Z' m9 R
94. 
    
95. 　　y=y0;
    5 \* K) C, Q8 N2 P. @5 d
96. 
      @- o2 k: H8 z1 J8 U/ ~
97. 　　}
    & A" u" Y3 {; q# s) T4 [3 Z
98. 
    3 O) D: v4 e5 y, G& c  P
99. 　　if(buff>0x80) // 是不是汉字
    . }! }7 @+ K& h. a" }* H; d- N
100. 
     
101. 　　{
     
102. 
     
103. 　　f_lseek(&f1,32*((buff-0xa0-1)*94+(buff[i+1]-0xa0-1))); // 点阵字库内的偏移
     0 A! ^. j" m7 A- }6 Y- X. }
104. 
     4 W3 s% T% w6 \7 E/ B
105. 　　res=f_read(&f1,bitbuff,32,&bytenum);
     
106. 
     
107. 　　fnShowHzk(x,y,bitbuff,color,BkColor);
     % k" q5 n0 o/ b0 L
108. 
     - o, X5 W9 n9 _/ g- v
109. 　　x+=16;
     : G) [$ ]( t) p
110. 
     
111. 　　i++; // 这个i++非常重要，因为一个汉字两个字节，除了判断语句i++,
     9 g% Q9 S; e+ n0 t' \
112. 
     
113. 　　// 这里需要还要一个
     5 \& A8 ^, n7 M  d5 d* I9 k% m
114. 
     
115. 　　memset(bitbuff,0,sizeof(bitbuff));
     
116. 
     
117. 　　}
     
118. 
     5 \7 ]" G( B( I2 d7 Q) V) m8 @$ D' L
119. 　　else // 可能是标点也可能是换行符
     
120. 
     & ?4 s( Y: ?: r7 F2 e1 M) V7 w
121. 　　{
     
122. 
     
123. 　　if(buff==0x0D) // 换行标志
     
124. 
     
125. 　　y+=16;
     
126. 
     
127. 　　else
     
128. 
     
129. 　　fnShowChar( x,y,buff,16,color,BkColor,0); // 字符
     
130. 
     
131. 　　x+=8;
     
132. 
     
133. 　　charCnt++; // 字符个数计算，用于判断下一次读txt文档的偏移地址
     
134. 
     ) |, `. r6 V) Q+ N
135. 　　}
     . l6 E7 z% H& b% T$ S
136. 
     
137. 　　}
     
138. 
     
139. 　　// 计算txt文档的偏移地址
     
140. 
     
141. 　　if(Hznum!=100) // 判断是不是读到文档末尾了
     8 f3 ~% L& C7 O/ S2 T+ a$ V+ @
142. 
     
143. 　　{
     
144. 
     + G4 [0 |- F" I2 y6 {* O- n3 a
145. 　　CntnuF=0;
     + S. S" R# @- i, \
146. 
     : F) ~6 y- U% q# L) I! y6 \
147. 　　}
       c' O  w' j  r! m/ J; i" V" N
148. 
     5 R9 x& v+ d) G5 f: o* H
149. 　　else // 没有读到末尾继续读
     ; N, N0 H& C3 v' Z3 P. @6 T! }& M
150. 
     
151. 　　{
     
152. 
     % D$ R5 w) o) w0 A0 j( _3 {( N
153. 　　if(charCnt%2==0) // 字符个数是偶数，100个字节内码里边正好成对出现，地址偏移+100
     
154. 
     8 m7 b* p6 a/ Y* i8 Q; J7 P
155. 　　offset +=100;
     
156. 
       A+ V/ r  U5 Q4 O* r. @) ~
157. 　　else
     ! b4 d  h; P& f, M0 Y. Z) D
158. 
     
159. 　　offset +=99;
     ! F6 ^6 {; r9 G# `9 X
160. 
     
161. 　　memset(buff,0,sizeof(buff));
     
162. 
     
163. 　　f_lseek(&ftxt,offset); // txt 文档地址偏移
     9 P5 w) Y7 o% u/ H
164. 
     7 r6 k4 |4 K: x
165. 　　res=f_read(&ftxt,buff,100,&Hznum); // 读内码数据
     9 n  z7 v2 p7 V/ W" K
166. 
     3 v' e0 ^3 L7 H  g% ]
167. 　　}
     " F7 Q5 i6 s  J- A! s5 R
168. 
     2 Z! w  m  C8 h6 E) D, H
169. 　　}
     
170. 
     ) R+ t! ]) t1 j+ X
171. 　　f_close(&f1); // 关闭打开的点阵字库
     5 P$ J# K# C, B: P& o) `, i
172. 
     8 e5 |" T/ }" o
173. 　　f_close(&ftxt); // 关闭打开的txt文档
     : I0 t9 ]) v/ f7 c3 c
174. 
     - ]; A2 t0 v2 w6 z# d/ z! x
175. 　　f_mount(&fs1,"",NULL); // 卸载磁盘
     
176. 
     
177. 　　return 0;
     
178. 
     1 a# l- u% `: B  B: H2 o
179. 　　}

复制代码

　　以上是简单的电子书的实现。
+ @' Z0 I) N4 `0 o. j! X) @　　因为不同的系统有不同的编码这个要注意，比如我再Windows上的汉字拷贝到CSDN网页上就是乱码，这是因为使用的汉字的编码不同，对于不同的编码格式，还需要做内码的对应转换，把其他的格式转换成GB2312或者GBK格式然后调用字库显示。
　　其他常用编码格式Unicode、utf-8等的具体介绍和转换成GB编码可以百度。
　　SD卡注意事项：
. T1 ~0 Q; {& ^! X. c　　对一个文件读，必须先打开文件，读完后关闭。
　　对一个文件写，必须先打开文件，根据情况确定打开的权限，只读，读、写、创建等，先完后最好调用f_sync()函数，这是一个同步函数，类似于linux中的同步函数。SD卡中的写函数应该是带缓冲(猜的)，在关闭之前调用这个函数将缓冲区的内容写入SD卡中，然后关闭文件，否则可能写入失败，不能将内容成功写到文件上。
　　文件的打开路径，Windows中的文档可能是隐藏文件类型的，这个一定要注意，隐藏文件类型的a.txt和不隐藏文件类型的a.txt 不是同一个文件，这个一定要非常注意。
  @2 u8 S( i& U4 j

. s- `- k7 [; A; r

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现在STM32单片机用得人很多，资料也很详细