STM32處理器的便攜式人機(jī)界面系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件包括字庫(kù)的調(diào)用和TFT液晶顯示軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，字庫(kù)調(diào)用主要是通過(guò)STM32F103RBT6的SPI接口調(diào)用存儲(chǔ)在SST25VF080B中的中文字庫(kù)。TFT液晶顯示部分主要是通過(guò)STM32F103RBT6通用I/O口模擬16位的8080并口，實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)，在軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要注意一個(gè)問(wèn)題。就是不同字庫(kù)編碼的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)不一樣的，所以在解碼時(shí)略有不同，常用的漢字字庫(kù)有GB2312字庫(kù)和GBK字庫(kù)兩種。

　　3.1 GB2312字庫(kù)和GBK字庫(kù)

　　GB2312收錄簡(jiǎn)化漢字及符號(hào)、字母、日文假名等共7 445個(gè)圖形字符，其中漢字占6 763個(gè)。GB2312規(guī)定“對(duì)任意一個(gè)圖形字符都采用兩個(gè)字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)均采用七位編碼表示”，習(xí)慣上稱(chēng)第一個(gè)字節(jié)為“高字節(jié)”，第二個(gè)字節(jié)為“低字節(jié)”。GB2312—80包含了大部分常用的一、二級(jí)漢字，和9區(qū)的符號(hào)。該字符集是幾乎所有的中文系統(tǒng)和國(guó)際化的軟件都支持的中文字符集，這也是最基本的中文字符集。其編碼范圍是高位0xa1～0xfe，低位也是0xa1～0xfe;漢字從0xb0a1開(kāi)始，結(jié)束于0xf7fe。GB2312將代碼表分為94個(gè)區(qū)，對(duì)應(yīng)第一字節(jié)(0xa1～0xfe);每個(gè)區(qū)94個(gè)位(0xa1～0xfe)，對(duì)應(yīng)第二字節(jié)，兩個(gè)字節(jié)的值分別為區(qū)號(hào)值和位號(hào)值加32(20H)，因此也稱(chēng)為區(qū)位碼。01～09區(qū)為符號(hào)、數(shù)字區(qū)，16～87區(qū)為漢字區(qū)(0xb0～0xf7)，10～15區(qū)、88～94區(qū)是有待進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化的空白區(qū)。GB2312將收錄的漢字分成兩級(jí)：第一級(jí)是常用漢字計(jì)3755個(gè)，置于16～55區(qū)，按漢語(yǔ)拼音字母/筆形順序排列：第二級(jí)漢字是次常用漢字計(jì)3 008個(gè)，置于56～87區(qū)，按部首/筆畫(huà)順序排列。故而GB2312最多能表示6763個(gè)漢字。

　　而GBK內(nèi)碼完全兼容GB2312，同時(shí)支持繁體字，總漢字?jǐn)?shù)有2萬(wàn)多個(gè)，編碼格式如下，每個(gè)GBK碼由2個(gè)字節(jié)組成，第一個(gè)字節(jié)為0X81～0XFE，第二個(gè)字節(jié)分為兩部分，一是0X40～0X7E，二是0X80～0XFE。其中與GB2312相同的區(qū)域，字完全相同。把第一個(gè)字節(jié)代表的意義稱(chēng)為區(qū)，那么GBK里面總共有126個(gè)區(qū)(0XFE～0X81+1)，每個(gè)區(qū)內(nèi)有190個(gè)漢字(0XFE～0X80+0X7E～0X40+2)，總共就有126x190=23 940個(gè)漢字。點(diǎn)陣庫(kù)只要按照這個(gè)編碼規(guī)則從0X8140開(kāi)始，逐一建立，每個(gè)區(qū)的點(diǎn)陣大小為每個(gè)漢字所用的字節(jié)數(shù)乘以190。這樣，就可以得到在這個(gè)字庫(kù)里面定位漢字的方法：

　　當(dāng)GBKL<0X7F時(shí)：Hp=((GBKH-0x81)×190+GBKL-0X40)×(sizex2);

　　當(dāng)GBKL>0X80時(shí)：Hp=((GBKH-0x81)×190+GBKL-0X41)×(sizex2);

　　其中GBKH、GBKLL分別代表GBK的第一個(gè)字節(jié)和第二個(gè)字節(jié)(也就是高位和低位)，size代表漢字字體的大小(比如16字體，12字體等)，Hp則為對(duì)應(yīng)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)在字庫(kù)里面的起始地址。

　　3.2 系統(tǒng)軟件流程

　　對(duì)于GBK字庫(kù)和GB2312字庫(kù)，他們的解碼部分部分略有不同，這個(gè)區(qū)別主要是由于他們的編碼方式不同引起的，對(duì)于GBK字庫(kù)，解碼的方式如下：

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　　其中qh、ql分別代表GBK的第一個(gè)字節(jié)和第二個(gè)字節(jié)(也就是高位和低位)，size代表漢字字體的大小(比如16字體，12字體等)，foffset則為對(duì)應(yīng)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)在字庫(kù)里面的起始地址。

　　系統(tǒng)啟動(dòng)以后，首先完成時(shí)鐘的初始化，采用外部8 MHz的晶振作為輸入時(shí)鐘，內(nèi)部鎖相環(huán)將時(shí)鐘倍頻到72 MHz作為系統(tǒng)時(shí)鐘，完成GPIO的初始化，作為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)IO的通用IO口的時(shí)鐘設(shè)置為50 MHz的推挽模式，接著完成硬件SPI1的初始化，SPI時(shí)鐘頻率設(shè)置為18 MHz，接著完成液晶的初始化，此過(guò)程是通過(guò)發(fā)送特定的命令序列來(lái)實(shí)現(xiàn)的，然后刷新顯示背景顏色，設(shè)置字體顏色，通過(guò)上面的程序完成字庫(kù)中漢字點(diǎn)陣序列的查詢，將漢字點(diǎn)陣送液晶屏顯示。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖4所示。

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　　采用方法還不但可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)字體的顯示，還可以根據(jù)系統(tǒng)要求，采用專(zhuān)用軟件生成各種需要的字體，為設(shè)計(jì)多樣性的人機(jī)界面系統(tǒng)提供了一種可行的方案。

　　4 結(jié)論

　　本文根據(jù)在全站儀應(yīng)用于飛機(jī)的測(cè)量過(guò)程中的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了用于測(cè)量計(jì)算的人機(jī)界面系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，采用的處理器內(nèi)核為ARM最新的Cortex—M3，它基于最新ARMv7架構(gòu)，采用了至今為止最小的ARM內(nèi)核，有效地降低了系統(tǒng)功耗。采用SPI Flash來(lái)存儲(chǔ)漢字字庫(kù)，通過(guò)彩色TFT液晶屏顯示，有效地?cái)U(kuò)展了應(yīng)用的范圍，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。