中文字庫芯片GT30L32S4W在emWin圖形庫中的應用

趙 云

（桂林電器科學研究院有限公司，桂林541004）

引 言

隨著嵌入式系統已滲透入社會生活的很多領域（如電子消費品、醫療儀器、工業環境），無論是普通消費者還是商業用戶，都期待更友好的UI界面體驗。emWin圖形庫是目前廣泛應用于嵌入式系統界面開發的中間件，但em-Win中不能直接使用中文，且只提供庫文件，不開放源代碼，使通過修改emWin源代碼實現中文支持非常困難。如何在emWin中實現中文界面顯示，一直是嵌入式GUI設計中關注的問題。

常用的emWin支持中文的方法有兩種：

①用emWin提供的fontCvt工具生成特定的C語言格式的字庫代碼，加載在ROM空間供em Win調用，缺點是需要占用ROM資源。

②用第三方工具生成字庫文件，然后拷貝到SD卡或燒錄到Flash芯片，供em Win用文件系統方式調用，但用Flash需要額外燒錄，用SD卡又會拖慢顯示速度。

本文的方案把GT30L32S4W字庫映射到emWin的字體顯示接口，使em Win支持中文顯示。這種方式可以避免額外對Flash的燒錄工作，降低使用第三方字庫的風險，也不需要占用MCU的ROM空間，用emWin做界面設計時，可直接調用GT30L32S4W內全部漢字資源，方案框圖如圖1所示。

圖1 GT30L32S4W方案框圖

1 GT30L32S4W和STM32F103ZET6的硬件接口

1.1 簡述GT30L32S4W

GT30L32S4W為上海高通（GOTOP）發布的字庫芯片，支持國標字符集GB2312（6 763個漢字），支持12×12、16×16、24×24、32×32四種點陣字型，總線接口為SPI，封裝為SOP8。

該芯片與STM32F103ZET6的接口電路如圖2所示，可以借鑒參考文獻[3]給出的SPI時序要求，直接調用STM32的庫函數實現GT30L32S4W的SPI讀寫函數。

圖2 STM32F103ZET6和GT30L32S4W硬件SPI1接口電路

1.2 GT30L32S4W連續讀出單個漢字字模

這里給出讀取以DST為首地址的連續no＿bytes個字節的實現方法，讀取完成后，字模保存在GUI＿Font-DataBuf[]數組，供下一步處理。

2 GT30L32S4W和emWin的軟件接口

2.1 emWin的字庫接口

①結構體GUI＿p UC＿API為em Win的字符編碼接口，emWin通過 GUI＿UC＿Set EncodeNone（）函數調用了該接口，但是emWin圖形庫不開放源代碼，無法直接修改庫文件。對應的方法是打開UCGUI v3.98開源版本中提供的GUI＿UC＿EncodeNone.c文件，改寫里面的＿GetChar-Code（）、＿GetCharSize（）、＿CalcSizeOfChar（）、＿Encode（）這4個函數，增加GB2312編碼的處理，然后把改動過的文件加入工程編譯，可以使GUI＿p UC＿API指向改動過的函數，實現emWin對GB2312漢字的識別。

②emWin的字符顯示接口為GUIPROP＿DispChar（），這個函數的功能是獲取字符字模，再執行畫位圖的函數將字符顯示出來，該函數原型在UCGUI v3.98開源版本的GUICharP.c文件中。修改的方法是參考GUIPROP＿DispChar（）源代碼，改寫為 GUIPROP＿X＿DispChar（）函數，在獲取字模時先區分英文和漢字，如果為漢字就調用高通字模定位算法，連續讀取一個漢字的字模，然后進行顯示處理。

③加入新字體還需要修改em Win圖形庫中提供的頭文件GUI.H和GUI＿TYPE.H，把新字體的顯示方法指向GUIPROP＿X＿DispChar（）函數，這部分的工作在參考文獻[2]中有論述，具體源代碼可以借鑒參考文獻[6]。注意：emWin可以視為是開源的UC/GUI v3.98之后不開源的高級版本。

2.2 高通字庫的通用字模的定位算法

GT30L32S4W支持12×12、16×16、24×24、32×32四種點陣字型，由于參考文獻[2]、[3]和[4]給出不同點陣字型的計算方式不同，使用不方便。這里歸納出一套通用的字庫IC漢字地址計算方法：

①BaseAdd：一套點陣字體在GT30L32S4W芯片中的起始地址，例如16×16點陣的起始地址為0x2 C9D0。

②MSB：一個漢字的內部GB2312編碼為16位，MSB表示該漢字GB2312編碼的高8位。

③LSB：類似MSB，表示一個漢字GB2312編碼的低8位。

④FontByte：單個漢字的存儲長度，比如一個12×12點陣漢字需要連續24個字節，32×32點陣需要連續128個字節。如圖3所表示，一個24×24漢字需要3×24共72個字節的存儲長度，讀取字模的時候需要連續讀取72個字節，保存到一個數組里，再等待下一步顯示處理。

圖3 24×24的漢字

⑤Address：由MSB和LSB組成的16位GB2312漢字在字庫IC芯片中的字節地址，如圖3中漢字“高”的GB2312碼為0xB8DF，拆開 MSB就是0xB8，LSB就是0xDF。表1為GT30L32S4W的漢字地址表，可以根據該表將參數代入定位算法得到某個漢字的字模位置。

表1 GT30L32S4W等寬漢字地址表

結 語

本文提供了基于字庫芯片GT30L32S4W的em Win中文顯示方案。圖4所示為em Win調用中文字庫IC的實際效果，界面包括BUTTON控件、TEXT控件和DROPDOWN控件，均顯示正常。

圖4 emWin調用中文字庫IC的實際效果

該方案已應用在寶通公司的尿液分析儀上，證明了該方案對emWin有良好的兼容性。該方案使產品量產時免除了字庫燒錄和測試工序，減少了第三方字符生成軟件的風險，節省了Flash芯片成本，是一種值得推廣的嵌入式系統中文界面支持方案。此外，高通還提供多國語言的字庫芯片，參考該方案可以對emWin顯示日文、韓文做進一步研究。

[1]SEGGER.emWin User＆Reference Guide V5.28[EB/OL].[2015-03].www.segger.com.

[2]李建紅，劉丹，徐展.基于UCGUI庫的外擴中文字庫研究與實現[J].計算機工程，2014，40（2）：271-274.

[3]高通科技.GT30L32S4W標準漢字字庫芯片用戶手冊V1.0[EB/OL].[2015-03].www.genitop.com.

[4]馮月芹，湯小龍.高通字庫芯片GT23H32S4W的應用[J].單片機與嵌入式系統應用，2013（12）：45-47.

[5]陳新，蒲慶文.基于emWin圖形庫的電動汽車液晶儀表設計[J].儀表技術與傳感器，2013（7）：105-110.

[6]jdh99.在emWin中顯示字庫芯片GT23L24M0140的字模[EB/OL].[2015-03].http：//blog.csdn.net/jdh99.