在OLED屏上显示汉字、字符、图片

 本帖最后由 人民币的幻想 于 2015-4-16 09:25 

最近几天在DIY MP3播放器这个东西，说来其实很简单，去年就做好了。只不过当初是通过1602液晶显示一些简单的东西，歌曲名字还有很多相关信息没法显示。言归正传，这回打算用OLED屏试试看，经实践，显示效果帮帮哒~~。

首先先说一下所用方案：MCU用的STM32F103RBT6，OLED用的SSD1306控制的，MCU和屏是通过硬件SPI通信的。具体底层实现请看我曾经发过的一篇帖子。SD卡采用硬件SPI+DMA方式驱动，底层驱动移植自振南的SD卡驱动。

字符和数字显示很简单，用的取模软件直接取得，毕竟数量不多，占用体积也不大，相对128K的ROM来说够了。我是用的PCtoLCD2002完美版取得模，点阵采样阴码-列行式-逆向-C51格式。当然还可以自己选择自己喜欢字体大小和格式，就不再多说了。显示原理是这样的：假设以8*8大小某字符为例，占用8*8=64个bits，占用64/8=8Bytes，其他格式请自己推算，列行式即先扫一列在扫下一列，扫完这一行再扫下一行（假设有的话）。至于为什么选择阴码，我用的OLED屏手册上有这样一句话 Display Mode: Passive Matrix，即共阴点阵。大家应该都用过数码管，有共阴和共阳之分，此处原理相同。逆向是低位在前高位在后，即先取低位再取高位。取模原理大致就是这样。显示是某些像素点的显示与不显示，我们把一个字符的8个字节依次取出，通过SPI送屏显示，这样，一个字符就得到显示。

图片显示同字符显示，如果想显示到LCD屏上，就需要一些办法了，首先用画图板打开某张图片，然后调整分辨率为水平128，垂直64。并且保存为单色位图格式。然后用PCtoLCD软件打开图片，然后生成字模就好了。以下同字符显示。

至于汉字显示就比较复杂，为什么复杂，拿常见的16*16点阵大小的汉字举例，一个汉字占用256bits=32Bytes，想制作MP3，那么长名文件名显示是绕不开的，因此汉字规模按8000算，共占用8000*32=256000Bytes=250.98KB，以单片机的存储空间是放不下的，即使换用更大存储空间的单片机比如1M flashROM，那么24*24点阵的汉字占用562.5KB空间，再加上GBKUNI互转表，那么可供利用的ROM空间就很小了。所以把这些点阵放到一个空间很大又不贵的存储介质中去，不失为一个很好的办法，基于此，我用的SD卡存放这几个文件，分别是12字体，16字体，24字体，GBK转UNI互转表，UNI转GBK互转表。这些是显示汉字及长名所必须的文件。存储的问题解决了，那么怎么找到哪个汉字对应哪些字节的点阵数据呢？这就要稍微了解一下汉字在计算机内表示的知识了，我们知道，由于直接存放点阵太大，所以在计算机内部是利用区位码来存放汉字的，关于这个区位码，我们国家发布了一些标准，当然，在MP3播放器中用到的是简体中文，而且可能出现一些不太常见的汉字，因此我利用GBK标准达到了显示这些汉字的效果。每个GBK码由2个字节组成，第一个字节为0X81~0XFE，第二个字节分为两部分，一是0X40~0X7E，二是0X80~0XFE。其中与GB2312相同的区域，字完全相同。我们把第一个字节代表的意义称为区，那么GBK里面总共有126个区（0XFE-0X81+1），每个区内有190个汉字（0XFE-0X80+0X7E-0X40+2），总共就有126*190=23940个汉字。我们的点阵库只要按照这个编码规则从0X8140开始，逐一建立，每个区的点阵大小为每个汉字所用的字节数*190。这样，我们就可以得到在这个字库里面定位汉字的方法：

当GBKL<0X7F时：Hp=((GBKH-0x81)*190+GBKL-0X40)*(size)；

当GBKL>0X80时：Hp=((GBKH-0x81)*190+GBKL-0X41)*(size)；

其中GBKH、GBKL分别代表GBK的第一个字节和第二个字节(也就是高位和低位)，size代表一个汉字点阵规模大小，Hp则为对应汉字点阵数据在字库里面的起始地址(假设是从0开始存放)。这样我们只要得到了汉字的GBK码，就可以显示这个汉字了。从而实现汉字在液晶上的显示。

说到底，我们知道汉字点阵在哪放，怎么找到某个汉字对应偏移，那么怎么读取数据送到屏幕来呢，接下来就需要一些文件系统的知识了。。。。。。（省略1w字）。当然，也可以不用去了解，用现成的文件系统数据读取函数直接去定位文件位置，读取相应大小数据就好了。这里我用的是znFAT V11.21，实践看来，用起来很不错，移植到你的CPU平台也很简单。这样，就得到显示一个汉字到OLED屏的效果了，为了显示一个汉字，我们不得不去了解文件系统，了解字库中汉字表示，计算偏移量，定位数据，读取数据，处理，送显示。

这里就完成了整个汉字、字符、图片的显示原理及实践，在腊月二十九终于做好了，等待回学校有网时发出。

以下附上参考资料若干，有愿意一起折腾的朋友可以参考帮助改进，一起努力学习。

STM32开发指南V1.0库函数版本。（汉字显示章节）

SSD1306数据手册。

嵌入式FAT32文件系统设计与实现-基于振南znFAT（上册）。