单片机系统中的汉字显示

摘要：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。
关键词：单片机 液晶显示器 29F040 汉字显示
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。

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。

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