漢字的動(dòng)態(tài)編碼與顯示方案

摘要：綜合幾種常用單片機漢字顯示方案，提出一種基于PC機預處理的漢字動(dòng)態(tài)編碼和動(dòng)態(tài)字庫的顯示方法，較好地解決了存儲空間、顯示速度、軟件開(kāi)發(fā)維護幾方面的相互矛盾；具有平臺化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，給出針對MCS51優(yōu)化的匯編顯示例程。
關(guān)鍵詞：機內碼 動(dòng)態(tài)編碼 字庫

       因為漢字本身的特點(diǎn)，顯示漢字始終是計算機在我國應用普及的一個(gè)障礙。最初，為了能在PC機上顯示、處理漢字，國人發(fā)明了一種硬件設備"漢卡"，后來(lái)各種各樣的采用純軟件技術(shù)的中文DOS逐漸成熟，其中、西文軟件的運行速度和性能還是有明顯的差距。最終在軟件進(jìn)入支持UNICODE、真正實(shí)現國際化的WIN95以后，硬件跨入"奔騰"時(shí)代，才實(shí)現了漢字與西文的統一顯示，但是這一切是以硬件資源的飛速發(fā)展為前提的。以國際GB2312為例，一、二級漢字庫共收錄了6000多個(gè)漢字，每個(gè)字按16×16點(diǎn)陣計算，字模需要占用32字節的存儲空間，整個(gè)字庫的規模在200k字節以上，高點(diǎn)陣（24點(diǎn)陣以上）和矢量字庫以及Windows用的TrueType字體的字庫規模都是幾兆字節大小，這在

 3 漢字動(dòng)態(tài)編碼的具體實(shí)現

       實(shí)現漢字動(dòng)態(tài)編碼的關(guān)鍵是建立編碼字典和改寫(xiě)機內碼。下面以是顯示1行漢字"天上有個(gè)太陽(yáng)，水中有個(gè)月亮"為例，說(shuō)明動(dòng)態(tài)編碼的實(shí)現過(guò)程。
 
      （1）漢字識別
 
      漢字在PC機內的存儲和處理是用機內碼來(lái)實(shí)現的。每個(gè)漢字的機內碼是唯一的，由2個(gè)字節組成，分區碼和位碼，為了和西文的ASCII碼有區別，漢字機內碼的區碼和位碼的取值都大于0A0H。我們要處理的源程序文件都是文本文件，存儲的都是西文字符、控制符的ASCII碼和中文字符的機內碼，當掃描到文件中大于0A0H的字節內容時(shí)，即可判斷該字節是漢字機內碼的1個(gè)字節，而且肯定是成對出現，第1個(gè)字節是區別，第2個(gè)字節是位碼，都大于0A0H，否則出錯。
在C和匯編程序中表示字符的方式有所不同，但最終字符在文件中的存儲格式是一樣的。顯示上面那行漢字，用C語(yǔ)言可以表示為：
char OneSent[]="天上有個(gè)太陽(yáng)，水中有個(gè)月亮"；
printfhz（OneSent）;/*printfhz()顯示函數*/
用十六進(jìn)制編輯器（我們用的是UEdit32）察看文件中C語(yǔ)言字符串定義語(yǔ)句為：
63 68 61 72 20 20 4F 6E 65 53 65 6E 74 5B 5D 20 3D 20 22 CC EC C9 CF D3 D0 B8 F6 CC AB D1 F4 A3 AC CB AE D6 D0 D3 D0 B8 F6 D4 C2 C1 C1 22 20 3B 0D 0A
用匯編語(yǔ)言可以表示為：
ONESENT:DB '天上有個(gè)太陽(yáng)，水中有個(gè)月亮'，00H
MOV DPTR,ONESENT
LCALL DISPLAY；DISPLAY是顯示子程序
用十六進(jìn)制編輯器察看上面用匯編語(yǔ)言定義字符串的那一條語(yǔ)句為：
4F 4E 45 53 45 4E 54 3A 44 42 20 27 CC EC C9 CF D3 D0 B8 F6 CC AB D1 F4 A3 AC CB AE D6 D0 D3 D0 B8 F6 D4 C2 C1 C1 27 2C 30 30 48 0D 0A
由此可以觀(guān)察到情況確如前所述。
 
      （2）建立編碼字典

       編碼字典是在掃描的同時(shí)逐步建立起來(lái)的，每掃描到一個(gè)漢字（包括全角符號），即與字典中已有的字符進(jìn)行比較，如沒(méi)有重復，是新的字符就順序存入字典，否則繼續掃描，直至文件結屬。由于每個(gè)字符都是從尾部添加的，它們的序號也是依次遞增的，根據序號就可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)編碼了。由于顯示的漢字一般都得在256個(gè)以上，即使進(jìn)行動(dòng)態(tài)編碼，也需要用2字節編碼來(lái)實(shí)現。以MCS51系列單片機和16×16點(diǎn)陣漢字做一優(yōu)化編碼示例：8051的地址指針DPTR是16位指針，由高、低2字節指針DPH、DPL組合而成，如果將存儲器按0FFH（256）字節分布，修改DPH即可直接尋址到任一頁(yè)，修改DPL可尋址該頁(yè)的任一字節。一個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字的字模是32字節大小，每頁(yè)存儲器正好能容納8個(gè)漢字字模?？梢?xún)?yōu)化設計動(dòng)態(tài)編碼的高字節指向字模的頁(yè)地址（DPH），低字節指向字模在該頁(yè)的首地址（DPL）?？紤]地址空間的有效分配，將字庫的地址放在0A000H以后（程序或數據存儲器均可），動(dòng)態(tài)編碼的高字節要加上地址有效分配，將字庫的地址放在0A000H以后（程序或數據存儲器均可），動(dòng)態(tài)編碼的高字節要加上地址的頁(yè)偏移量（大于等于0A0H）；考慮漢字與西文字符的區別，動(dòng)態(tài)編碼的低字節也需要加上一個(gè)大于或等于0A0H的偏移量。設某漢字在編碼字典中的序號為Num，則該漢字的動(dòng)態(tài)編碼為：

       動(dòng)態(tài)編碼高字節=頁(yè)偏移量+Num/8

       動(dòng)態(tài)編碼低字節=偏移量+(Num%8)×32    (1)

       偏移量一般可設為0A0H。當單片機顯示某個(gè)漢字時(shí)，只需將其動(dòng)態(tài)編碼的高字節送DPH，低字節減0A0H后送DPL，即可得到對應字模的地址指針。

   （3）提取字模、建立動(dòng)態(tài)字庫

       漢字機內碼與點(diǎn)陣字庫的詳細關(guān)系可參考有關(guān)資料，它們存在如下聯(lián)系：
字模首地址=（（機內碼高字節-1）×94+（機內碼低字節-1））×N    （2）
注：N為一個(gè)漢字點(diǎn)陣字模的字節數。

       按照編碼字典內容，根據字模首地址，依次取出漢字字模，順序寫(xiě)入一個(gè)二進(jìn)制文件，即建成動(dòng)態(tài)字庫（其它方法略），用燒錄器寫(xiě)入EPROM，就可以使用了。

       （4）編碼改寫(xiě)

       機內碼是PC機識別處理漢字用的，單片機只能處理我們建立起來(lái)的動(dòng)態(tài)編碼，還得把程序中漢字的僅機碼根據編碼字典改成對應的動(dòng)態(tài)編碼才行。由于在編寫(xiě)源程序的文本編輯器中看到的是經(jīng)過(guò)系統處理過(guò)的字節，看不到漢字的機內碼，也無(wú)法對其進(jìn)行改寫(xiě)。根據"漢字識別"一節所述，不經(jīng)過(guò)文本編輯器，直接將動(dòng)態(tài)編碼（十六進(jìn)制數）定改磁盤(pán)文件對應位置即可，但是處理過(guò)后的漢字在文本編輯器里會(huì )顯示出亂碼。

       （5）漢字顯示

       在明白了動(dòng)態(tài)編碼與動(dòng)態(tài)字庫中字模的關(guān)系后，可以完成按照PC機下漢字顯示原理進(jìn)行單片機下的程序設計，編寫(xiě)前面的函數printhz（）或子程序的DISPLAY，可參考相關(guān)資料[4]。

       4 MCS51漢字顯示例程

       根據上述漢字動(dòng)態(tài)編碼方法，我們利用Borland C++編寫(xiě)了PC機預處理程序，將ASM51或C51源程序用PC機預處理后，建立了動(dòng)態(tài)字庫和改寫(xiě)了機內碼，并且用ASM51寫(xiě)了一個(gè)針對MCS51進(jìn)行優(yōu)化的子程序DIS_CHAR。它顯示一個(gè)西文或中文字符，實(shí)現過(guò)程如圖2所示。

       西文字符碼的顯示與流字顯示基本相同，將西文字庫（僅數字和字符部分）裝入程序存儲器中，根據ASCII碼的值計算出字模首地址，將字符字模依次讀出，再送顯示即可。

       此方案不但可用于單片機系統中，還可應用于任何無(wú)中文系統支持的嵌入式系統中。根據這個(gè)思路還可設計出不同字體、點(diǎn)陣混合的字庫，支持包含2萬(wàn)多個(gè)字符的新國標編碼，甚至矢量字體在單片機系統中的應用也成為可能。由于技術(shù)水平有限，此方案還存在一些不足之處，如改寫(xiě)編碼后源程序中漢字顯示為亂碼，不知道改碼處理是否正確，操作比較繁瑣。如果能采用插件技術(shù)實(shí)現此方案，編輯器中能正常顯示漢字，而輸出已經(jīng)是改碼后的程序文件，則能很好地解決上述不足。在這里，我們拋碼引玉，希望有興趣的朋友一起合作，實(shí)現單片機中文顯示的廣義開(kāi)發(fā)平臺。