STM32處理器的便攜式人機界面系統(tǒng)設(shè)計

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件包括字庫的調(diào)用和TFT液晶顯示軟件設(shè)計兩個部分，字庫調(diào)用主要是通過STM32F103RBT6的SPI接口調(diào)用存儲在SST25VF080B中的中文字庫。TFT液晶顯示部分主要是通過STM32F103RBT6通用I/O口模擬16位的8080并口，實現(xiàn)對液晶顯示器的驅(qū)動，在軟件設(shè)計的過程中需要注意一個問題。就是不同字庫編碼的標準時不一樣的，所以在解碼時略有不同，常用的漢字字庫有GB2312字庫和GBK字庫兩種。

　　3.1 GB2312字庫和GBK字庫

　　GB2312收錄簡化漢字及符號、字母、日文假名等共7 445個圖形字符，其中漢字占6 763個。GB2312規(guī)定“對任意一個圖形字符都采用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)均采用七位編碼表示”，習(xí)慣上稱第一個字節(jié)為“高字節(jié)”，第二個字節(jié)為“低字節(jié)”。GB2312—80包含了大部分常用的一、二級漢字，和9區(qū)的符號。該字符集是幾乎所有的中文系統(tǒng)和國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開始，結(jié)束于0xf7fe。GB2312將代碼表分為94個區(qū)，對應(yīng)第一字節(jié)(0xa1～0xfe);每個區(qū)94個位(0xa1～0xfe)，對應(yīng)第二字節(jié)，兩個字節(jié)的值分別為區(qū)號值和位號值加32(20H)，因此也稱為區(qū)位碼。01～09區(qū)為符號、數(shù)字區(qū)，16～87區(qū)為漢字區(qū)(0xb0～0xf7)，10～15區(qū)、88～94區(qū)是有待進一步標準化的空白區(qū)。GB2312將收錄的漢字分成兩級：第一級是常用漢字計3755個，置于16～55區(qū)，按漢語拼音字母/筆形順序排列：第二級漢字是次常用漢字計3 008個，置于56～87區(qū)，按部首/筆畫順序排列。故而GB2312最多能表示6763個漢字。

　　而GBK內(nèi)碼完全兼容GB2312，同時支持繁體字，總漢字數(shù)有2萬多個，編碼格式如下，每個GBK碼由2個字節(jié)組成，第一個字節(jié)為0X81～0XFE，第二個字節(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。把第一個字節(jié)代表的意義稱為區(qū)，那么GBK里面總共有126個區(qū)(0XFE～0X81+1)，每個區(qū)內(nèi)有190個漢字(0XFE～0X80+0X7E～0X40+2)，總共就有126x190=23 940個漢字。點陣庫只要按照這個編碼規(guī)則從0X8140開始，逐一建立，每個區(qū)的點陣大小為每個漢字所用的字節(jié)數(shù)乘以190。這樣，就可以得到在這個字庫里面定位漢字的方法：

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

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

　　其中GBKH、GBKLL分別代表GBK的第一個字節(jié)和第二個字節(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則為對應(yīng)漢字點陣數(shù)據(jù)在字庫里面的起始地址。

　　3.2 系統(tǒng)軟件流程

　　對于GBK字庫和GB2312字庫，他們的解碼部分部分略有不同，這個區(qū)別主要是由于他們的編碼方式不同引起的，對于GBK字庫，解碼的方式如下：

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　　其中qh、ql分別代表GBK的第一個字節(jié)和第二個字節(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則為對應(yīng)漢字點陣數(shù)據(jù)在字庫里面的起始地址。

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

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計的流程圖如圖4所示。

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　　采用方法還不但可以實現(xiàn)標準字體的顯示，還可以根據(jù)系統(tǒng)要求，采用專用軟件生成各種需要的字體，為設(shè)計多樣性的人機界面系統(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)用于飛機的測量過程中的實際需要，設(shè)計了用于測量計算的人機界面系統(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來存儲漢字字庫，通過彩色TFT液晶屏顯示，有效地擴展了應(yīng)用的范圍，經(jīng)過實驗驗證，本系統(tǒng)的設(shè)計方法完全達到設(shè)計要求。