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点阵式液晶屏的显示原理与驱动设计（二）

第一部分介绍了控制器是如何将CGRAM中的存储数据显示到LCD面板上的 。 下面继续 ， 介绍下单片机或者电脑如何将一个汉字的信息发送到控制器 ， 也就是驱动代码的编写 。
这部分驱动代码是针对单片机来说的 ， 但是即使是对于Linux操作系统来说 ， 它的显示驱动部分 ， 如果不考虑操作系统接口相关部分的处理 ， 核心部分的代码跟单片机的驱动代码还是非常类似的 。
LCD驱动设计 ， 首先要解决的就是汉字的点阵化问题 。 因为从上一节的介绍 ， 已经可以知道 ， LCD面板显示的图形或者汉字 ， 实际上就是存储在GCRAM里面的数据 ， 而我们的汉字 ， 是一种图形化的文字工具 ， 所以汉字或者图形想要在LCD面板上显示出来 ， 就首先要点阵化 ， 或者说数字化 ， 如图 1所示 。
点阵式液晶屏的显示原理与驱动设计（二）文章插图
图 1 点阵化的汉字
我国早期的计算机工作者们 ， 就是这么解决汉字的问题的 。 最早可以追溯到DOS时代 ， 80年代的时候就推出了汉字点阵的字库标准GB2312 ， 例如早期的12号宋体汉字字库HZK16 ， 现在还在广泛使用 。
那么字库里面存储的是什么内容呢 ， 实际上就是点阵化的汉字字体 。 还拿HZK16为例 ， 在这个字库里面 ， 所有汉字都标准化成了16x16点阵的汉字 。 如果LCD显示还是以8像素为单位的话 ， 那么一个汉字就变成了32个字节的数据 。 这样的话 ， 计算机就可以进行处理了 。
汉字放在了字库里面 ， 那么如何提取出来呢？相对于西文字符 ， 中文字符就比较麻烦 。 因为拿英文来说 ， 只有26个英文字母 ， 存进去就可以了 ， 然后使用ASCII码 ， 连同各种标点符号和控制符号在内 ， 总共才128个字节 ， 输入一个单字节16进制数就能表示某个字符 。 但是汉字不行 ， 有几千个汉字呢 。
前辈们有办法 ， 提出了区位码的概念 。 用一个16位的数 ， 高8位代表区码 ， 有256个区 ， 低8位代表位码 ， 每个区有256个位 。 这样256x256就可以表示65536个汉字呢 ， 足够了 。 这也是我们现在用的汉字输入法的基础 。 无论哪种输入法 ， 拼音也好 ， 五笔也好 ， 键盘输入对应汉字表示后 ， 输入法软件会通过查询区位码 ， 列出来该表示的所有候选字组合 ， 用户再选择后 ， 就从字库里面选择对应汉字的点阵数据 ， 如果是HZK16字库的话 ， 就是32个字节数据 ， 然后数据发送到屏幕上 ， 我们就能看到汉字了 。
早期字库提供的字号比较少 ， 如HZK12、HZK16、HZK24等字库本身只提供10号、12号等少数几个字号字体 ， 提供字体也比较少 ， 只有宋体、仿宋等几种 。 如果文字处理软件想要其他字号 ， 就需要用软件的方法 ， 插值算出来其他数据 ， 然后送LCD显示 ， 不可避免的字体放大后有毛刺、锯齿的问题 ， 所以后来出现了矢量字体 。 所谓矢量字体 ， 其实就是存储的128x128点阵的字体 ， 只要字体原始数据够大 ， 放大以后就能保证足够清晰 。
上面说的都是PC机里面的汉字的处理 ， 很多驱动的工作都由操作系统完成了 ， 用户只是使用就行了 。 但是单片机不行 ， 由于没有操作系统支持 ， 所以很多处理就需要自己做 。 下面说说单片机如何显示汉字 。
首先是汉字存储 。 由于大多数单片机存储比较小 ， 所以很难存储下整个字库文件 ， 所以在使用的汉字较少的时候 ， 都是使用字库提取软件 ， 如图 2 ， 将需要的汉字从字库里提取出来 ， 存放到ROM中去 。
点阵式液晶屏的显示原理与驱动设计（二）文章插图
图 2 字库提取软件
很多LCD供货商会研发一个类似字模提取软件 ， 可以免费使用 。 由于LCD面板在显示的时候 ， 可以横向8个像素对应一个字节 ， 也可以竖向8个像素对应一个字节 ， 所以很多字库软件也提供了对应的选项 ， 可以横向取模或者纵向取模 。 有些软件甚至还可以选择取模的顺序 。 比如在横向取模模式下 ， 选择按照1、2、3、4、5 。。。 的顺序取模还是按照1、3、5、7. 。。 2、4、6、8的顺序 ， 如图 3所示 。 不同的取模方式 ， 不同的顺序 ， 提取出来的数据肯定就不一样了 。 那么做驱动的时候 ， 就要把提取时候的顺序跟在屏幕上的显示位置一一对应起来 ， 这样才能把一个汉字在屏幕上还原出来 。


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