中文字库芯片GT30L32S4W在emWin图形库中的应用

赵 云

（桂林电器科学研究院有限公司，桂林541004）

引 言

随着嵌入式系统已渗透入社会生活的很多领域（如电子消费品、医疗仪器、工业环境），无论是普通消费者还是商业用户，都期待更友好的UI界面体验。emWin图形库是目前广泛应用于嵌入式系统界面开发的中间件，但em-Win中不能直接使用中文，且只提供库文件，不开放源代码，使通过修改emWin源代码实现中文支持非常困难。如何在emWin中实现中文界面显示，一直是嵌入式GUI设计中关注的问题。

常用的emWin支持中文的方法有两种：

①用emWin提供的fontCvt工具生成特定的C语言格式的字库代码，加载在ROM空间供em Win调用，缺点是需要占用ROM资源。

②用第三方工具生成字库文件，然后拷贝到SD卡或烧录到Flash芯片，供em Win用文件系统方式调用，但用Flash需要额外烧录，用SD卡又会拖慢显示速度。

本文的方案把GT30L32S4W字库映射到emWin的字体显示接口，使em Win支持中文显示。这种方式可以避免额外对Flash的烧录工作，降低使用第三方字库的风险，也不需要占用MCU的ROM空间，用emWin做界面设计时，可直接调用GT30L32S4W内全部汉字资源，方案框图如图1所示。

图1 GT30L32S4W方案框图

1 GT30L32S4W和STM32F103ZET6的硬件接口

1.1 简述GT30L32S4W

GT30L32S4W为上海高通（GOTOP）发布的字库芯片，支持国标字符集GB2312（6 763个汉字），支持12×12、16×16、24×24、32×32四种点阵字型，总线接口为SPI，封装为SOP8。

该芯片与STM32F103ZET6的接口电路如图2所示，可以借鉴参考文献[3]给出的SPI时序要求，直接调用STM32的库函数实现GT30L32S4W的SPI读写函数。

图2 STM32F103ZET6和GT30L32S4W硬件SPI1接口电路

1.2 GT30L32S4W连续读出单个汉字字模

这里给出读取以DST为首地址的连续no＿bytes个字节的实现方法，读取完成后，字模保存在GUI＿Font-DataBuf[]数组，供下一步处理。

2 GT30L32S4W和emWin的软件接口

2.1 emWin的字库接口

①结构体GUI＿p UC＿API为em Win的字符编码接口，emWin通过 GUI＿UC＿Set EncodeNone（）函数调用了该接口，但是emWin图形库不开放源代码，无法直接修改库文件。对应的方法是打开UCGUI v3.98开源版本中提供的GUI＿UC＿EncodeNone.c文件，改写里面的＿GetChar-Code（）、＿GetCharSize（）、＿CalcSizeOfChar（）、＿Encode（）这4个函数，增加GB2312编码的处理，然后把改动过的文件加入工程编译，可以使GUI＿p UC＿API指向改动过的函数，实现emWin对GB2312汉字的识别。

②emWin的字符显示接口为GUIPROP＿DispChar（），这个函数的功能是获取字符字模，再执行画位图的函数将字符显示出来，该函数原型在UCGUI v3.98开源版本的GUICharP.c文件中。修改的方法是参考GUIPROP＿DispChar（）源代码，改写为 GUIPROP＿X＿DispChar（）函数，在获取字模时先区分英文和汉字，如果为汉字就调用高通字模定位算法，连续读取一个汉字的字模，然后进行显示处理。

③加入新字体还需要修改em Win图形库中提供的头文件GUI.H和GUI＿TYPE.H，把新字体的显示方法指向GUIPROP＿X＿DispChar（）函数，这部分的工作在参考文献[2]中有论述，具体源代码可以借鉴参考文献[6]。注意：emWin可以视为是开源的UC/GUI v3.98之后不开源的高级版本。

2.2 高通字库的通用字模的定位算法

GT30L32S4W支持12×12、16×16、24×24、32×32四种点阵字型，由于参考文献[2]、[3]和[4]给出不同点阵字型的计算方式不同，使用不方便。这里归纳出一套通用的字库IC汉字地址计算方法：

①BaseAdd：一套点阵字体在GT30L32S4W芯片中的起始地址，例如16×16点阵的起始地址为0x2 C9D0。

②MSB：一个汉字的内部GB2312编码为16位，MSB表示该汉字GB2312编码的高8位。

③LSB：类似MSB，表示一个汉字GB2312编码的低8位。

④FontByte：单个汉字的存储长度，比如一个12×12点阵汉字需要连续24个字节，32×32点阵需要连续128个字节。如图3所表示，一个24×24汉字需要3×24共72个字节的存储长度，读取字模的时候需要连续读取72个字节，保存到一个数组里，再等待下一步显示处理。

图3 24×24的汉字

⑤Address：由MSB和LSB组成的16位GB2312汉字在字库IC芯片中的字节地址，如图3中汉字“高”的GB2312码为0xB8DF，拆开 MSB就是0xB8，LSB就是0xDF。表1为GT30L32S4W的汉字地址表，可以根据该表将参数代入定位算法得到某个汉字的字模位置。

表1 GT30L32S4W等宽汉字地址表

结 语

本文提供了基于字库芯片GT30L32S4W的em Win中文显示方案。图4所示为em Win调用中文字库IC的实际效果，界面包括BUTTON控件、TEXT控件和DROPDOWN控件，均显示正常。

图4 emWin调用中文字库IC的实际效果

该方案已应用在宝通公司的尿液分析仪上，证明了该方案对emWin有良好的兼容性。该方案使产品量产时免除了字库烧录和测试工序，减少了第三方字符生成软件的风险，节省了Flash芯片成本，是一种值得推广的嵌入式系统中文界面支持方案。此外，高通还提供多国语言的字库芯片，参考该方案可以对emWin显示日文、韩文做进一步研究。

[1]SEGGER.emWin User＆Reference Guide V5.28[EB/OL].[2015-03].www.segger.com.

[2]李建红，刘丹，徐展.基于UCGUI库的外扩中文字库研究与实现[J].计算机工程，2014，40（2）：271-274.

[3]高通科技.GT30L32S4W标准汉字字库芯片用户手册V1.0[EB/OL].[2015-03].www.genitop.com.

[4]冯月芹，汤小龙.高通字库芯片GT23H32S4W的应用[J].单片机与嵌入式系统应用，2013（12）：45-47.

[5]陈新，蒲庆文.基于emWin图形库的电动汽车液晶仪表设计[J].仪表技术与传感器，2013（7）：105-110.

[6]jdh99.在emWin中显示字库芯片GT23L24M0140的字模[EB/OL].[2015-03].http：//blog.csdn.net/jdh99.