便携设备中的汉字库设计

便携设备中的汉字库设计

给出了一种使用串行I2C方式的EEPROM 24Cxxx的汉字库解决方案。该方案能在最节省硬件资源的情况下实现较多汉字字库，并给出了相应的C程序。
    关键词：汉字库，单片机，液晶显示

1　便携式设备的常用设计方法
　　一般的便携式设备采用如图1所示的电路框图设计（根据需要可增可减）。在该系统中，用图形点阵液晶模块作为显示，24C256用作汉字库的存储，X1203用于日历时钟，键盘／触摸屏作为输入设备，RS232用于通讯，ISD系列语音芯片可以记录语音及播放语音。这里只讨论使用点阵液晶显示汉字的情况以及汉字库的设计方法。一般汉字库有以下几种方案实现。

　　（1）使用程序空间做小字库。这在汉字用量不大的情况下，是一种完美的解决方法。但若要用AT89C2051、AVR系列、PIC系列、430F11X系列等作为主控芯片，其主要程序空间就只有2K字节左右，这种方案是不可行的。以500个汉字为例，16×16点阵的字库将需要500×32＝16 000字节的ROM空间，如果使用12×12点阵的汉字，也需要500×24＝12 000字节的ROM空间。所以，汉字库的大小在500字已经不能接受，设计小型的掌上设备，要使用引脚数较少的MCU时（如前所述），ROM空间已经感到相当紧张，再占用其空间做汉字库更不能想像。
　　（2）使用大容量的ROM芯片专门做汉字库。用这种方式可以使用全部的国标汉字，是一种较常用的方法。一般采用27C040芯片，但占用系统I／O数较多，占印刷板面积大，单是27C040就需要19根地址线，8根数据线，还有一些控制信号，还可能需要一片地址锁存芯片。这种方法在便携式设备的设计时一般不采用。
    （3）使用自带汉字库的液晶模块。这较为方便，但成本较为高昂，一般为固定规格的汉字，常用的是16×16点阵，使用不灵活。
　　（4）使用I2C器件实现汉字库的设计。下面将详细讨论这种方法。
2　设计综述
　　用串行I2C方式的EEPROM实现汉字库设计，这种方式下系统的构成成本低廉，体积小巧，方便灵活。在图1的设计中，使用128×64点阵规模的常用液晶模块，可以显示12×12点阵的汉字5排，每排10个汉字。使用了一片24C512做汉字库，它有64K字节的存储空间，可以存放64K／24＝2 730个汉字的12×12点阵字模。如果采用压缩的方法，每个12×12点阵的汉字占用18个字节，则可存放64K／18＝3 640个汉字。如果使用两片则可以容纳7 280个汉字，而使用多片时同样占用两根口线，且不额外占用资源，同时还可以连接其他的I2C器件，如日历芯片、I2C方式的A／D、D／A等，如果24Cxxx还有空余空间，则可以作为记录器，记录数据。在实际应用时，我们使用尺寸小的液晶模块（50 mm×40 mm×3 mm），这样，整个电路除键盘外全盖在液晶模块的下面，如果使用液晶上的触摸屏作为键盘，则所有电路的大小可以与液晶屏的尺寸一样，整个系统相当小巧，非常适合掌上设备或其他便携式设备应用。
　　如果使用其他方式实现汉字库，则体积将会较大：使用程序空间做字库，则只能实现很少的汉字字模，而ROM尺寸小的芯片还不能实现；若用27C040等则体积肯定大；使用带字库的模块则厚度较大。
　　24C512芯片与MCU接口只占用两根I／O口线：SDA，SCL。因此，随便使用89C51的I／O连接即可，见图1（注意：需要10kΩ的上拉电阻），多片时只是在每一片的地址端加以区别，而不需要额外的I／O口线。
3　设计方法
3．1　汉字字模数据
　　下面以“使用此汉字库”为例说明字模点阵的形成情况。液晶屏的“使用此汉字库”是按如图2所示的方式一点一点地显示的。图中的每一点对应液晶屏上的每一点。我们只须将所有的点阵数据写入液晶模块的缓冲区就可以了。