字模的原理和获取(一)

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一、什么是字模

单片机应用经常会用到液晶显示模块，是用点阵的方式显示的，要显示汉字或字符的时候会用到字模，字模就是字在点阵上显示时对应的编码，如图1显示的“正”字，使用16×16点阵。点阵中黄色的点是高亮的，对应于二进制编码中的1，绿色的低亮对应于二进制编码中的0。如第一行 二进制编码应该是 00000000 00001000 刚好用两个字节表示就是 0x0,0x08，这样，16总共需要用32个字节来表示，这32个字节就是“正”的字模。在单片机程序中，将字模发送给液晶显示模块，就能够显示出响应的汉字或字符。

二、字模的获取

　汉字的点阵字模是从点阵字库文件中提取出来的。例如常用的16×16点阵HZK16文件，12×12点阵HZK12文件等等，这些文件包括了GB 2312字符集中的所有汉字。现在只要弄清汉字点阵在字库文件中的格式，就可以按照自己的意愿去显示汉字了。

　　下面以HZK16文件为例，分析取得汉字点阵字模的方法。

　　 HZK16文件是按照GB 2312-80标准，也就是通常所说的国标码或区位码的标准排列的。国标码分为 94 个区(Section)，每个区 94 个位(Position），所以也称为区位码。其中01～09 区为符号、数字区，16～87 区为汉字区。而 10～15 区、88～94 区是空白区域。

　　如何取得汉字的区位码呢？在计算机处理汉字和ASCII字符时，使每个ASCII字符占用1个字节，而一个汉字占用两个字节，其值称为汉字的内码。其中第一个字节的值为区号加上32(20H)，第二个字节的值为位号加上32(20H)。为了与ASCII字符区别开，表示汉字的两个字节的最高位都是1，也就是两个字节的值都又加上了128(80H)。这样，通过汉字的内码，就可以计算出汉字的区位码。

　　具体算式如下：

　　qh=c1-32-128=c1-160 wh=c2-32-128=c2-160

　　或 　　

　　qh=c1-0xa0 wh=c2-0xa0

　　qh,wh为汉字的区号和位号，c1,c2为汉字的第一字节和第二字节。

　　根据区号和位号可以得到汉字字模在文件中的位置：

　　location=(94*(qh－1)+(wh－1))*一个点阵字模的字节数。

　　上面计算过，一个16×16点阵的汉字总共需要16*16/8=32个字节表示。字模的表示顺序为：先从左到右，再从上到下，也就是先画左上方的8个点，再是右上方的8个点，然后是第二行左边8个点，右边8个点，依此类推，画满16×16个点。  

对于其它点阵字库文件，则也是使用类似的方法进行显示。例如HZK12，但是HZK12文件的格式有些特别，如果你将它的字模当作12*12位计算的话，根本无法正常显示汉字。因为字库设计者为了使用的方便，字模每行的位数均补齐为8的整数倍，于是实际该字库的位长度是16*12，每个字模大小为24字节，虽然每行都多出了4位，但这4位都是0（不显示），并不影响显示效果。 还有UCDOS下的HZK24S（宋体）、HZK24K（楷体）或HZK24H（黑体）这些打印字库文件，每个字模占用24*24/8=72字节，不过这类大字模汉字库为了打印的方便，将字模都放倒了，所以在显示时要注意把横纵方向颠倒过来就可以了。

字模获取工具的制作

分析过字模的原理后，就可以来编写工具，首先要准备字库文件，HZK16.DAT，可以从网上下载。

根据原理，先打开文件，然后根据汉字的内码获取区码和位码，然后根据区吗和位码索引到文件中的地址，再读取32个字节数据到BUFFER中即大功告成。

下面是VC中的一段代码，供参考：

void CFontDlg::GetGridFromHZK16() { UpdateData(); BYTE AnsiCode[2]; BYTE qh,wh; UINT location; // BYTE buffer[32]; FILE* fp; AnsiCode[0]=m_strFont.GetAt(0);//将对话框中的字符转换为内码，先读取第一个字节，判断是汉字还是字母或字符 if(AnsiCode[0]<160) //英文字母和字符，转换为全角的字符内码 { BYTE temp=AnsiCode[0]; AnsiCode[0]=HIBYTE(temp-0x21+0xA3A1); //0xA3A1 是ASCII 码为0X21的字符对应的全角字符的内码，这是一个偏移量的计算 AnsiCode[1]=LOBYTE(temp-0x21+0xA3A1); } else //是汉字，则直接转换 { AnsiCode[1]=m_strFont.GetAt(1); } qh=AnsiCode[0]-160; //区码和位码 wh=AnsiCode[1]-160; location=(94*(qh-1)+(wh-1))*32; //HZK16 中的索引 32是一个字的字模字节数 fp=fopen(“HZK16.dat”,”r”); if(fp==NULL) { MessageBox(“文件打开错误”); return; } else { //fseek(fp,location,SEEK_SET); //fread(buffer,1,32,fp); fseek(fp,location,SEEK_SET); //定位到指定地方，然后读取 fread(buffer,1,16,fp); fseek(fp,location+16,SEEK_SET); fread(buffer+16,1,16,fp); //读两次,不知为什么读一次时有些字会出错，比如”家” fclose(fp); } FontCodeToGridBuffer(); SetDlgItemText(IDC_EDIT_FONTCODE,””); }

上面获取的汉字，默认是宋体的，假如对字体有要求，就要选用相应字体的字库。当然，大多数时候在液晶上显示是不会在乎字体的，可能看习惯了，感觉宋体最适合点阵显示了。