Linux 下 使用点阵在LCD上显示汉字，字符

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前言

这篇文章主要讲一下如何在 LCD 上使用点阵显示汉字，字符 ，修改颜色 及效果展示。其中包含了几个核心函数，我们需要了解。

一、显示字符

1.获取点阵：

各个字符对应的点阵都保存在一个数组里，大家可以打开 font_8x16.c 中得到点阵。（不同的点阵对应不同的代码，这里我使用的是 8x16 的点阵 ）

unsigned char *dots = (unsigned char *)&fontdata_8x16[c*16];

2.描点（显示字符函数）：

找到点阵，将里面需要的点上色，就可以在 LCD 上显示出不同的字符。 我们使用的是 8x16 的点阵 ，点阵有十六行，每一行里有8位。所以首先要有一个循环16次的大循环代表每一行，在每一个大循环里也需要一个循环8次的小循环，代表每一位。

x ，y : 代表对应点的横纵坐标。 c : 表示你要显示的字符。 lcd_put_pixel 此函数为描点函数，在 Linux 应用基础 Framebuffer应用编程 中我已详细的写出该函数。（第一二个参数代表x,y 坐标 。第三个参数代表颜色，可任意修改。）

void lcd_put_ascii(int x, int y, unsigned char c)
{
	unsigned char *dots = (unsigned char *)&fontdata_8x16[c*16];
	int i, b;
	unsigned char byte;

	for (i = 0; i < 16; i++)
	{
		byte = dots[i];
		for (b = 7; b >= 0; b--)
		{
			if (byte & (1<<b))
			{
				/* show */
				lcd_put_pixel(x+7-b, y+i, 0x00ff00); /* 绿色 */
			}
			else
			{
				/* hide */
				lcd_put_pixel(x+7-b, y+i, 0); /* 黑 */
			}
		}
	}
}

3. 要打开LCD设备：

对于不同的板子，你的 framebuffer 节点可能有所不同，需注意。

int fd_fb;
	
	fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);

4. 通过ioctl 获取Framebuffer参数:

将得到的数据保存在 var 结构体中。这个结构体如果不了解的可以参考 Linux 应用基础 Framebuffer应用编程，我都已详细的说明。

struct fb_var_screeninfo var;
	
    if (ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var))

5. 通过mmap映射出Framebuffer的地址：

要映射一块内存，就需要知道它的大小和地址。 screen_size ： 为该内存的地址。（整个framebuffer 的大小）

line_width  = var.xres * var.bits_per_pixel / 8;
	pixel_width = var.bits_per_pixel / 8;
	screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8;
	fbmem = (unsigned char *)mmap(NULL , screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0);

6.清屏并显示字符：

使用 memset 将屏幕变成黑色，再显示字符，便于观察。

memset(fbmem, 0, screen_size);

	lcd_put_ascii(var.xres/2, var.yres/2, 'A'); /*在屏幕中间显示8*16的字母A*/

注意： 上面我们映射了一块内存，我们使用完后需要释放 munmap 。

munmap(fbmem , screen_size);

二、显示汉字

显示汉字，我们可以从网上下载 HZK16 这个文件， 它是常用汉字的 16*16 点阵字库。HZK16里每个汉字使用32字节来描述。

1.区位码：

HZK16中是以 GB2312 编码值来查找点阵的，这里就要涉及汉字的区位码。区位码把GB2312字符集分为94个区，每区含有94个位。一个汉字所在的区号和位号简单地组合在一起就构成了该汉字的"区位码"。

例如： 以“中”字为例，它的编码值是“0xd6 0xd0”，其中的0xd6表示“区码”，表示在哪一个区。其中的0xd0表示“位码”，表示它是这个区里的哪一个字符。由于区位码从0xA1开始，所以 “中” 字在 第“0xd6 - 0xa1”区，第“0xd0 - 0xa1”个。

unsigned int area  = str[0] - 0xA1; //区码
	unsigned int where = str[1] - 0xA1; //位码
	unsigned char *dots = hzkmem + (area * 94 + where)*32;//每一个区有94个汉字每个汉字占了32个字节

2. 打开汉字库文件：

struct stat 这个结构体是用来描述一个linux系统文件系统中的文件属性的结构。通过 fstat 函数获得文件状态，保存到 hzk_stat 结构体中。

int fd_hzk16;
	struct stat hzk_stat;

	fd_hzk16 = open("HZK16", O_RDONLY);
	if (fd_hzk16 < 0)
	{
		printf("can't open HZK16\n");
		return -1;
	}
	if(fstat(fd_hzk16, &hzk_stat))
	{
		printf("can't get fstat\n");
		return -1;
	}
	hzkmem = (unsigned char *)mmap(NULL , hzk_stat.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd_hzk16, 0);
	if (hzkmem == (unsigned char *)-1)
	{
		printf("can't mmap for hzk16\n");
		return -1;
	}

下面是 struct stat 结构体：

struct stat {
		mode_t     st_mode;       //文件对应的模式，文件，目录等
	    ino_t      st_ino;       //inode节点号
		dev_t      st_dev;        //设备号码
		dev_t      st_rdev;       //特殊设备号码
		nlink_t    st_nlink;      //文件的连接数
		uid_t      st_uid;        //文件所有者
		gid_t      st_gid;        //文件所有者对应的组
		off_t      st_size;       //普通文件，对应的文件字节数
		time_t     st_atime;      //文件最后被访问的时间
		time_t     st_mtime;      //文件内容最后被修改的时间
		time_t     st_ctime;      //文件状态改变时间
		blksize_t st_blksize;    //文件内容对应的块大小
		blkcnt_t   st_blocks;     //伟建内容对应的块数量
	 };

3.显示汉字函数：

void lcd_put_chinese(int x, int y, unsigned char *str,unsigned int color)
{
	unsigned int area  = str[0] - 0xA1; //区码
	unsigned int where = str[1] - 0xA1; //位码
	unsigned char *dots = hzkmem + (area * 94 + where)*32;//每一个区有94个汉字每个汉字占了32个字节
	unsigned char byte;

	int i, j, b;
	for (i = 0; i < 16; i++)
	{
		for (j = 0; j < 2; j++)
		{
			byte = dots[i*2 + j];
			for (b = 7; b >=0; b--)
			{
				if (byte & (1<<b))
				{
					/* show */
					lcd_put_pixel(x+j*8+7-b, y+i, 0x00ff00); /* 绿色 */
				}
				else
				{
					/* hide */
					lcd_put_pixel(x+j*8+7-b, y+i, 0); /* 黑 */
				}	
			}
		}
	}
}

可在主函数里面调用 ：

unsigned char str1[] = "你";
	unsigned char str2[] = "好";

	lcd_put_chinese(var.xres/2 + 8,  var.yres/2, str1);
	lcd_put_chinese(var.xres/2 + 8+16,  var.yres/2, str2);

总结

效果：

大家可以自行实践一下，有不懂的欢迎留言讨论。