我們歷時數載，開發成“51單片機13%26;#215;14點陣縮碼漢卡”，適用于目前國內外應用最為廣泛的MCSX-51及其兼容系列單片機。與此同時，還開發了13%26;#215;14點陣漢字字模。13%26;#215;14點陣字模，可完全與目前通用的16%26;#215;16點陣漢字字模媲美，其在單片機和嵌入式系統的漢字顯示應用中也具有明顯的經濟價值和實用意義。1 單片機目前的漢字顯示信息交流的最主要方式之一即文字交流，但由于我國方塊漢字數量繁多，構形迥異，使漢字顯示一直是我國計算機普及的障礙。隨著計算機技術的迅速發展，PC機的漢字顯示已不成問題。但對于成本低、體積小、應用靈活且用量極為巨大的單片機而言，因其結構簡單，硬件資源十分有限，其漢字顯示仍面對著捉襟見肘，力不從心的窘境。目前單片機的漢字顯示有三種基本方法。①采用標準字庫法。即將國標漢字庫固人ROM中，將單片機的硬件和軟件進行特別擴展后以顯示漢字。眾所周知，即使是16%26;#215;16點陣標準字庫，也須占用200KB以上的單元內存，而就目前主流5l系列單片機而言，最大尋址范圍僅64KB，即使程序區與數據區合起來也僅128KB內存。因此，若不加特別的擴展設計，不要說檢字程序和用戶空間，僅字庫都裝不下。這種方法雖然可以方便地使用現成標準字庫，但卻需占用大量的硬件和軟件資源，增加很大一部分成本和設計難度，所以不經常使用。②字模直接固化法。即將所顯示的漢字，依先后順序將其字模一一從標準字庫中提取后，重新固化，予以顯示。此法雖為簡捷，但只適于顯示少量漢字，且字模的制取繁瑣，軟件的修改維護都很困難。③帶索引小字庫法。即將欲顯示文件中的漢字字模，從標準字庫中逐一提取固化，制成小型字庫，并按其在小字庫中的位置制成索引表，顯示時從索引表查出其新的字模取碼地址，取碼顯示。此方法雖比較靈活，可顯示較多的漢字，但仍然局限于只能顯示固定文件內容，且字模制取同樣麻煩。一種較新的單片機“漢字動態編碼與顯示方案”(見《單片機與嵌入式系統應用》雜志2003年第1期和第9期)，實際上也是一種動態的“小字庫”法，只是字庫的制取，索引的編寫及文件的改碼皆由PC機自動完成，免去了繁瑣的人工處理。由上可見，目前單片機各種漢字顯示方案均不理想。標準字庫法，單片機不堪重負；而其它方法最大且又無法克服的缺點是，所顯示文字皆有局限。顯示內容也皆須專業人員設計而定，用戶難于更改。這便極大地限制了單片機在各個領域的開拓和應用。究其原因，皆為單片機本身無漢卡，而這也正是我們致力于“51漢卡”開發的初衷。 2 13%26;#215;14點陣漢字字模為墊定“5l漢卡”的字型基礎，首先開發成了l3%26;#215;14點陣漢字字模。在目前通用的漢字字模中，最簡單的是16%26;#215;16點陣字模。在微型打字機中，也偶見有12%26;#215;12點陣字模，但實用中不多見。字模點陣數直接決定著每一漢字所占單元內存值，能否在保證字模準確、美觀的基礎上，尋找一種較少的點陣字模呢?這便是我們最初的想法。于是我們經過反復選擇比較，終于在國內首個推出了13%26;#215;14點陣字模。此設計，一是基于我國漢字為方塊字，故其行、列值需相近；二是漢字多有對稱1生，故其列值宜奇不宜偶。設計實際表明，若行、列值很少，則難保證字模的準確性和美觀性。 13%26;#215;14點陣字模，是以我國現行簡化字為準，并在此基礎上設計而成。與目前通用的漢字16%26;#215;l6點陣字模相比，其準確性和美觀性并不遜色。然而其單字所占內存卻由32個單元降至26個單元；另外使得每個單字顯示由原來的256個像素降至l82個像素，使顯示成本和空間均減少近三分之一。100%26;#215;200點陣LED字屏，可顯示16%26;#215;l6點陣漢字72個，而l3%26;#215;14點陣漢字便可顯示l05個，且顯示效果并無太大差異。這無疑對單片機和嵌入式系統漢字顯示產品的開發和應用，具有明顯的經濟價值和實用意義。3 51單片機13%26;#215;14點陣縮碼漢卡“51漢卡”依據我國的漢字特點和單片機的快速構字功能，在13%26;#215;14點陣字模基礎上，以縮碼形式開發而成單片機漢卡的開發，應以目前通用的主流單片機為研發對象，還應在囊括國標一、二級漢字及常用字符的前提下，使內存占用必須降至主流單片機可尋址范圍內，且需留有足夠的檢字程序和用戶應用空間。另外，字模設計必須準確、美觀。字模提取速度也必須滿足實用要求。“51漢卡”的開發正是依據原則，并達到了以上各項要求。顧名思義，“51漢卡，，即以MCS-51系列及其兼容單片機為研發對象。以51系列為代表的8位單片機，在過去、現在以及可以予見的將來，都將是嵌入式系統低端應用的主流機型。此乃業界專家的共識。“51漢卡”囊括了“GB2312-80”國標字庫的全部一、二級漢字，并增補漢字86個；同時包括了大、小英文字母、阿拉伯數字等160個常用字符和不到4KB的構字程序，卻僅總共占用了不足66KB的內存。每字平均約占9.8個單元，相對于16%26;#215;16點陣每字占32單兀內存而言，尚不到其三分之一。這對于具有相互獨立的64KB程序區和64KB數據區的51系列單片機而言，若適當配置內存，可為檢字程序和用戶留出90％以上的程序空間及相當數量的數據空間，對于一般用戶的應用，都將綽綽有余。另外，為使“51漢卡’’更便于使用和進一步節省內存，在上述基礎上又開發成一套簡化版本，刪去了部分較偏僻的二級漢字。簡化版本包括約5580個漢字，共占用內存58KB。實際上，按有關權威部門的統計，一般文本99％的文字是由2400個字寫成的，因此使用簡化版本，并配以簡單的造字程序，一般亦可滿足我們的使用要求。"51漢卡”所用字模，即我們開發的完全可與16%26;#215;16點陣字模媲美的I3%26;#215;14點陣漢字字模。字模提取速度是我們最為關心的問題之一。經測試及實際使用表明，“51漢卡’’的提模速度完全可滿足單片機漢字顯示的實用要求。我們使用Intel公司MCS-51經典系列87C51單片機在24MHz頻率下測試，平均字模提取速度為2.1ms／字。因人的視覺暫留時間為0.1s，無論理論還是實際使用都表明，50字字模提取并顯示，并無遲滯和待機之感。即使在1 2MHz頻率下，20字取模，即點即出，在一般拼音檢字和少量漢字顯示中，完全可滿足使用要求。隨著單片機技術的迅速發展，目前，Intel公司、Atmel公司、philips公司、我國臺灣華邦等公司生產的MCS-51兼容單片機時鐘頻率可達33MHz，增強型可達40MHz，以至達60MHz；現市售的“STC89LE”系列單片機，最高頻率可達90MHz。這些芯片都完全能與MCS-51芯片兼容，對于更高需求的場合，更新升級也十分簡便。另外，在單片機和嵌入式系統中，文字顯示速度要求并不高，只要滿足換屏時的視覺要求即可。其漢字顯示字數，一般也不太多。如用LCD顯示屏，128%26;#215;64點陣，才顯示32個字；192%26;#215;64點陣才顯48個字；即使使用l3%26;#215;14點陣字模，滿屏也才56個漢字。4“51漢卡”設計依據及說明“51漢卡”設計依據是，我國漢字雖然數量繁多，字型各異，但其中復合結構者占大部分，并素有“偏旁取義，正字取音”之說。如“寸”字與不同偏旁可組成“村”、“付”、“討”、“守”、“過”等字。因此“51漢卡”除單結構字基本以全碼設計外，復臺結構字多用相應的單體字及其偏旁，以結構代碼寫成。利用單片機快速的單元積木式構字程序，便可迅速生成字模代碼。這既保證了提碼速度，又節省了大量的漢卡內存。 有關“51漢卡”的幾點說明如下：①凡漢字庫中簡、繁體字都有的用簡體。如“後”以“后”代，“馀”以“余”代等；② 《新華字典》未收入字，多未收入，如“酏”、“鼽”等字，但“婧”、“弳”等字仍收入；③對于多體字，一般以常用字代，如“摺”以“折”代，“鏇”以“旋，，代等，但“吒”不以“咤”代，“讎”不以“仇”代等；④對通常已由其它字取代的字，都以這些字代替，如“崠”以“東”代，“肛’’以“船”代等；⑤二級漢字中，不單獨構成漢字的偏旁未收入；⑥依據名篇名著，生活用語等，增補漢字86個；⑦收編大、小寫英文字母、阿拉伯數字、標點符號等各種常用字符160個。 5“51單片機漢卡”應用舉例利用“51單片機漢卡”，將使51系列單片機的漢字顯示輕而易舉，并可大為降低成本、體積和設計開發的難度，為單片機在生產控制、信息通信、文化教育和日常生活等領域，特別是計算機終端和手持產品的開發提供極大的便利和支持。 我們現已初步開發成“51漢卡”的“區位碼輸入法”和“拼音輸入法，，檢字程序，并利用“51漢卡”成功地開發了帶有廉價單片機控制器的LED漢字顯示屏。這不僅大幅度降低了成本費用。而且用戶可以通過單片機控制器，隨心所欲地改變顯示內容。5.1 硬件設計 CPU——87C51、12MHz晶振。 程序存儲器一1片EPROM 27C512。數據存儲器一1片EPROM 27C512；1片EEPROM28C64A；1片6116。控制器顯示屏一LCD HY一19264B(深圳秋田視佳實業有限公司)。LED屏選240%26;#215;16點陣。本系統用標準小鍵盤檢字，一次可予選4000字；控制器LCD滿屏顯示l3%26;#215;14點陣漢字56個；LED屏滿屏顯示漢字19個。地址分配及用途如表l所列。 5.2程序設計框圖程序設計流程如圖1所示。本系統采用12MHz晶振，若LCD取滿屏56字，換屏時有約0.1s的延時，這對人的實際視覺并無大影響。