一种嵌入式显示系统的软件设计及应用

核、字符集和笔迹收集软件。当微控制器与外部触摸屏相连接的时候，就可以组成手写识别应用产品，比如SMS、移动电话或者手写输入设备。

3系统软件设计

系统软件包括单片机和FPGA两个部分。本文主要介绍单片机部分的软件设计。

图2主函数流程

单片机完成的功能包括循环查询两个串口是否接收到新的数据，当某个串口接收到新的数据时，便采取相应含义的操作。显示字符时，读出Flash ROM中的点阵数据，进行转换和处理后送给FPGA；显示图形时，按照设定的图形轨迹画出点。

单片机在主程序中循环查询两个串口是否接收到新的数据，当任意一个串口产生中断时，根据串口接收到数据的含义，采取相应的操作。主函数流程如图2所示。

3.1字符显示原理

UCDOS软件中的文件HZK16与文件ASC16分别为16×16的国标汉字点阵文件和8×16的ASCII码点阵文件，以二进制格式存储。在文件HZK16中，按汉字区位码从小到大依次存有国标区位码表中的所有汉字，每个汉字占用32个字节（16×16的汉字点阵），每个区为94个汉字。在文件ASC16中按ASCII码从小到大依次存有8×16的ASCII码点阵，每个ASCII码占用16个字节。

在PC机的文本文件中，汉字是以机内码的形式存储的，每个汉字占用两个字节。第一个字节为区码，为了与ASCII码区别，范围从十六进制的0A1H开始（小于80H的为ASCII码字符），对应区位码中区码的第一区；第二个字节为位码，范围也是从0A1H开始，对应某区中的第一个位码。这样，将汉字机内码减去0A0A0H就得该汉字的区位码。例如汉字"我"的机内码为十六进制的"CED2"，其中"CE"表示区码，"D2"表示位码。所以"我"的区位码为0CED2H-0A0A0H=2E32H.将区码和位码分别转换为十进制得汉字"我"的区位码为"4650"，即"房"的点阵位于第46区的第50个字的位置，相当于在文件HZK16中的位置为第32×[（46-1）×94+（50-1）]=67136 B以后的32个字节为"我"的显示点阵。

依次读出每个字节，每读出一个字节，并提取该字节中的每一位，如果某位是"1"，则给该位数据对应的像素点送入两个字节的字体颜色数据，如（0x0000，黑色）；如果某位是"0"，则给该位数据对应的像素点送入两个字节的底色数据，如（0xffff，白色）。当发送完32个字节的点阵数据后（总共发送的颜色数据为32B×8dot×2B＝512 B）液晶屏上便会显示底色为白色，字体颜色为黑色的汉字。汉字"我"的显示结果如图3所示。

图3汉字"我"的显示结果

液晶显示器的色彩深度为16位，每个像素可显示65 536色。SRAM工作在字（word）操作模式下，将SRAM中的每个字与液晶显示器的每个像素对应。比如将液晶显示器第一行第一列的点与SRAM的0x0000地址对应，第一行第二列的点与0x0001地址对应，依次类推。

3.2通过PC机键盘进行界面操作

通过PC机键盘进行界面操作时，使用电脑软件将键盘的操作键值通过PC机串口发送给单片机串口0.单片机串口0每中断一次接收到一个字节的数据，接收到的数据可分为3种情况：数值大于0xA0时，说明该字节是某汉字两字节数据中的一个字节；数值为0x20～0x7f时，表示该字节是可打印的ASCII码字符；数值小于0x20时，表示该字节是不可打印的数值，可用这36个数值作为界面操作的控制命令字节。连续接收完两个数值大于0xA0数据时，就可以转换成某个汉字；每接收到一个数值为0x20～0x7f的数据时，就可以转换成某个ASCII码字符；每接收到一个数值小于0x20的数据时，就可以翻译成某个操作命令，进行相应的控制操作。图4为键盘接口操作中断流程。

图4键盘接口操作中断流程

3.3通过触摸屏进行界面操作

通过触摸屏进行界面操作时，手写识别微控制器ePH1200AQ将手写的轨迹封包后发送到单片机的串口1.操作过程中的数据主要包括输入汉字时，识别输入的笔画，向单片机发送候选字；画图时，实时发送屏幕触点的坐标；触控时，发送触控点的坐标。ePH1200AQ的通信协议命令格式如表1所列。

表1 ePH1200AQ通信协议命令格式

表1中的识别型态命令（0x10）的识别型态定义值定义了可以识别的字集，包括汉字一/二级字库、大小写英文字母、数字、符号、预设手势、平假名和片假名。

ePH1200AQ与单片机串口1通信，发送的是命令封包，需要考虑封包的帧定位，确定封包的包头和包尾。表1中的命令格式中，封包长度最长的命令为"发送候选字阵列"命令（命令代码为0x18），ePH1200AQ发送的候选字个数最多为10个，每个候选字为两个字节的数据，该命令的最大长度为25字节，可创建一个具有25个元素的数组（uart1_RX_buffer[25]）作为命令缓存。

结语

本文设计了一种以C8051F120作为核心处理器的嵌入式彩色图形显示系统，其突出的优点是实时性强、接口电路简单、可扩展性强。该系统集成度高，携带方便，实用性强，在很多领域都具有应用性，具有一定的研究和应用价值。