内存受限系统的汉字显示设计研究

　　引言

　　在微电子技术、计算机技术不断发展的推动下，仪器仪表工业也发生了巨大的变化。现代仪表将嵌入式技术引入到仪器仪表的测试和控制中，使仪器仪表向着自动化智能化的方向发展，这已经成为当今仪器仪表系统的一种趋势。新型的仪器仪表设备将朝着操作简便、小型化、便携式、现场实时分析、高速运算等方向发展。由于中文显示界面友好，适合我国国情，特别是对于一些工业现场基层用户来说，中文显示已经成为普遍要求解决的问题。出于对成本等因素的考虑，嵌入式系统的存储器容量有限，这就迫使我们必须从编程上重视内存的使用效能，运用一些节约内存的技巧来设计汉字显示程序。

　　本文通过分析一般汉字显示方法，并结合嵌入式系统内存受限特点，提出了一种能在小容量内存系统中使用的汉字显示的方法。

　　1汉字显示的一般原理

　　要在点阵式LCD上显示汉字，首先需要获得汉字显示的点阵代码。一般方法是从计算机中文操作系统拥有的庞大的汉字库中提取所需的汉字显示点阵字库，存储在嵌入式应用系统中以备使用[1]。

　　在汉字库中，汉字字模大多以国标GN2313-80的区位码为索引存放。国标码与ASCⅡ码属同一制式，ASCⅡ码用一个字节编码，码值范围为00H-7FH，其中94个可见字符的码值范围为21H-7EH,国标码也是以94个ASCⅡ可见字符代码为基集(码值范围为21H-7EH)，用两个字节组成国标码，其中高字节表征区，低字节表征位，共有94个区，每区又分94个位，区和位编号均为十进制的01-94，对应的国标码码值范围为21H-7EH，因此国标码与区位号之间存在下列关系：国标码高字节=区号+20H;国标码低字节=位号+20H。

　　汉字显示点阵字库是汉字显示点阵代码(也称字模)的集合，中文操作系统中最常用的是16*16点阵字库(通常文件名为HZK16)，其点阵代码为横向排列。由于汉字显示点阵字库中的显示点阵代码一般按区位码顺序存放，所以提取字模时只要求出某汉字的偏移地址(显示点阵代码相对于汉字显示点阵字库首地址的字节数)即可，偏移地址值与汉字区位码有以下转换关系[2]：

　　偏移地址=((区号-1)*94+(位号-1))*32。

　　在嵌入式系统中，为了实现字符(半个汉字)、汉字的混合显示，通常对提取的横向字模加以转换形成纵向排列的字模。按照上述规则将字模从计算机中文操作系统提取出来加以转换存入到嵌入式系统中以供使用[3]。

　　2嵌入式系统中显示汉字存在的问题及解决方法

　　嵌入式系统由于受成本、体积等因素的影响，其配置的存储器容量一般都非常有限。这种存储器容量受到限制的系统又称为内存受限系统。在小型智能仪器仪表一类嵌入式设备中，内存有限，强固耐用的要求高，显示汉字首先要有包含所有会被显示的汉字和字符构成的字库，在前面所提到的汉字显示的一般原理中，嵌入式系统中存储的是从计算机中文操作系统拥有的庞大的汉字库中提取的汉字区位码信息，由于汉字数目繁多，导致区位码信息占用大量内存。为了节省内存空间，需要将字模依照一定的方法存储在嵌入式系统内存中，也就是建立精简的字库。在建立精简的字库时主要面临两个问题：