電子工作室

漢字表示グラフィック液晶表示ライブラリ

【漢字表示GLCDの概要】

入手容易な128×64ドットのグラフィック液晶表示器に漢字を表示させる
ためのライブラリを作成しました。
液晶表示器ライブラリとして下記の機能を用意しました。

　・初期化
　・半角英文字の表示　16文字8行　または　18文字8行が可能
　・文字列表示　　　　　　半角文字配列を直接表示
　・全角英数漢字表示　10文字×4行が可能　12×12ドットの漢字
　・イメージ表示　　　　　128×64ドットのモノクロイメージの表示
　・ピクセル表示　　　　　128×64座標でのピクセル単位表示
　・直線描画　　　　　　　128×64座標でのグラフィック直線表示

漢字を表示したときの画面は下記のようになります。大きな文字なので
視認性は良いでしょう。１２×１２ドットの漢字も結構判読できます。

【漢字表示方法】

12×12ドットの漢字データの作成は下記手順で行いました。
まずオリジナルのフリーの漢字フォントデータを下記より入手しました。
第１水準、第２水準を合わせて約8,000文字分のデータが含まれています。

　「CJKOS Japanese Fonts」

このフォントデータは、もともとは「M+　BITMAP Font」という完全フリーのフォントですが、
オリジナルは、Linuxなどに使用するフォントファイルとして提供されているので、
PICなどではそのままでは使えません
これをPalm Topで使えるバイナリデータに変換したファイルを上記サイトで提供して
いますのでこれを素にします。
このページでは変換後のバイナリデータのフォーマットも説明されていますので
内容を直ぐ理解することができます。

この説明を元にして、PIC＋GLCDで使いやすくなるように下記のようなフォーマットに
変換しました。変換はVisual Basicでちょっとしたプログラムを作成して行いました。

　このビットマップの構成は、グラフィックLCDの表示方法が下図のようになっているので
これをうまく使えるようにあわせました。
つまり、Pageが8ラインで構成されていますので、これを行のイメージで考えると、全体が
8行の表示器となります。さらに縦の方向に8ビットのデータを送ることで縦の1ライン分が
表示されますから、上図の文字の1バイトをそのまま送れば縦１ライン分の表示となります。

　こうして作成したビットマップは、1文字のドットデータを24バイトで構成し、まず上位側の
ドットを12バイト連続で配置します。
これでグラフィックLCDの若いPageに連続してデータを送れば1文字分の上側が表示
されます。
　続いて下側のドットの4ビット分と、0の4ビットを合成して1バイトとし、これを12バイト連続
したデータとして並べます。
　これで、グラフィックLCDの次のPageに連続して送れば1文字の下半分が表示されます。
この下側には4ドット分の非表示の部分ができますから、これを行間の空きスペースとします。
したがって、グラフィックLCDの2Page分で1行の漢字文字が表示されることになりますから、
漢字表示は4行となります。

　文字の間隔は128ドットでちょうど良い間隔が13ドットピッチとなります。しかし5文字で
65ドット必要となりますから、中央と右端で１ドット不足することになりますが、見た感じは
違和感をほとんど感じません。
これで、1行10文字の漢字表示ができることになります。

　以上で全ファイルを変換した結果のオブジェクトは、約190kバイトの大きさとなります。
このサイズでしたら、PIC32MXの256ｋバイトのプログラムメモリに楽に納まります。
また512kバイトのデバイスを使えば楽勝です。

【ライブラリの製作】

このグラフィック液晶表示器を制御するプログラムは、共通で使えるライブラリとして
構成することにしました。
PICとの接続は汎用I/Oポートとして接続して使いますが、ピンの指定は変更することが
できるようにしました。

ライブラリとして用意した関数は下記となっています。

関数名機能と書式実行時間他

lcd_Write() 1バイトの書き込み関数（データまたは命令）
《書式》
　void lcd_Write(char cs, char code, char DIflag);
　　　cs:　　　右側(1)/左側(2)の指定
　　　code：　出力するデータまたは命令
　　　DIflag：　データ(0)/命令(1)の区別

lcd_Read() 1バイト読み出し関数（データのみ）
《書式》
　char lcd_Read(char cs);
　　　cs:　右側(1)/左側(2)の指定　

lcd_Initi() 液晶表示器の初期化、全エリアを消去し、
スタートラインをリセットする
《書式》
　void lcd_Init(void);

lcd_Clear() 液晶表示器の全体を一定パターンで埋め、
スタートラインをリセット
《書式》
　void lcd_Clear(char data);
　　　data：　埋めるパターンデータ（縦方向8ドット分)

lcd_Pixel() 指定座標位置の１ドットを点灯/消灯する
《書式》
　void lcd_Pixel(short Xpos, short Ypos, char On);
　　　Xpos：　X座標(0～127)
　　　Ypos：　Y座標(0～63)
　　　On：　　点灯(1)/消灯(0)

lcd_Char() １文字を指定位置に書く（16文字/行のピッチ）
《書式》
　void lcd_Char(char line, char colum, short letter);
　　　line：　　行指定(0～7)
　　　colum：桁指定(0～15)
　　　letter：文字指定(0x20～0xDF)　ASCIIコード

lcd_Char1() １文字を指定位置に書く（18文字/行のピッチ）
《書式》
　void lcd_Char1(char line, char colum, int letter);
　　　line：　　行指定(0～7)
　　　colum：桁指定(0～17)
　　　letter：文字指定(0x20～0xDF)　ASCIIコード

lcd_Str() 指定文字列を指定位置から表示する(18文字/行のピッチ)
《書式》
　void lcd_Str(char line, char colum, char *s);
　　　　line：　　行指定(0～7)
　　　　colum：桁指定(0～17)
　　　　*s　　：文字列のポインタ、または"文字列"で指定　　　　

lcd_Line() 直線描画　(x0, y0)から(x1, y1)を結ぶ直線
《書式》
　void lcd_Line(short x0, short y0, short x1, short y1);
　　　x0　x1　：X座標(0～127)
　　　y0　y1　：Y座標(0～63)　

lcd_Image() イメージ描画　１画面全体にイメージを表示させる
《書式》
　void lcd_Image(char *ptr);
　　　　*ptr　：イメージ配列(1024バイト)の先頭ポインタ

lcd_Scroll() 画面全体のスクロール、スクロールの速さを設定できる
《書式》
　void lcd_Scroll(short delay);
　　　delay　：　スクロール間隔　msec単位

lcd_Kanji() 漢字1文字の表示
《書式》
　　short lcd_Kanji(char line, char colum, char *letter)l
　　　　line：　　行指定(0～7)
　　　　colum：桁指定(0～9)
　　　　戻り値：　-1　：非漢字データの場合
　　　　　　　　　　 0　：漢字データの場合

KanjiCode() 漢字コードによる1文字表示
《書式》
　　void KanjiCode(char line, char colum, unsigned char upcode, unsigned char lowcode);
　　　 line：　　行指定(0～7)
　　　　colum：桁指定(0～9)
　　　　upcode,lowcode：　1バイトの漢字コード上位バイト、下位バイト　　　

delay_us() 1usec単位の遅延関数
《書式》
　void delay_us(short time);
　　　　time　：　遅延時間指定(1usec～65535usec) クロック周波数設定
で合わせる

delay_ms() 1msec単位の遅延時間関数
《書式》
　void delay_ms(short time);
　　　　time　：　遅延時間指定(1msec～65535msec)

【ライブラリダウンロード】

PIC32MX用の漢字グラフィック液晶表示器ライブラリは下記からダウンロードできます。
ライブラリ本体（glcd_lib32k.c)とヘッダファイル(glcd_lib32k.h)で構成されています。
ヘッダファイルでハードウェアのピンの設定を行います。
データバス(DB7-0)の8ビットはPIC32MXの1つの8ビットポートを占有して使うように設定
する必要があります。他の制御用ピンは自由に設定できます。

　　★★★ 漢字表示グラフィックライブラリ　ダウンロード

次に上記で使用した漢字フォント(KanjiFont12.h)と半角英数字カナ(font.h)のデータファイルです。
MPLAB C32のCコンパイラ用のヘッダファイル形式となっていて、フラッシュ領域の
固定データとして確保されるようになっています。

　　★★★　12×12ドット　漢字フォントデータ

　　 ★★★　5×7ドット　半角英数字カナのフォントデータ

関数名	機能と書式	実行時間他
lcd_Write()	1バイトの書き込み関数（データまたは命令）《書式》　void lcd_Write(char cs, char code, char DIflag); 　　　cs:　　　右側(1)/左側(2)の指定　　　code：　出力するデータまたは命令　　　DIflag：　データ(0)/命令(1)の区別
lcd_Read()	1バイト読み出し関数（データのみ）《書式》　char lcd_Read(char cs); 　　　cs:　右側(1)/左側(2)の指定
lcd_Initi()	液晶表示器の初期化、全エリアを消去し、スタートラインをリセットする《書式》　void lcd_Init(void);
lcd_Clear()	液晶表示器の全体を一定パターンで埋め、スタートラインをリセット《書式》　void lcd_Clear(char data); 　　　data：　埋めるパターンデータ（縦方向8ドット分)
lcd_Pixel()	指定座標位置の１ドットを点灯/消灯する《書式》　void lcd_Pixel(short Xpos, short Ypos, char On); 　　　Xpos：　X座標(0～127) 　　　Ypos：　Y座標(0～63) 　　　On：　　点灯(1)/消灯(0)
lcd_Char()	１文字を指定位置に書く（16文字/行のピッチ）《書式》　void lcd_Char(char line, char colum, short letter); 　　　line：　　行指定(0～7) 　　　colum：桁指定(0～15) 　　　letter：文字指定(0x20～0xDF)　ASCIIコード
lcd_Char1()	１文字を指定位置に書く（18文字/行のピッチ）《書式》　void lcd_Char1(char line, char colum, int letter); 　　　line：　　行指定(0～7) 　　　colum：桁指定(0～17) 　　　letter：文字指定(0x20～0xDF)　ASCIIコード
lcd_Str()	指定文字列を指定位置から表示する(18文字/行のピッチ) 《書式》　void lcd_Str(char line, char colum, char s); 　　　　line：　　行指定(0～7) 　　　　colum：桁指定(0～17) 　　　　s　　：文字列のポインタ、または"文字列"で指定
lcd_Line()	直線描画　(x0, y0)から(x1, y1)を結ぶ直線《書式》　void lcd_Line(short x0, short y0, short x1, short y1); 　　　x0　x1　：X座標(0～127) 　　　y0　y1　：Y座標(0～63)
lcd_Image()	イメージ描画　１画面全体にイメージを表示させる《書式》　void lcd_Image(char ptr); 　　　　ptr　：イメージ配列(1024バイト)の先頭ポインタ
lcd_Scroll()	画面全体のスクロール、スクロールの速さを設定できる《書式》　void lcd_Scroll(short delay); 　　　delay　：　スクロール間隔　msec単位
lcd_Kanji()	漢字1文字の表示《書式》　　short lcd_Kanji(char line, char colum, char *letter)l 　　　　line：　　行指定(0～7) 　　　　colum：桁指定(0～9) 　　　　戻り値：　-1　：非漢字データの場合　　　　　　　　　　 0　：漢字データの場合
KanjiCode()	漢字コードによる1文字表示《書式》　　void KanjiCode(char line, char colum, unsigned char upcode, unsigned char lowcode); 　　　 line：　　行指定(0～7) 　　　　colum：桁指定(0～9) 　　　　upcode,lowcode：　1バイトの漢字コード上位バイト、下位バイト
delay_us()	1usec単位の遅延関数《書式》　void delay_us(short time); 　　　　time　：　遅延時間指定(1usec～65535usec)	クロック周波数設定で合わせる
delay_ms()	1msec単位の遅延時間関数《書式》　void delay_ms(short time); 　　　　time　：　遅延時間指定(1msec～65535msec)	クロック周波数設定で合わせる