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[讨论] 写了一个SD卡软字库的类库

你如果在一个月前问我Arduino，我会问你啥是Arduino？

从来没有接触过单片机，对于电子器件的知识也只是停留在初中物理阶段，只知道电阻、发光二极管，其他的就一概不知了。直到一个星期前，一个朋友带着一块电路板来找我。

他问我，怎么样才能在屏幕上直接显示中文。我告诉他，拖个控件，然后Text = “中文”就可以了。然后他从裤兜里掏出一块电路板，另外又从上衣口袋里掏出一块屏幕放在桌上，然后默默的看着我，我也默默的看着他，气氛非常的诡异。

为了打破僵局，我不得不开口问他。兄弟，我只是一个普通的程序员，我不是神仙。他说，我知道。我接着问，兄弟，吃了没？然后我们去了楼下的拉面店，用一碗面的工夫，他给我普及了Arduino的基本知识，吃完他就走了，我付的面钱。

回到楼上，我呆呆地看着桌上这堆象是被压路机碾压过的支离破碎的零件，我忍着眼泪，打开浏览器，开始为期3天的封闭式自我培训。3天后，我红着两只眼睛出关了，顺便把屋子里满地的垃圾清理了一下，感觉终于回到了人间。

通过这3天的恶补，感觉没我想象中那么困难，硬件电路部分几乎可以忽略，因为都是成品的模块和通用的接口，同时也有很多现成的类库可以调用。我的重点大部分都是软件方面的，如何打开SD卡中的字库文件，如何根据编码去找到文字的点阵信息，如何把点阵信息显示到屏幕上等等。确定好思路后，说干就干。

第一步，先搞定基本的数据传输。把这些个支离破碎的零件，一个个用线连起来，然后跑几个例程熟悉一下，单独的测试每个模块，比如怎么读SD卡，怎么在屏幕上画点等等。在选择IDE的时候，本着兼容性以及网上搜索资料的便捷性，一开始我选择的是低版本的1.0.6。但是用下来发现这是我这辈子用过的最差的IDE了，从来没见过这么难用的IDE，还不如直接用记事本写程序算了。最终不得不选择了目前最高的版本1.8.12，才勉强可以写程序。不过和其他常规的IDE比起来，这简直就是个渣渣啊，严重影响写程序的心情。

第二步，搞定字库的读取。网上搜索了一下关于各种字库的格式，最终确定使用bin格式的字库。用GuiTool转换出了宋体16*16的Unicode编码、GBK编码、GB2312编码、普通Ascii编码的几个字库文件，同时网上又下载了一个HZK16的字库文件。不过这个HZK16字库文件不能直接用，要修改一下，因为这个文件只有点阵信息，而没有字库信息。不过这个也不难，直接把GuiTool转换出来的GB2312编码的字库文件的前16个字节（也就是字库信息）复制到HZK16的字库文件最前面就可以了。我用的是试用版的GuiTool，根据这个工具的介绍，试用版会故意缺字，不过在我测试期间也没发现缺哪些字。

第三步，搞定编码转换。因为牵涉到UTF8、Unicode、GBK几种编码之间的转换，UTF8和Unicode之间没问题，毕竟两者都是Unicode编码，只是表现形式不同。GBK就不一样了，这个必须要依靠代码页文件才能转换。Windows、Mac、Linux下，系统自带了代码页文件，你可以直接调用API函数进行转换，非常的简单。但是单片机里面没有这个代码页文件，需要自己从网上去找。我用的是libiconv提供的代码页文件，然后自己重新加工了一下，以便可以在Arduino中迅速的索引这个文件。

第四步，搞定文字排版。比如强制换行、自动换行、换行后的对齐方式，还有就是旋转方向、反色显示等等，其实就是坐标的转换、以及颜色的转换。

最后一步，把所有的程序模块合并在一起，联调一下，修改一些小的BUG，就OK了。

一个星期后，我朋友准时出现在楼下的拉面店，然后用一碗面的工夫，他给我普及了这段时间他在外踏青的事情，吃完他就走了，还是我付的面钱。

回到楼上，我呆呆地看着桌上这堆开发板和零件，想起吃面的时候，他说这些零件就送给你了，我谢谢还没说出口，他唆了根面条就接着说，以后有问题，就不用再跑过来送开发板和零件了，我的眼眶禁不住又开始湿润了。

我写的这个类库有2个文件，SDFont.cpp和SDFont.h。使用的时候，把这两个文件复制到你的目录中，然后#include "SDFont.h"。

类库支持U8g、U8g2、Adafruit_ST7789，在SDFont.h中，有如下代码，选择自己使用的类库就可以了。
[mw_shl_code=cpp,false]#include <U8g2lib.h>
//#include <U8glib.h>
//#include <Adafruit_ST7789.h>[/mw_shl_code]

如果你使用的是其他屏幕驱动类库，那么只需要修改构造函数、以及GetDisplayWidth、GetDisplayHeight、DrawPixel函数，分别是用于返回屏幕的宽度、屏幕的高度、画点。

这个是1.14寸ST7789的显示效果，SPI接口
写了一个SD卡软字库的类库图1

这个是1.3寸SH1106的显示效果，I2C接口
写了一个SD卡软字库的类库图2

SDFont类库使用起来很简单，首先在你自己的程序中，先初始化SD卡和屏幕的类库，然后调用如下代码，用于初始化SDFont类库。
TSDFont SDFont(&SD, &Screen);

其次使用如下代码，来初始化字库。
[mw_shl_code=cpp,false]SDFont.SetFont("/Unicode.bin");
SDFont.SetFont("/GBK.bin", 936, "GBK", "/Ascii.bin");[/mw_shl_code]

初始化字库函数一共有4个参数：
（1）const String strFontFilename：字体文件名
（2）const int nCodePage = -1：代码页，比如936（简体中文），Unicode编码的字库是不需要代码页的
（3）const String strEncodeType = ""：字库编码，目前支持GBK、GB2312、GB2312-16（简化版的GB2312字库，不含1-15区（符号、数字区），直接从第16区（汉字区）开始），Unicode编码的字库是不需要再次设置字库编码的
（4）const String strAsciiFontFilename = ""：补充字库。GBK、GB2312字库中只有汉字、全角符号等点阵信息，并没有普通的英文、数字、半角符号的点阵信息，所以中英文混合时会造成无法全部显示的问题，这时候就需要一个含有普通Ascii字符点阵信息的补充字库。这个补充字库必须是MBCS非等宽编码，并且和字体文件具有相同的像素高度

最后使用SDFont.DrawText来显示文字，函数一共有11个参数：
（1）int16_t nXpos：文字左上角的X坐标
（2）int16_t nYpos：文字左上角的Y坐标
（3）const char *pcText：文字的内容
（4）const boolean boolAutoWordWrap = true：是否需要自动换行
自动换行
写了一个SD卡软字库的类库图3