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標(biāo)題: 帶字庫（GT20L16S1Y）LCD12864取字錯誤偏移問題的思考 [打印本頁]

作者: OHHO 時間: 2020-7-8 23:04
標(biāo)題: 帶字庫（GT20L16S1Y）LCD12864取字錯誤偏移問題的思考
   最近買了一個LCD12864的屏幕，驅(qū)動采用的是UC1701，SPI接口，字庫是高通的GT20L16S1Y。這里吐槽一下我拿到的官方字庫手冊，居然沒有指明各種樣式字體的起始地址。不過在廠家給的例程里倒是能估計出來。在使用字庫例程修改加上我自己的SPI驅(qū)動以后，便可以簡單的顯示漢字了。一開始以為就這樣就好了，然后我打算將之前寫的一個電子鐘模塊移植過來時，卻發(fā)現(xiàn)年，月，日這樣的字符都無法正常顯示：年是亂碼，月的字符偏移到了字庫里面“（六）”’該字符的位置，日的字符則是直接顯示“查”字。我一開始覺得是驅(qū)動有問題，但是仔細(xì)想想又說不通，畢竟ascii字符也是可以讀取出來的。使用邏輯分析儀查看除了返回字模錯亂，其他也是一切正常。如果驅(qū)動有問題，也沒可能那么準(zhǔn)確的返回另一個字的字模。然后我就考慮是不是其他地方在copy的時候出現(xiàn)了錯誤，類型不對溢出等。因為之前吃過這個虧，移植了一個stm32的程序到51上，結(jié)果MDK開發(fā)包與c51開發(fā)包的unsigned int類型有差異，導(dǎo)致了程序無緣無故的錯誤。

   萬萬沒想到這次又吃了這個虧。
   因為尋址算法是官方例程提供的，我也沒有多考慮，debug的時候直接排除了這部分。并且在網(wǎng)上查找對比發(fā)現(xiàn)這套GB2312的計算方法確實是可行的。我把精力一直放在字庫偏移的問題上，進行測試發(fā)現(xiàn)，GB2312庫使用我的程序，大約在“繭”這個字左右開始，之后的所有字，要么是亂碼的無法顯示，要么是直接偏移到了前面的區(qū)位段去。雖然出錯，但是讀出的又是完整的字。很明顯發(fā)生了類似的溢出行為，但我百思不得其解，我代碼段里變量都已經(jīng)修改為unsigned long了，怎么還能溢出呢？該段代碼如下：

/***************************************************
16 點GB2312 標(biāo)準(zhǔn)點陣字庫
參數(shù)說明：
GBCode表示漢字內(nèi)碼。
MSB 表示漢字內(nèi)碼GBCode 的高8bits。
LSB 表示漢字內(nèi)碼GBCode 的低8bits。
Address 表示漢字或ASCII字符點陣在芯片中的字節(jié)地址。
BaseAdd：說明點陣數(shù)據(jù)在字庫芯片中的起始地址。
r_dat_bat 是讀點陣數(shù)據(jù)函數(shù)。
DZ_Data是保存讀出的點陣數(shù)據(jù)的數(shù)組。

*****************************************************/
void gt_16_GetData (u8 MSB,u8 LSB)
{
u32 BaseAdd=0,Address;
if(MSB == 0xA9 && LSB >=0xA1)
Address = (282 + (LSB - 0xA1))*32+BaseAdd;
else if(MSB >=0xA1 && MSB <= 0xA3 && LSB >=0xA1)
   Address =( (MSB - 0xA1) * 94 + (LSB - 0xA1))*32+ BaseAdd;
else if(MSB >=0xB0 && MSB <= 0xF7 && LSB >=0xA1)
      Address = ((MSB - 0xB0) * 94 + (LSB - 0xA1)+ 846)*32+ BaseAdd;
r_dat_bat(Address,32,DZ_Data);
}

   在某一次搜索中，發(fā)現(xiàn)了中景園的字庫例程，我簡單的對比了一下，基本上是相同的，但是在燒寫程序以后，中景園給的例程完全正常，除了臭名昭著的0xfd bug（具體可以在論壇或者網(wǎng)絡(luò)上搜索），顯示完全沒問題。看了一眼程序注釋，恍然大悟。代碼如下（篇幅問題只放一部分作對比，具體可站內(nèi)搜索）：if(((text>=0xb0) &&(text<=0xf7))&&(text[i+1]>=0xa1))
            {
                     /*國標(biāo)簡體（GB2312）漢字在晶聯(lián)訊字庫IC中的地址由以下公式來計算：*/
                     /*Address = ((MSB - 0xB0) * 94 + (LSB - 0xA1)+ 846)*32+ BaseAdd;BaseAdd=0*/
                     /*由于擔(dān)心8位單片機有乘法溢出問題，所以分三部取地址*/
                     fontaddr = (text- 0xb0)*94;
                     fontaddr += (text[i+1]-0xa1)+846;
                     fontaddr = (ulong)(fontaddr*32);

                     addrHigh = (fontaddr&0xff0000)>>16;  /*地址的高8位,共24位*/
                     addrMid = (fontaddr&0xff00)>>8;    /*地址的中8位,共24位*/
                     addrLow = fontaddr&0xff;          /*地址的低8位,共24位*/
                     get_n_bytes_data_from_ROM(addrHigh,addrMid,addrLow,fontbuf,32 );/*取32個字節(jié)的數(shù)據(jù)，存到"fontbuf[32]"*/
                     display_graphic_16x16(y,x,fontbuf);/*顯示漢字到LCD上，y為頁地址，x為列地址，fontbuf[]為數(shù)據(jù)*/
                     i+=2;
                     x+=16;
            }
   這里提了一個關(guān)鍵詞乘法溢出。之前在C語言，C++里面，相信大家都學(xué)習(xí)過不少相關(guān)的知識。例如整型提升，強制類型轉(zhuǎn)換等。uchar溢出的問題在剛寫程序的時候也經(jīng)常會遇到，常常是定時器相關(guān)。這里引用一名為的“keil大常量計算問題”的博客來做解釋，我自己講的可能不太準(zhǔn)確。
該博客提到：
   keil C51是與ANSI C兼容的編譯器，ANSI C規(guī)范規(guī)定十進制整數(shù)常量的默認(rèn)數(shù)據(jù)類型是int、long int和unsigned long int的其中一種，對給定的常量是其中的哪一種要看這個常量的實際大小，如果常數(shù)在-32768～32767之間則按int類型處理，如果按int類型處理會溢出就考慮long int或更大的數(shù)據(jù)類型unsigned long int。總之，編譯器總是按盡可能的原則指定常量的類型。但這一原則并不總能奏效，當(dāng)兩個常量做運算時就可能導(dǎo)致溢出。如：
#define SYSCLK  22118400// SYSCLK in Hz (22.1184 MHz external crystal oscillator)
#define SLIDER_REST_TIME  100// in ms,slider rest time
#define REST_DELAY SYSCLK * SLIDER_REST_TIME / (65536 * 1000)
unsigned char i;
i = REST_DELAY;
   在keil c51中運行i為0xE1，即225，并不是期望的結(jié)果22118400 * 100 / (65536 * 1000) = 33.75，取整為33。原因分析如下：
宏替換后為：i = 22118400 * 100 / (65536 * 1000);，編譯器首先為22118400定義類型，因為22118400不在int的表示范圍內(nèi)，而在long int的范圍-2147483648～2147483647內(nèi)，所以22118400按long int類型處理，在做乘積運算時100被自動按long int處理，22118400 * 100將按兩帶符號長整型常量進行運算，運算結(jié)果仍為帶符號長整型，結(jié)果寫成十六進制是0x83D60000，其十進制是-2083127296，顯然出現(xiàn)了溢出錯誤。keil編譯器并沒有給出任何錯誤或警告提示信息（VC++6.0還給出警告warning C4307: * : integral constant overflow），繼續(xù)進行下一個運算65536 * 1000，結(jié)果為帶符號長整型，十六進制為0x3E80000，十進制為65536000，最后按兩長整型除法計算-2083127296 / 65536000，結(jié)果為0xFFFFFFE1，由于i為字符類型，取0xFFFFFFE1的最低有效字節(jié)為0xE1賦值給i，i的最終值為0xE1。
   解決這種溢出錯誤的方法用C語言的一個術(shù)語就是“提升”（promotion），拿上例來說就是將22118400指定為無符號長整型，即：
      # define SYSCLK 22118400UL
   注：雖然只要將22118400、100、65536和1000四個常數(shù)中的一個指定為無符號長整型即可得到正確的結(jié)果，但考慮到可讀性及規(guī)范性，應(yīng)選擇大整數(shù)指定其類型。-----------------------------
   通過以上說明我們可以看見，這一切起因是常量造成的整型提升。以我的字庫程序為例就是94，被默認(rèn)成為了int，而繭對應(yīng)的機內(nèi)碼為BCEB,MSB為BC，LSB為EB，經(jīng)過計算可以得到，該式子為（1128+74+846）*32，合并一下，即為2048*32，這個數(shù)字大家一定很熟悉吧，2的十五次，對應(yīng)int類型，恰好發(fā)生溢出。因此，繭字以后發(fā)生溢出便得到了解釋。本身LSB和MSB屬于無符號char，但常數(shù)94等默認(rèn)為有符號int，在一起計算的過程中uchar被提升，整體結(jié)果以int的形式呈現(xiàn)，而這時中間結(jié)果發(fā)生了溢出，無法在正常通過賦值提升為ulong類型提供正確地址。因此，字庫顯示范圍永遠被現(xiàn)在那個大小。再看中景園的程序，實際上是提前進行ulong轉(zhuǎn)化的步驟，提前存儲中間結(jié)果，防止其在進行乘法時溢出。同時也可以想到常量后綴的方法，將94等修改為94L，或者使用（unsigned long）進行強制轉(zhuǎn)化，則程序也可以正常運行。

正常運行.png (15.73 KB, 下載次數(shù): 77)

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正常運行

2020-7-8 22:45 上傳

8位單片機存在乘法溢出.png (13.25 KB, 下載次數(shù): 80)

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存在乘法溢出風(fēng)險

2020-7-8 23:03 上傳

   因此，大家以后在做這種容易涉及溢出的問題的時候，一定要多留個心眼，例如及時將常量加上后綴，以防止意料之外的溢出問題產(chǎn)生。我這個源程序其實是沒問題的，MDK環(huán)境下能正常運行，因為int的位數(shù)問題，導(dǎo)致了stm32使用該程序時，字庫無論怎么取也不會出現(xiàn)這個溢出。因此大家在移植程序時也要在這方面多加考慮。

   總體看其實是一個相當(dāng)愚蠢的問題，卻困擾了我好多天。。一直沒想到乘法溢出的問題，C語言功底還是不夠扎實�？傊砸粔q長一智，希望大家能吸取我的經(jīng)驗教訓(xùn)吧，也希望能幫到使用了該例程而感到困惑的朋友。

作者: OHHO 時間: 2020-7-8 23:27
網(wǎng)上常說的keil漢字編碼方式需要修改成GB2312我個人沒什么感覺，我使用的是ANSI C，也是可以正常編碼的，使用UTF-8還可以直接看到漢字的機內(nèi)碼�？偠灾�，漢字在字符串里顯示正確一般是沒有什么問題的。
至于0xfd bug，有些版本的補丁貌似在keil 4，keil 5無法奏效了，顯示查找不到，我這里順便也上傳一下我驗證了可以正常使用的版本，我是keil5。

51黑論壇_KeilFDfix_b7(冠銘師兄版).rar

96.79 KB, 下載次數(shù): 32, 下載積分: 黑幣 -5

KeilFDfix_b7(冠銘師兄版)

作者: chengfgc 時間: 2022-12-27 16:35
學(xué)習(xí)一下，正使用這個芯片

作者: hi等你 時間: 2023-1-3 14:51
本人才疏學(xué)淺，只是直接利用字符表的地址串行輸入12864顯示漢字很正常，沒有樓主的不能使用的煩惱

作者: 1123213124 時間: 2023-3-23 17:07
請問怎么獲取該芯片字庫的lcd12864屏幕

作者: 鄭偉雄 時間: 2023-3-24 15:11

1123213124 發(fā)表于 2023-3-23 17:07
請問怎么獲取該芯片字庫的lcd12864屏幕

http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-216347-1.html

作者: 3120683840 時間: 2023-3-29 13:52
謝謝大佬點醒夢中人（我=====小白）

作者: CHUANLIUBUXI 時間: 2024-10-31 12:52
感謝，遇到同樣的問題

歡迎光臨 (http://www.torrancerestoration.com/bbs/)