在計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展和普及的今天，用計(jì)算機(jī)對漢字進(jìn)行輸入、編輯和處理已經(jīng)非常普遍了。在醫(yī)療電子產(chǎn)品中，越來越多的場合需要顯示漢字。

     在使用高性能CPU時(shí)，可采用嵌入式操作系統(tǒng)（如Linux、WinCE）所支持的GUI程序來實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)界面。在很多情況下，需要使用相對簡單的MCU控制整個(gè)系統(tǒng)，如采用單片機(jī)STC89C516RD+實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制和人機(jī)界面，此時(shí)必須尋求占用較少資源的低成本解決方案。本文對中文輸入法在B超系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了介紹。

字庫設(shè)計(jì)

    通常的漢字顯示方式是：先用字模軟件提取所需要的漢字點(diǎn)陣，取得的數(shù)據(jù)可放入ASM匯編文件中，接著在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境中對匯編文件進(jìn)行編譯——生成BIN文件，然后用編程器將BIN文件燒錄到芯片。在使用時(shí)是讀取芯片中的漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，將其寫到字符存儲(chǔ)器中。

    如果需要顯示的字少，點(diǎn)陣數(shù)據(jù)就少，將數(shù)據(jù)燒錄到程序存儲(chǔ)器即可。實(shí)現(xiàn)中文輸入法，顯示的字比較多，數(shù)據(jù)量比較大，需要專門生成字庫數(shù)據(jù)，放入擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。

    構(gòu)造漢字庫，通常有如下方法：使用程序空間做小字庫；使用大容量的ROM芯片專門做漢字庫，這種方法在小型便攜式設(shè)備中一般不采用；為了降低成本和減小體積，對于速度要求不是很高的場合可采用大容量的串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，如AT45DB041B。

    UCDOS軟件中的文件HZK16和文件ASC16分別為16×16的國標(biāo)漢字點(diǎn)陣文件和8×16的ASCII碼點(diǎn)陣文件，以二進(jìn)制格式存儲(chǔ)。最常用的ASCII碼點(diǎn)陣為5×7（橫向5個(gè)點(diǎn)，豎向7個(gè)點(diǎn)）或7×9。對于給定字體的字符，字形的點(diǎn)數(shù)越多，字形的質(zhì)量越好，而所需的數(shù)據(jù)量越大，占用存儲(chǔ)空間越多。對于不同的顯示系統(tǒng)，要顯示同一圖形，所需的數(shù)據(jù)排列順序各不相同，現(xiàn)有的HZK16和ASC16文件不一定能直接應(yīng)用到自己的系統(tǒng)中，常用的方法是用排列方式可自由定義的字模軟件取數(shù)據(jù)再放入程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。

    通過比較，發(fā)現(xiàn)選用12×12的點(diǎn)陣形式表示漢字、采用8×12的點(diǎn)陣形式表示ASCII碼可以兼顧美觀和減少硬件開支，而且有部分程序模塊可共用，也為后期中英文顯示界面、菜單操作界面奠定了基礎(chǔ)。字模軟件取數(shù)據(jù)時(shí)必須一個(gè)方向是8的倍數(shù)，因此12×12將自動(dòng)調(diào)整為16×12或12×16，點(diǎn)陣字符如圖1所示。

圖1  點(diǎn)陣字符

    不難發(fā)現(xiàn)，表示一個(gè)漢字需要24B，其中12B有一半是空白的，如果將由字模取得的數(shù)據(jù)壓縮一下，18B就足以存儲(chǔ)一個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。

硬件框圖

    如圖2所示，單片機(jī)STC89C516RD+的內(nèi)部集成了64KB閃存和1280B SRAM，利用其內(nèi)部資源不需要再擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器，譯碼器、屏幕地址產(chǎn)生器、多路地址/數(shù)據(jù)切換、電視信號(hào)產(chǎn)生器、電視信號(hào)合成大都采用FPGA編程實(shí)現(xiàn)，信號(hào)合成后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換送監(jiān)視器屏幕顯示。

圖2  硬件框圖

軟件實(shí)現(xiàn)

    據(jù)調(diào)查，漢字輸入方案中，拼音輸入方式占80%以上，形碼用戶則少于20%。漢字輸入法的實(shí)質(zhì)是建立一種按鍵組合到漢字編碼的映射關(guān)系，使用全鍵盤的B超系統(tǒng)與使用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤的PC的輸入法本質(zhì)上是相同的。建立索引表就可實(shí)現(xiàn)從按鍵組合到漢字編碼的映射，如圖3所示。

圖3  按鍵組合索引表示意圖

    在Keil C編譯環(huán)境下，“拼音輸入法模塊”可以從網(wǎng)上下載到，醫(yī)療系統(tǒng)常要用到醫(yī)院名稱和患者姓名，為此在該模塊基礎(chǔ)上，增加了一些常見的地名、姓名用字，共收錄漢字4120個(gè)，用字模軟件提取點(diǎn)陣，并進(jìn)行壓縮形成漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)庫，放入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，接著建立字模組合索引表，連同一些參數(shù)和表格數(shù)據(jù)共用一片EEPROM 39VF010就可以了。51系列單片機(jī)最大可尋址64KB存儲(chǔ)空間，可用P1口作頁地址實(shí)現(xiàn)對64KB以上數(shù)據(jù)空間的訪問。

    相對有限鍵的中文輸入法（如手機(jī)），全鍵盤的中文輸入法利用按鍵比較容易完成26個(gè)字母以及其他功能的操作。

    字庫準(zhǔn)備好之后，接下來的軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于構(gòu)建拼音組合樹（如圖4所示）的遍歷算法、同音字的查找算法。這里要占用51單片機(jī)的一些內(nèi)部RAM資源，存放拼音代碼、當(dāng)前拼音組合映射的字庫地址ADDR0、下一拼音組合映射的字庫地址ADDR1和當(dāng)前顯示漢字的首地址ADDR等。根據(jù)拼音組合用遍歷算法查得該拼音組合的第一個(gè)漢字的點(diǎn)陣地址，用向上、向下鍵實(shí)現(xiàn)翻頁，通過ADDR與ADDR0或ADDR1的比較，來保證在同一拼音組合內(nèi)查找漢字。

圖4  拼音組合樹示例

結(jié)論

    本方案已在某B超系統(tǒng)上成功實(shí)施，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)病歷號(hào)的中文拼音輸入及存儲(chǔ)，借助于該漢字庫實(shí)現(xiàn)了中文界面顯示。