基于区位码的单片机汉字词汇库设计_h

1、 有线电视技术经验交流 戴建秋广州市花都区广播电视局 摘要：为实现单片机系统与 $%机的汉字异步串行通信，讨论在单片机系统上建立汉字词汇库，形成状态点释义汉字串，组织汉字区位码串串行通信格式的方法。词汇库是由编号词组子库组成，汉字用区位码存储，状态点释义汉字串 由词组编号链接而成&设置专门的释义汉字串串行通信格式。该方法的显著特点是，当单片机系统对应的状态点及其释 义字串的变化时基本不会引起 $% 机的软件变化，因而有益于提高系统的通用性、二次开发性以及容错能力，拓展汉字应用范围，增强单片机系统功能。 关键词：汉字 单片机 区位码串 串行通信 单片机作为核心控制部件已被广泛地应用于各类广播电视

2、设备及其测控系统，操作介面的汉化技术一直为人们所重视。以 ! 机为上位机、单片机为下位机的系统中，其汉字界面的实现目前主要是采用由下 位机提供状态、上位机提供释义字串的方法。这种方 法的缺点是，当改变对象的测控点数目或变化测试点状态解释时等需要改变上位机的程序来适应对象和下位机的相关变化，严重影响了系统的通用性、二次 开发性以及容错能力。如果将状态的释义汉字串存于单片机系统上，!机只管抽象地显示，则不但可以改善系统的通用性、二次开发性以及容错能力，还可降 低 ! 机一方的软件复杂度，增加整个系统的技术含量。显然#由于单片机系统的存储容量以及指令功能的局限性，实现这一技术目的的关键在于如何在单片

3、 机系统上实现汉字信息存储和传送。本文从控制系统 的状态释义用词有限的角度出发，研究在单片机系统上建立基于区位码的汉字词汇库及状态释义字串的串行传送方法。研究内容包括单片机系统的汉字词汇 库设计与检索方法、状态释义语句代码串的异步串行通信结构等等。实验结果表明，本方法对于以 ! 机作为上位机、单片机作为下位机的集散控制系统，在改 善因对象的测控点数目或测试点状态解释变化时，维持上位机软件系统结构不变方面达到实用效果。 的情况比较多见。本方法建的是词汇库，也是本方法关键所在。从通用角度出发，选用国标汉字区位码建库。 !词汇库容量确定 单片机系统的特性之一是存储容量小。利用区位 码存储汉字信息#一

4、个字须 & 个字节单元#一个单元放& 位 () 码区码#另一个单元放 & 位 () 码位码。根据系统的性质、对象的状态及下位机本身有可能向上位 机传送的内容等的说明所能涉及的词汇尽数列出， 以此确定库容量。词汇种类以保证所有必要组句为前提， 尽量不出现冗词。使词汇量恰到好处的主要方法是：（%）精缩说明字串；（&）尽量减小用字范围；（*）提高字的 共享度或单字组合频度。 !#词汇库结构确定 根据系统的性质与大小、复杂程度、需要说明内容的多少等，词汇库可分成三大类： （%）系统说明内容少，词汇量小，相应的字库可不考虑单字的重复使用而直接由句子字符串构成，因此也可以称之为句子库。这类结构只需检索句子

5、，不需词汇检索构建句子，因而句子输出速度快。 （&）系统的说明内容多，词汇量大，为节约存储空间，采用单字排列构成词汇库，这种词汇库实际上成了单字库。此类结构在形成一个句子时，如果该句子有 + 个单字则需要检索 + 次字库。 （*）更为一般和实用的字库结构是单字词组结构。这类库中同时存在单字和词组，具体结构如图 % 所示。 !区位码汉字词汇库构造 在单片机系统上建立务实有限的汉字字模库$%，&(!# 年$ 期（总第 %&! 期） 有线电视技术经验交流 组子库 &3 号元素有序组成。在每台下位机系统上，将所有的独立字串进行集中管理，整合为系统的多元释 义汉字串数组，用 $ 表示， 图 & 单字 词

6、组库结构 % $，3 &，30，3$-那些使用频度高、用字量少的句子用词组存储， 可以提高系统的工作速度，不影响系统控制的实时性要 求。而那些不常用的长句子，则拆分成字和词组保存，即长句子由词汇库中单字和词组组成。将词组按含字数目排序在单字子库后，便形成系统的词汇库。 若 ! 个子库中无重复字出现，则该词汇库是单字库的结构进化库。两库的相同之处是所占容量相同，不同之处是检索方法的差异。该库在使用上既不向句子库那样会 出现浪费单元现象，也不会向单字库那样句子 形成时间过长。 （,）% %$，& &，&0，&由于对每一个状态的描述不可能使用的汉字字数都相同，因此 $ 的各元素占用的单元数目也是难以

7、相同。 !$ 汉字串检索 根据已知的 12 状态是不方便直接从 $ 中获得句子编号串的。为实现对 $ 的检索，建立 $ 检索数组， 记为 &， #=$53 =&53= 053 个编号。 算法 & 汉字区位码串检索 以单字词组库检索为例进行讨论。 !#词汇库元素编号 所谓词汇库元素是指各子库中，从子库首地址开 始，按“子库序号#$”数目对子库进行单元分割而形成的存储单元段中所存储的词汇。为实现不同字数元素的 统一检索，对所有元素进行统一编号。 设词汇库共有 % 个元素，其中之 &( 为单字子库元素编号；()&* 为 $ 字词组子库编号；*)&+ 为 , 字词组子库编号；其余类推。当 !-, 时，

8、%-()*)+，词汇库占用单元数-$#().#*)/#+。 ! 状态描述汉字串设置 输入：12输出：$?2，A，或关于 1 释义的汉字区位码串 2步骤：（&）依照 1 的状态值在 & 中寻找 = 或 = ； 22，32，&（$）通过 = 或 = 中地址码在 $ 中找到描述 12，32，&2的汉字词汇编号串的首地址， 并将其存入编号串指针， 相应的长度单元内容存入长度计数器； （,）根据编号在词汇库中取出单字或词组的区位码串按序排放于汉字区位码串缓冲区。 （.）长度计数器减 &，编号串指针加 &； （）长度计数器-3？否则转（,），是则结束。 汉字区位码的处理方法有两种，一种是向算法里写 的，设

9、置汉字区位码串缓冲区，先将查询到的汉字 区位码按序存入汉字区位码串缓冲区，等到句子词汇 齐全集中送往上位机；另一种是检索到一个词汇就送 一次。考虑到单片机的 BCD 单元紧张，后一种方法也是可取的。一般来说，在同一个系统的下位机上的词汇库是相同的，$ 和 & 是不尽相同的，均可由上位机或开发机下载。为不影响系统工作的连续性，另设开 发机下载更符合实际需要。词汇库在系统使用说明书 上列出， 因此遇到少而短的字串可直接在下位机上通 过键盘填写 $ 和 E 以及对程序的有关参数进行修改。 凡需向上位机独立提供说明字串的、对象或状态等，为方便集成管理，统称为状态点。设系统有 0个状态点需汉字串描述，记

10、为 1&，1$，1,， 状态点对应两个状态描述汉字串，即 10。每个2 !1432531 -（&）& 1425&2!6&，$，07，142，3、142，& 分别表示第 2 状态点 在 3 或 & 状态时的释义汉字串，一般结构可表示为 142，!-“（&）（$）（8）” （$）!63，&7，# 是词汇库元素编号，，8 9。假定 (-/，*-.，+-$，则 9-&$，单字子库元素编号范围为 &/，$ 字词组子库元素编号范围为 :&3，, 字词组子库元素编号范围为 &$。若 142，3-“（$）（;）（.） （&3）”，即第 2 状态点的 3 状态意释字串由单字 子库中 $、. 号元素，$ 字

11、词组子库 ; 号元素及 , 字词 %&!# 年第 $ 期（总第 %&! 期）单字子库 $ 字词组子库 , 字词组子库 ! 字词组子库 有线电视技术经验交流 !释义例句如表 # 所示。限于篇幅表 # 未列出 # 号机状态点的状态释义汉字字串。表中给出的是状态为 ! 的释义内容，为 的释义一般与 ! 相反，可不列也可列， 如果列则 ! 占据的容量将增加 ! 倍，但下位机的这 类变化对上位机程序无影响。 汉字区位码的 #$%!% 串行传送格式串行传送的信息帧长度为 ! 位，以字串为单位进行传送。标志帧与状态帧设校验位，字串帧不设校验位，这样一帧数据可传送 # 个区码或 # 个位码，一个汉字区位码用

12、# 帧串行码即可传完。下位机上送或 上位机、开发机下载的帧格式相同，如图 # 所示。 表 % 实验系统状态释义汉字字串例表 图 # 句子串行传送信息结构 起始标志帧、结束标志帧选择机号帧、状态帧、句子帧无法产生的组合状态，例如以 $%& 为起始标志， 以 $& 为结束标志。机号帧用 ()(* 对下位机进行编号，系统最多可含 +, 台下位机。 状态帧：()(, 为状态编码，对应 -!，-#，-.， -/ 的下标；(*0；(+ 为状态值，即下位机最多可对对象的 .# 个二值状态点进行监测。如果增加监测点可增加状态帧。 句子帧是统称。句子帧长度0句子的字数1#（信息 帧）。 结束语计算机汉字应用技术

13、一直是重要的研究内容，探讨单片机系统的汉字使用方法，有益于单片机技术在我国的进一步深入发展。本文就下位机是单片机系统，上位机是 23 机，下位机与上位机以异步串行通信方式交换信息的系统讨论了在单片机系统上建立汉字词汇库的新型汉字应用方法，解决的关键问题为： （!）单片机系统的汉字词汇库结构、检索及其释义汉字区位码串生成； （#）状态点释义汉字区位码串的串行传送结构。本方法的显著特点是：状态点及其释义字串的变 化基本不会引起上位机的程序变化，从而提高了系统的通用性、二次开发性以及容错能力。事实上文章讨论的是一种变下位机不变上位机的工作模式4其原理不 拘泥于汉字语种4而适用于任何一种可电脑处理的文

14、 字语种。实验用单片机是 5*!，但系统的工作原理也可借鉴于其他类型、系列单片机系统以及其他需要使用汉字的基本控制系统核心器件是单片机的测控系统。如果将精选的汉字字模数据用二次寻址存储器 保存，则使用此方法可实现单片机系统自身的有限汉字显示，使得单片机应用范围更为广泛。 参 考 文 献 &应用实例实验系统的上位机是 23 机4下位机为以 5*!为核心器件的单片机系统 # 台4一台进行温度、湿度测控， 一台进行机房主要设备工作状态测控。依据两台下位机 系统所有状态释义句产生的词汇库结构与内 容如表 ! 所示。 表 ( 实验系统词汇库例表 !黄深春6 国标点阵汉字库的快速访问方法4单片机与嵌入式系

15、统应用6 #!7896 $ $5寿建霞6 建立单片机系统汉字库的一种通用方法6 微型电脑应用6!8886 !*7#96 + +#鞠东生6 ; 中实现汉字内码与区位码的转换6 电脑开发与应用6#!6 !,7!96 . .#!由表 ! 的结构可看出，从系统所有释义句提炼出含不同字数词组后， 每个子库是先定编号后填词，并且各子库占用编号数目最好稍多于实际词组数，以便 今后增加当时未涉及词组。单片机系统中的部分状态 #.)(!# 年$ 期（总第 %&! 期）单字子库 # 字词组子库 词组 第 一 二 三 四 号 坏 值 电路 通道 工作 量程 编号 !#.,*+$5!$!5!8#词组 高 低 前 后

16、向 过 欠 控制 检测 状态 编号 8!#!.!,!*!+#!#.#,. 字词组子库 , 字词组子库 词组 超负荷 传感器 编号 #*#+#$#5#8.起始标志帧 机号帧 状态帧 句子帧 结束标志帧 ! 号机状态点 # 号机状态点 状态释义汉字字串 ! 结构 !#.,!#.,!检测电路坏 7#97!$97$9!后向通道坏 7!#97!.97!597$9!第三号传感器坏 7!97,97+97#+97$9!检测值过量程 7#97597!,97#9 基于区位码的单片机汉字词汇库设计 作者： 作者单位：刊名： 戴建秋广州市花都区广播电视局有线电视技术英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数： CABLE

17、TELEVISION TECHNOLOGY2005，12(4)1次 参考文献(3条) 1.黄深喜.樊晓平.杨安平 国标点阵汉字库的快速访问方法期刊论文-单片机与嵌入式系统应用 2001(7) 2.寿建霞 建立单片机系统汉字库的一种通用方法 1999(2)3.鞠冬生 VB中实现汉字内码与区位码的转换期刊论文-电脑开发与应用 2001(11)相似文献(10条) 1.期刊论文 刘进军.高美珍.LIU Jin-jun.GAO Mei-zhen 基于单片机的汉字输入法的实现 -国外电子元器件2006(12) 在需要实时大量输入汉字的显示控制处理应用中,利用传统单片机实现显示控制的设计方法是较难实现的.带

18、汉字字库的液晶模块的使用使得小容量ROM单片机的大量汉字信息输入与显示成为可能.提出了针对汉字字库编码的二级索引拼音输入检索方法,介绍了以ST7920作为控制器的带汉字字库的液晶显示模块的接口方法及汉字显示和控制原理,给出了通用计算机键盘在单片机中的串行接口,采用该技术可大大增强单片机的汉字输入功能.为小容量ROM单片机的大批量汉字信息处理提供了一种汉字输入解决方案. 2.期刊论文 张永峰.王宜怀 基于Motorola新型单片机的汉字显示屏设计 -微机发展2004,14(10)提出了一种利用Motorola公司新推出的单片机MC68HC908JL8设计的LED汉字点阵显示屏的方案.该方案避免传

19、统设计的缺陷,将PC机生成的汉字字模直接发送给单片机,由单片机负责接收、屏幕刷新显示等工作.该LED汉字点阵显示屏的硬件电路采用了串行移位+锁存+驱动的结构,并给出了采用这种硬件结构的设计原理分析,然后对应整个硬件系统进行了单片机方和PC机方的程序设计.最后给出了其设计流程及技术实现的要点,对其中的技术难点进行了简明的分析. 3.期刊论文 戴永.何建波.肖芬 基于单片机词汇库与串行通信的汉字应用方法研究 -计算机工程与应用2004,40(4) 针对下位机是单片机系统,上位机是PC机,下位机与上位机以异步串行通信方式交换信息,PC机界面为汉字界面的集散控制系统,讨论在单片机系统上建立汉字词汇库,

20、形成状态点释义汉字串,组织汉字区位码串串行通信格式的方法.词汇库是由编号词组子库组成,汉字用区位码存储,状态点释义汉字串由词组编号链接而成,为释义汉字串设置专门的串行通信格式.该方法的显著特点是状态点及其释义字串的变化基本不会引起上位机的程序变化.实验结果表明,该方法有益于提高系统的通用性、二次开发性以及容错能力,拓展汉字应用范围,增强单片机系统功能. 4.期刊论文 谢莉莉.汪鹏.XIE Li-li.WANG Peng 用于单片机或嵌入式系统汉字输入法设计 -国外电子元器件2008,16(9) 随着单片机和嵌入式系统的广泛应用,单片机的汉字输入和显示越来越重要.为此,介绍一种单片机显控系统的输

21、入方法设计与实现.以Philips公司生产的P89V51RD2单片机为核心,采用奥可拉中成模块(OCMJ)B系列液晶显示器,并利用通用小键盘(4x4按键)快速实现字母、数字、汉字的检索录入. 5.期刊论文 戴建秋.梁永春 通过构建单片机释义汉字词汇库提升实时监测系统通用性 -中国有线电视2005(2) 在广播电视设备实时监测系统中,如何开发利用单片机系统的汉字使用方法解决实际问题,一直是重要的研究内容.提出在单片机系统上构建务实有限的释义汉字词汇库,以串行通信方式在采样用单片机系统与显示用PC机之间实现状态点释义汉字串信息的传送.这种新型汉字应用方法,有效克服了目前广播电视实时监测系统中存在的

22、缺陷.经实际使用,当监测点的数量及其释义字串变化时PC机软件可以基本不变,可有效提高系统通用性. 6.期刊论文 石长华.周杰.SHI Chang-hua.ZHOU Jie 基于Proteus的单片机汉字点阵显示设计与仿真 -景德镇高专学报2007,22(4) Proteus软件可进行单片机仿真,本文用Proteus软件设计汉字LED点阵静态显示,给出了完整设计电路和仿真程序源代码,通过仿真运行,在LED点阵中显示出景高专三个汉字.仿真结果表明Proteus软件在单片机应用设计中具有重要的实用价值,能极大缩短产品开发周期,节约开发成本. 7.期刊论文 陈传虎.伍斌 单片机并行扩展口在小型汉字显示屏中的应用 -电子工程师2001,27(10) 结合开发汉字LED显示屏与教授单片机课程的体会,介绍一种利用单片机8031的并行扩展口构成小型汉字LED显示屏的方法.8.会议论文 王祥.丁艳巍 单片机应