raspberry pi picoでSSD1302に漢字を表示させたい。
というわけで以下の順でやってみた。
1.フォントを探す
2.イメージのバイナリデータをファイル化
3.漢字コードからバイナリファイルの場所を算出するインデックスを作成
4.文字コード変換１（ShiftJIS→JIS変換）
5.文字コード変換２（UTF8→ShiftJIS変換）
6.文字画像確認その１（コンソール出力）
7.文字画像確認その２(SSD1302への出力)
8.文字列を表示する。
1.フォントを探す
https://www.mgo-tec.com/blog-entry-ssd1306-shinonome.html を見てみると東雲フォント
というものがあるみたいなので、今回はこれを(shnmk16.bdf)を使ってみる。
2.イメージのバイナリデータをファイル化
どうせメモリ上にフォントイメージを載せられないので、一字毎イメージファイルを読むことにする。
バイナリデータは1文字32バイトで保存。
そのためのshnmk16.bdfからバイナリファイルを抽出するスクリプトを作って流してみる。
def readandwritefontsfile():
isImageArea=False
code=0
image=b''
with open('shnmk16.bdf') as f:
with open('fontImage.bin','wb') as wf:
for str in f:
if str[:9]=="STARTCHAR" :
code=int(str[10:14],16)
elif str[:6]=="BITMAP" :
image=b''
isImageArea=True
elif str[:7]=="ENDCHAR" :
wf.write(image)
isImageArea=False
elif isImageArea:
image+=bytes.fromhex(str[:4])
readandwritefontsfile()
で作成されたfontImage.binのファイルサイズが、220,128バイト。
CircuitPyドライブには載せられるが、メモリ上にこのイメージを載せるのは容量的に少し不安がある。
なので、表示の都度このファイルから1文字ずつ読み出すことにする。
3.漢字コードからバイナリファイルの場所を算出するインデックスを作成
shnmk16.bdf内で定義しているコードはJISのよう。
最初の文字コード（10進数）8481からで、使われていない文字はそのコードを飛ばしていて、
フォントコードが飛び番になっている。
確認方法として、以下を実施
・「shnmk16.bdf」をキーワードENCODINGでgrepし、
・出てきた行をExcelに貼り付け、
・区切り位置ウィザードで半角スペースを区切り
・E2セルに=D2-D1-1の計算式を入れ、E列末までコピーし、値貼り付けにより計算式を数値にして
・オートフィルタでE列として、マイナス値が1件を確認したのち、値0のもののみ表示し、表示された行を行削除し、
・オートフィルタを解除して、F1セルに=E1、F2セルに=F1+E2の計算式を入れ、F2セルをF列末までコピーして
・D列（コード）、E列(飛び番)、F列(累積)を抽出して確認
確認したところ、以下のコード値で直前のコードから+1より大きい数字に飛んでいる。コード値と飛び番数は以下。
コード 飛び番 累積
8737 162 162
8762 11 173
8778 8 181
8796 11 192
8818 7 199
8830 4 203
9008 177 380
9025 7 387
9057 6 393
9249 166 559
9505 173 732
9761 170 902
9793 8 910
10017 200 1110
10065 15 1125
10273 175 1300
12321 2016 3316
12577 162 3478
12833 162 3640
13089 162 3802
13345 162 3964
13601 162 4126
13857 162 4288
14113 162 4450
14369 162 4612
14625 162 4774
14881 162 4936
15137 162 5098
15393 162 5260
15649 162 5422
15905 162 5584
16161 162 5746
16417 162 5908
16673 162 6070
16929 162 6232
17185 162 6394
17441 162 6556
17697 162 6718
17953 162 6880
18209 162 7042
18465 162 7204
18721 162 7366
18977 162 7528
19233 162 7690
19489 162 7852
19745 162 8014
20001 162 8176
20257 162 8338
20513 205 8543
20769 162 8705
21025 162 8867
21281 162 9029
21537 162 9191
21793 162 9353
22049 162 9515
22305 162 9677
22561 162 9839
22817 162 10001
23073 162 10163
23329 162 10325
23585 162 10487
23841 162 10649
24097 162 10811
24353 162 10973
24609 162 11135
24865 162 11297
25121 162 11459
25377 162 11621
25633 162 11783
25889 162 11945
26145 162 12107
26401 162 12269
26657 162 12431
26913 162 12593
27169 162 12755
27425 162 12917
27681 162 13079
27937 162 13241
28193 162 13403
28449 162 13565
28705 162 13727
28961 162 13889
29217 162 14051
29473 162 14213
29729 162 14375
これをもとに以下の関数で入力code(SJISコード)を、その値により補正値を変え、
最終的にイメージファイルの読み込みアドレスを算出する
具体的には、
・G2セルに="elif code <"&D2&" :(Alt+Enter) code-="&E1 計算式を入れG列末までコピーして、
・G列をコピーし、テキストエディタに貼り付け、正規表現置換で\r?\nを\r\nに置換。
あとは前後を整備して、以下の関数を作る。
def binfileindex(code):
if code < 8737 :
pass
elif code <8762 :
code-=162
elif code <8778 :
code-=173
elif code <8796 :
code-=181
elif code <8818 :
code-=192
elif code <8830 :
code-=199
elif code <9008 :
code-=203
elif code <9025 :
code-=380
elif code <9057 :
code-=387
elif code <9249 :
code-=393
elif code <9505 :
code-=559
elif code <9761 :
code-=732
elif code <9793 :
code-=902
elif code <10017 :
code-=910
elif code <10065 :
code-=1110
elif code <10273 :
code-=1125
elif code <12321 :
code-=1300
elif code <12577 :
code-=3316
elif code <12833 :
code-=3478
elif code <13089 :
code-=3640
elif code <13345 :
code-=3802
elif code <13601 :
code-=3964
elif code <13857 :
code-=4126
elif code <14113 :
code-=4288
elif code <14369 :
code-=4450
elif code <14625 :
code-=4612
elif code <14881 :
code-=4774
elif code <15137 :
code-=4936
elif code <15393 :
code-=5098
elif code <15649 :
code-=5260
elif code <15905 :
code-=5422
elif code <16161 :
code-=5584
elif code <16417 :
code-=5746
elif code <16673 :
code-=5908
elif code <16929 :
code-=6070
elif code <17185 :
code-=6232
elif code <17441 :
code-=6394
elif code <17697 :
code-=6556
elif code <17953 :
code-=6718
elif code <18209 :
code-=6880
elif code <18465 :
code-=7042
elif code <18721 :
code-=7204
elif code <18977 :
code-=7366
elif code <19233 :
code-=7528
elif code <19489 :
code-=7690
elif code <19745 :
code-=7852
elif code <20001 :
code-=8014
elif code <20257 :
code-=8176
elif code <20513 :
code-=8338
elif code <20769 :
code-=8543
elif code <21025 :
code-=8705
elif code <21281 :
code-=8867
elif code <21537 :
code-=9029
elif code <21793 :
code-=9191
elif code <22049 :
code-=9353
elif code <22305 :
code-=9515
elif code <22561 :
code-=9677
elif code <22817 :
code-=9839
elif code <23073 :
code-=10001
elif code <23329 :
code-=10163
elif code <23585 :
code-=10325
elif code <23841 :
code-=10487
elif code <24097 :
code-=10649
elif code <24353 :
code-=10811
elif code <24609 :
code-=10973
elif code <24865 :
code-=11135
elif code <25121 :
code-=11297
elif code <25377 :
code-=11459
elif code <25633 :
code-=11621
elif code <25889 :
code-=11783
elif code <26145 :
code-=11945
elif code <26401 :
code-=12107
elif code <26657 :
code-=12269
elif code <26913 :
code-=12431
elif code <27169 :
code-=12593
elif code <27425 :
code-=12755
elif code <27681 :
code-=12917
elif code <27937 :
code-=13079
elif code <28193 :
code-=13241
elif code <28449 :
code-=13403
elif code <28705 :
code-=13565
elif code <28961 :
code-=13727
elif code <29217 :
code-=13889
elif code <29473 :
code-=14051
elif code <29729 :
code-=14213
else :
code-=14375
return (code-8481)*32
d=binfileindex(29400)
4.文字コード変換１（ShiftJIS→JIS変換）
pythonの標準でのJISコード変換は見つからなかったので、SJIS→JISの変換関数を作る。
def sjis2jis(indata):
h_data=int.from_bytes(indata)>>8
l_data=int.from_bytes(indata) & 0xff
if h_data<=0x9f :
if l_data < 0x9f :
h_data=(h_data<<1) - 0xe1
else :
h_data=(h_data<<1) - 0xe0
else :
if l_data < 0x9f :
h_data =(h_data << 1 ) -0x161
else:
h_data =(h_data << 1 ) -0x160
if l_data < 0x7f :
l_data -= 0x1f
elif l_data < 0x9f:
l_data -=0x20
else:
l_data -=0x7e
return h_data << 8 | l_data
5.文字コード変換２（UTF8→ShiftJIS変換）
circuitpythonでは、「'あ'.encode('shift_jis')」が使えずUTF-8で表示されてしまう。
なので自前で変換テーブルを作成する。元ネタとして、以下に簡易的なUTF-8→ShiftJISの変換の情報があるので
https://ameblo.jp/fc2miha/entry-12876272336.html
上の情報から、以下の情報を辿って、
https://drive.google.com/file/d/1dMNG8bcM58w7uHRdBbqsP2R1HGAU9K2z/view?usp=sharing
UTF-8→SJISの変換テーブル(list.dat)をダウンロードする。
このlist.datを入力にした、3バイトのUTF-8コードと2バイトのShiftJISのペアの5バイト*変換文字分のデータを作る。
次のプログラムでutf8tosjis.binを作り、
import json
def readandwriteconvfile():
flg_firstline=True
dic=dict()
with open('utf8tosjis.bin','wb') as wf:
with open('list.dat','r',encoding='utf-8') as f:
for str in f:
if flg_firstline :
flg_firstline=False
continue
str_utf8code,str_sjiscode,_=str.split(',')
wf.write(int(str_utf8code,16).to_bytes(3,byteorder='big'))
wf.write(int(str_sjiscode,16).to_bytes(2,byteorder='big'))
readandwriteconvfile()
出来上がった変換テーブル(utf8tosjis.bin)ファイルをcircuitpyドライブ直下におく。
サイズは、46,795バイト。どうせイメージを読み込むのにファイルアクセスがあるので
こちらを高速化してもあまり意味がないが、今回は変換テーブルを起動時にファイルから読み込み
メモリ上に載せておくことにする。
（ただ辞書にしてjson.dumpやjson.loadをすると、すごく時間がかかるのでメモリ一括読み込みし、
キーをハッシュアクセスではなく、ループで検索することにする。）
dic=dict()
allbyte=b''
with open('utf8tosjis.bin','rb') as f:
allbyte=f.read()
で、変換表を使ったutf8文字列→sjis文字列への変換関数を作る。
def utf8str2sjisstr(utf8str):
retval=b''
for utf8char in utf8str:
utf8=utf8char.encode()
i=0
while i>8
l_data=indata & 0xff
if h_data<=0x9f :
if l_data < 0x9f :
h_data=(h_data<<1) - 0xe1
else :
h_data=(h_data<<1) - 0xe0
else :
if l_data < 0x9f :
h_data =(h_data << 1 ) -0x161
else:
h_data =(h_data << 1 ) -0x160
if l_data < 0x7f :
l_data -= 0x1f
elif l_data < 0x9f:
l_data -=0x20
else:
l_data -=0x7e
return h_data << 8 | l_data
str_mainte='メンテナンス中'
putString(utf8str2sjisstr(str_mainte),28,8)
表示はこんな感じ。
utf8→sjis変換部分やユーザから見えなくてもよいので、putStringの中から呼べばよかったかも。
ま、泥臭いし半角対応はできていないので、今回作ってみたものの使わないかな？
8x8の美咲フォントを使う方は、いろいろ整備されているみたいだし。
2025年2月23日日曜日
raspberry pi picoでSSD1302に日本語を表示させてみた。
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1 件のコメント:
3.漢字コードからバイナリファイルの場所を算出するインデックスを作成
の箇所、東雲フォントに漢字イメージが無い文字コードは指定されない前提でコードを記述したけど、もしそんな指定をされてしまったら、関係ない文字が表示されてしまう。そういう場合に備えて、漢字イメージが無いコードを指定されていたら一律 ？ を表示するようにした方がよかったかもしれない。
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