摘  要：SPCE061A是凌阳公司设计的一款16位单片机，该单片机资源丰富，具有较高的性价比。本方案在SPCE061A单片机平台上构造了简易的拼音输入法，并以SPLC701B液晶显示模组为输入输出设备，实现了汉字、英文字母、数字符号等文本信息的输入。

关键词： 单片机 SPCE061A 输入法

1 引言

　　中文输入是手机、PDA等手持终端的基本功能，研究基于单片机的中文输入方法，对于手持电子产品的开发具有一定的现实意义。SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，具有易学易用的指令系统和集成开发环境，为软件开发提供了方便的条件。本方案利用凌阳大学计划推出的SPLC701B液晶显示模组作为输入输出设备，在SPCE061A单片机上实现了拼音输入法，可实现汉字、英文字母、数字符号等文本信息的输入。本方案可以为基于单片机的产品开发、中文输入法研究等提供辅助和参考。

2 系统硬件设计

　　对于文本输入系统，除了主控制器外，至少还要包括输入设备和显示设备。系统采用SPCE061A单片机作为主控制器，而输入和显示都通过SPLC701B液晶显示模组（集成了4×4键盘）实现，系统的硬件结构框图如图 2-1所示。

图 2-1 系统硬件结构图
　　SPCE061A单片机作为主控芯片，负责构建拼音输入法的数据结构，并在单片机内部Flash中保存汉字的拼音编码。SPCE061A接收4×4按键输入，并通过LCD显示交互内容，从而实现用户操作界面。

2.1 SPCE061A芯片特性

2.1.1 SPCE061A简介

　　SPCE061A是一款基于u'nSP内核的16位单片机，其芯片特性如下：
　　● 工作电压：内核工作电压VDD为3.0～3.6V(CPU)，I/O口工作电压VDDH为VDD～5.5V(I/O)；
　　● CPU时钟：0.32MHz～49.152MHz；
　　● 内置2K字SRAM和32K闪存ROM；
　　● 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电小于2μA@3.6V；
　　● 具备触键唤醒的功能；
　　● 32位通用可编程输入/输出端口；
　　● 2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；
　　● 7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器；
　　● 2个10位DAC(数-模转换)输出通道；
　　● 14个中断源可来自定时器A / B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；
　　● 具备串行设备接口；
　　● 低电压复位(LVR)功和低电压监测(LVD)功能；
　　● 内置在线仿真(ICE，In- Circuit Emulator)接口。
　　SPCE061A的内部结构框图如图 2-2所示。

图 2-2 SPCE061A内部结构图

2.2 SPLC701B液晶显示模组特性

　　SPLC701B液晶显示模组采用基于凌阳SPLC701B芯片的点阵液晶显示器，具有120×52显示分辨率，内置汉字字库和半角字符库，可软件调节对比度（32级），支持串行和并行控制方式。模组同时配备4×4键盘供用户使用。液晶显示器的基本特性见下表：
表 2.1 液晶显示器特性参数

显示模式	1. 4行10列全角字符（11×12点阵字符），同时支持半角字符（5×12点阵字符）显示。 2. 120×52点阵图形显示。 3. 14段图标显示。 上述三种模式可同时显示。
显示器尺寸	34.5 （宽）× 33.3 （高）× 1.91 （厚） mm
可视区尺寸	30.5 （宽）× 23.4 （高） mm
点大小	0.2 （宽）× 0.303 （高） mm
像素尺寸	0.22 （宽）× 0.323 （高） mm

　　模组包括LCD显示器和4×4键盘两个部分，LCD与键盘可以各自独立使用，互不影响。

2.3 硬件电路

2.3.1 SPCE061A最小系统

　　本方案使用SPCE061A精简开发板（61板）作为单片机最小系统。61板包括SPCE061A芯片外围的基本模块，有：晶振输入模块（OSC）、锁相环外围电路（PLL）、复位电路（RESET）、指示灯（LED）等，如下图所示。

图 2－3 SPCE061A最小系统

2.3.2 LCD显示器

　　SPLC701B液晶显示模组提供的LCD显示器采用凌阳SPLC701B液晶驱动芯片，点阵分辨率为120*52，内置中文字库，可显示汉字、字符、图形等。该LCD显示器支持串行、8位并行、4位并行等多种接口方式，为简化电路连接，这里使用串行接口方式，如图 2-4所示。

图 2－4  SPCE061A与LCD显示器的硬件连接

2.3.3 4×4键盘

　　SPLC701B液晶显示模组附带4×4键盘，可直接与SPCE061A的I/O端口连接。其电路原理图如下：

图 2－5  4×4键盘

3 系统软件设计

　　本方案的软件系统主要包含下列模块：
　　按键扫描：扫描4×4键盘，获取键值。包括Key.asm程序文件和Key.inc、Key.h头文件。
　　LCD显示：LCD显示驱动程序，实现文本、图形显示等功能。该模块包括LCD701_Drv.asm、LCD701_Functions.c程序文件，以及LCD701_Cfg.inc、LCD701_Defs.h、LCD701_Drv.h、LCD701_Functions.h等头文件。
　　文字输入：通过4×4键盘输入汉字（拼音输入法）、字符、数字等，并在LCD上显示出来，以便于用户编辑通讯录条目。该模块包括PY_IME.c、PY_Interface.c程序文件，以及PY_Index.h、PY_MB.h、PY_IME.h、PY.h等头文件。

3.1 各模块程序说明

3.1.1 按键扫描模块

　　按键扫描是在TMB_128Hz中断服务程序中进的，采用逐行扫描方式获取键值。4×4键盘的左面3列采取手机按键排布方式，最右一列的4个按键分别被定义为"向上"、"向下"、"确定"和"取消"，如图 3-1所示。

图 3－1  4*4按键定义

3.1.2 LCD显示模块

　　LCD显示部分采用SPLC701B液晶显示模组附带的驱动程序。该驱动程序的架构如图 3-2所示。

图 3－2  LCD驱动程序架构
　　程序中用到的LCD驱动函数主要有：
　　void LCD701_Init(void);        // LCD显示初始化
　　void LCD701_ClrScr(unsigned Part);     // 清除屏幕显示内容
　　void LCD701_SetTextPos(unsigned Row, unsigned Col); // 设置文本显示位置
　　void LCD701_SetTextMode(unsigned TextMode);   // 设置文本显示模式
　　void LCD701_Print(const unsigned char *String);   // 在屏幕上打印字符串

3.1.3 文字输入模块

　　拼音输入法是本方案的核心内容，它负责将键盘输入的数字序列转换为汉字。拼音输入法大体可以分为两个步骤：首先将键盘输入的数字序列转换为拼音编码，然后搜索到该拼音编码对应的汉字编码。
　　拼音编码以索引表的形式保存在PY_Index.h中，每个拼音编码的数据结构为：
　　typedef struct
　　{
　　   const char *T9;   // 按键数字序列
　　   const char *PY;   // 拼音编码字符串
　　   const char *MB;   // 该拼音对应的汉字码表地址
　　}T9PY_IDX;
　　所有的拼音编码组成一个数组常量T9PY_index[]，每个拼音编码作为数组中的一个元素存在，下面是该数组的片段：
　　const T9PY_IDX  T9PY_index[] ={     
　　 {"2","a",PY_mb_a},
　　 {"3","e",PY_mb_e},
　　 …… ……
　　 {"224","bai",PY_mb_bai},
　　{"224","cai",PY_mb_cai},
　　 …… ……
　　}
　　当用户通过键盘输入一个数字序列后，程序将遍历拼音编码数组中的每个元素，找到与这个数字序列对应的所有拼音编码。例如输入数字"224"，遍历T9PY_index数组将获得"bai"和"cai"两组拼音编码，程序将这些匹配的拼音通过LCD显示出来，供用户选择。
　　在用户选定了拼音之后，程序就可以获得该拼音编码对应的汉字码表地址。例如选择了拼音"cai"，那么程序将获得该拼音拼音编码对应的汉字码表地址PY_mb_cai。汉字码表是具有相同读音的汉字组成的编码数组，例如PY_mb_cai数组的定义如下：
　　const unsigned char PY_mb_cai []={"@猜才材财裁采彩睬踩菜蔡"};
　　程序将汉字码表数组中的所有汉字显示在LCD上，这样用户就可以通过键盘选取所需的汉字了。由于LCD可显示的字数有限，这里采用分页显示的办法，每页显示8个汉字供用户选择，并可利用键盘中的"Up"和"Dn"键上下翻页。
　　用户在录入文本时，除需要输入中文外，也可能需要输入英文、数字以及符号等。因此，将4×4键盘的一些特定按键定义为英文、数字等输入键，从而构成了完整的文本输入模块。文字输入模块的程序流程如下：

图 3－3 文字输入模块程序流程

4 操作说明

　　本系统实现的输入法可以方便地实现中文、英文字母、数字、符号的混合输入。与手机键盘类似，英文字母a～z分配在2～9这几个数字键上，如下图所示：

图 4－1 按键与字母映射关系

4.1 输入汉字

　　当输入汉字时，连续按拼音字母对应的数字键，LCD将显示所有匹配的拼音。按Up或Dn键选中所需的拼音，再按确定键即可进入汉字选择状态。LCD将分页显示该拼音对应的所有汉字，每个汉字上方有一个数字，按相应的数字键可以选中所需的汉字，按Up和Dn可上下翻页。例如，输入汉字"书"，需要进行如下操作：
　　"书"字的拼音编码为"shu"，因此依次按数字键"748"，LCD将显示与之对应的所有拼音编码：

图 4－2 输入拼音
　　按Up或Dn键，将光标切换到"shu"的位置，再按"确定"键，LCD将显示拼音"shu"对应的汉字列表：

图 4－3 选择汉字
　　直接按数字键"1"即可选定汉字"书"。如果需要的汉字没有出现在当前页，则可利用Up和Dn键上下翻页。

4.2 输入英文字母

　　以输入英文字母"r"为例，首先按"r"对应的数字键"7"，LCD将显示该数字键对应的所有字母：

图 4－4 选择英文字母
　　按Up或Dn键，将光标移动到"r"的位置，再按"0"键即可选定字母"r"。

4.3 输入数字和符号

　　当输入数字时，需要先按数字键，再按"#"键。例如输入数字3，则依次按"3#"即可。
此外，输入法还支持一些常用符号输入。按"1"键，LCD将显示符号列表：

图 4－5 输入符号
　　每个符号上方有一个数字，按0～8数字键可输入对应的符号，按"#"键则输入数字"1"。例如输入符号"@"，需要依次键入"03"。

5 参考文献

[1]  罗亚非.凌阳16位单片机应用基础[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2003
[2]  薛钧义 张彦斌 虞鹤松 樊波   凌阳十六位单片机原理及应用[M]  北京航空航天出版社 2003年2月第1版
[3]  谭浩强    C程序设计[M]   清华大学出版社   1999年12月第2版
[4]  沈美明 温冬蝉  IBM-PC汇编语言程序设计[M]    清华大学出版社 2001年8月第二版
[5]  实验指导书     凌阳大学计划资料
[6]  凌阳大学计划网站www.unsp.com.cn