為LCD屏幕旋轉1位圖

Question

我在微控制器（Arduino Mega）的陣列中存儲了一些Hitachi HD44780 LCD控制器的自定義字符。 字符基本上是位圖，其顏色深度為一位，寬度為5像素，高度為8像素。

為了盡可能節省寶貴的內存，我決定存儲輪換的數據。 否則我會在每行浪費三位。 因此，例如，É的存儲方式如下：

---#####   0x1F
-#-#-#-#   0x55
#--#-#-#   0x95
---#-#-#   0x15
---#---#   0x11

輸出應如下所示：

-----#--   0x04
----#---   0x08
--------   0x00
---#####   0x1F
---#----   0x10
---####-   0x1E
---#----   0x10
---#####   0x1F

我的問題是，將其轉換為É的最有效方法是什么。 我們在這里談論的是只有8 KB RAM的16 MHz處理器，因此，使其保持盡可能快和小巧是關鍵。 編程語言是C（++）。

我的個人想法是創建所需的8字節數組，並從左到右掃描行，並使用一些位掩碼設置位。 這就是為什么我還鏡像字母的原因，以便可以輕松地將位掩碼右移並將其用於兩個數組。

基本上掃描第一個輸入字節，相應地設置輸出數組的第3位，掃描第二行，設置輸出數組的第4位，依此類推。

但是，有沒有更好的方法來實現這一目標？

Answer 1

首先，謝謝。 這是我幾個月來最有趣的問題。

因此，空間是制約因素。 正如我所看到的，主要的問題是位提取和插入會付出一定的代價，這將很快吞噬代碼存儲器。 循環從5個字節的數組中提取一位，然后插入8個字節的數組中，可能需要大量的可執行代碼來完成。

我建議表示數據的另一種方法是支持一種游程長度編碼。 可以將輸出字符視為單個位字符串，由0 / 1s的流組成，然后由其他0 / 1s的流組成，直到填充64位為止。

實際上，您正在編碼狀態更改，而不是實際的位模式。 數據將為1位寬，表示0或1，長度為3位寬，表示長度1..8。

因此與

-----#--   0x04
----#---   0x08
--------   0x00
---#####   0x1F

編碼將是

• 0101-0位，總共6位位置，編碼為6-1（------）
• 1000-1位，共1位，編碼為1-1（＃）
• 0101-0位，總共6位位置，編碼為6-1（------）
• 1000-1位，共1位，編碼為1-1（＃）
• 0111-0位，總共8位位置，編碼為8-1（--------）
• 0101-0位，總共6位位置，編碼為6-1（------）
• 1100-1位，共5位，編碼為5-1（#####）

這是3.5個字節，而不是4個字節進行編碼。

---

主題的一種變化是不對每個字節的前3位進行編碼。 當可執行代碼出現時，它會自動將三個0放入其中。 這將使上面的小示例的編碼成本下降到約2.5個字節，而這會花費一些額外的可執行代碼。

我認為這樣做的好處是，您每次都從一個字節的半字節中精確地提取一些位，然后將它們放入單個字節的位中。 IMNSHO將獲得最大的收益。

Answer 2

有沒有更好的方法來實現這一目標？

與其以旋轉方式保存字符位圖，不如將其打包為5個字節。

要在編譯時打包：

1. 創建32個常量（或eunm ）

    #define L_____ 0 #define L____X 1 #define L___X_ 2 ... #define LXXXX_ 30 #define LXXXXX 31 

2. 制作宏

    #define PACK8_5(a,b,c,d,e,f,g,h) \\ ((((((uint64_t)(a) << 5) + (b)) << 5) + (c)) << 5) + (d) ... #define UNPACK40_5(a) \\ ((a) >> 32) & 31, ((a) >> 24) & 31, ((a) >> 16) & 31, ((a) >> 8) & 31, (a) & 31 #define CHBM(a,b,c,d,e,f,g,h) (UNPACK40_5(PACK8_5((a),(b),(c),(d),(e),(f),(g),(h)))) 

3. 制作字符位圖。 這樣做的好處是源代碼看起來像字符位圖。

    unsigned char letter[5] = { CHBM( \\ L__X__, \\ L_X___, \\ L_____, \\ LXXXXX, \\ LX____, \\ LXXXX_, \\ LX____, \\ LXXXXX) }; 

在運行時打開包裝-可能有多種方法。 下面是一個簡單的想法。

void unpack5to8(unsigned char dest[8], const unsigned char src[5]) {
  uint64_t pack = src[0];
  for (unsigned i=1; i<5; i++) {
    pack <<= 8;
    pack += src[i];
  }
  for (unsigned i=8; i>0; ) {
    i--;
    dest[i] = pack & 31;
    pack >>= 5;
  }

另一個想法是使用更多的代碼，但使用32位變量。 這是OP可以配置不同代碼的位置。