Question

我在微控制器（Arduino Mega）的阵列中存储了Hitachi HD44780 LCD控制器的一些自定义字符。字符基本上是位图，颜色深度为1位，宽5 px，高8 px。

为了节省尽可能多的宝贵内存，我决定存储旋转的数据。否则我会浪费每行三位。例如，É会像这样存储：

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

输出应如下所示：

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

我的问题是，将这种情况转变为É的最有效方法是什么。我们在谈论一个只有8 KB RAM的16 MHz处理器，所以保持它尽可能快和微小是关键。编程语言是C（++）。

我个人的想法是创建所需的8字节数组并从左到右扫描行，用一些位掩码设置这些位。这就是为什么我也会对字母进行镜像，这样我就可以轻松地将我的位掩码移位并将其用于两个数组。

基本扫描第一个输入字节，相应地设置输出数组的第3位，扫描第二行，设置输出数组的第4位，依此类推。

但有没有更好的方法来实现这一目标？

Answer 1

首先，谢谢。这是我几个月来看到的最有趣的问题。

所以空间是约束。我认为主要的问题是位提取和插入成本会很快耗尽代码内存。从5个字节的数组中提取单个位的循环，插入到8个字节的数组中可能需要大量可执行代码来执行此操作。

我建议用不同的方式来表示数据是支持一种run-length encoding.输出字符可以被认为是一个单位字符串，由0 / 1s流组成，后跟其他0流/ 1s直到64位已填满。

实际上，您正在编码状态更改，而不是实际的位模式。数据宽度为1位，表示0或1，长度为3位宽，表示长度为1 .. 8.

因此

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

编码将是

0101 - 0位，共6位位置，编码为6 - 1（------）
1000 - 1位，总共1位位置，编码为1 - 1（＃）
0101 - 0位，共6位位置，编码为6 - 1（------）
1000 - 1位，总共1位位置，编码为1 - 1（＃）
0111 - 0位，共8位位置，编码为8 - 1（--------）
0101 - 0位，共6位位置，编码为6 - 1（------）
1100 - 1位，总共5位位置，编码为5 - 1（#####）

这是3.5个字节而不是4个字节来编码。

主题的变体是不对每个字节的前3位进行编码。当可执行代码到达时，它会自动将三个0放入其中。这会将上面的小例子的编码成本降低到大约2.5个字节，代价是一些额外的可执行代码。

我认为这样做的好处是，每次从字节的一个半字节中精确地拉出位，然后将它们丢弃为单个字节的位。 IMNSHO即将获得最大规模的收益。

Answer 2

有更好的方法来实现这一目标吗？

不是以旋转的方式保存字符位图，而是将其保存为5个字节。

在编译时打包：

创建32个常量（或eunm）

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

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))))

制作角色位图。有趣的是源代码看起来像字符位图。

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

要在运行时解压缩 - 可能有多种方法。以下是一个简单的想法。

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;
  }

另一个想法是使用更多代码，但使用32位变量。这是OP可以分析不同代码的地方。

为lcd屏幕旋转1位位图

2 个答案: