Урок 9. Русский язык на OLED дисплее 128X64

Вы могли наблюдать, что в предыдущих уроках №7 и №8 уже использовался Русский шрифт. В этом уроке мы разберём некоторые проблемные моменты с которыми можно столкнуться при выводе Русских букв на OLED дисплей.

х 1шт. х 1шт. или Trema Set Shield х 1шт.

Для реализации проекта нам необходимо установить библиотеки:

(текстовая) - для вывода текста и цифр на OLED дисплеи.
• Дополнительно можно установить библиотеку iarduino_OLED (графическая), но в данном уроке она использоваться не будет.Графическая библиотека поддерживает все функции текстовой и имеет дополнительные функции для работы с изображениями и графикой, но при этом она занимает больше памяти, как оперативной, так и памяти программ.

О том как устанавливать библиотеки, Вы можете ознакомиться на странице Wiki - Установка библиотек в Arduino IDE.

Вывод Назначение OLED дисплей Arduino UNO SCL Линия тактирования шины I2C SCL A5 SDA Линия данных шины I2C SDA A4 Vcc Питание (3,3 или 5 В) Vcc 5V GND Общий GND GND

В коде setup() происходит инициализация дисплея (подготовка дисплея к работе) и подключение шрифта «SmallFontRus» (в библиотеке имеется несколько предустановленных шрифтов, которые подключаются перед использованием). Со списком шрифтов и описанием всех функций библиотек iarduino_OLED и iarduino_OLED_txt, можно ознакомиться в разделе Wiki - OLED экран 128×64 / 0,96” .

Код loop() разбит на 4 части. Каждая часть начинается с очистки экрана функцией clrScr(), после чего следуют несколько функций print() для вывода текста или чисел на экран дисплея. Все части выполняются друг за другом с 3 секундной задержкой выполняемой функциями delay().

В результате на дисплее поочерёдно будут появляться: большие буквы (включая Русские), маленькие буквы (включая Русские) , символы и цифры .

Первая и основная проблема это кодировка в которой скетч передаётся компилятору. Разные версии Arduino IDE хранят скетч в различных кодировках. Даже последняя версия Arduino IDE 1.8.5 (на момент написания данного урока) для ОС Windows, передаёт компилятору скетч в кодировке UTF-8 (если скетч был сохранён в файл *.ino) или в кодировке Windows-1251 (если скетч не был сохранён). Но ни скетч, ни библиотеки используемые в нём, не знают в какой кодировке они будут переданы компилятору. Вот и получается что один и тот же скетч, оперируя Русскими буквами, может работать по разному.

Что такое кодировка?Компьютер, как и контроллер (в т.ч. Arduino) хранит, получает и передаёт данные в виде 1 и 0. Из набора 1 и 0 можно точно составить числа, но нельзя однозначно составить буквы. Кодировка это представление букв числами (по их порядковому номеру), которыми уже может оперировать компьютер или контроллер. Например, «А» - 1, «Б» - 2, «В» - 3 и т.д., тогда слово «ПРИВЕТ» можно передать, принять или сохранить, как набор чисел: 17,18,10,3,6,20. Так как буквы можно располагать по разному (сначала символы или числа, или буквы другого языка и т.д.), то и порядковые номера (числа) у букв будут разные, вот и получилось, что придумано множество кодировок. Исторически сложилось что Латинские буквы имеют одинаковые порядковые номера в большинстве кодировок: «A». «Z» = 65. 90, «a». «z» = 97. 122, а Кириллические буквы не только имеют различные номера, но могут быть разбросаны, или вообще отсутствуют в кодировках.

В библиотеках iarduino_OLED и iarduino_OLED_txt, мы предусмотрели функцию setCoding (), которая может принимать в качестве единственного аргумента, одно из значений: TXT_UTF8, TXT_CP866, TXT_WIN1251, определяющее текущую кодировку скетча. Эта функция закомментирована в 3 строке кода setup программы данного урока. Если Русский текст на дисплее отображается некорректно, то раскомментируйте строку с функцией setCoding и замените параметр TXT_UTF8, на TXT_CP866 или TXT_WIN1251. В большинстве случаев это решит проблему кодировок.

Если функция setCoding () Вам не помогла, тогда вызовите функцию setCoding () с параметром false, а Русские буквы указывайте их кодом, как это показано в следующем разделе данного урока: «Недостаточно памяти ». При желании укажите в комментариях к уроку свою версию ОС, версию Arduino IDE и какую кодировку использует Ваша Arduino IDE (если Вы не знаете какую кодировку использует Arduino IDE, то напишите какие символы отображаются на дисплее вместо строчных и прописных Русских букв). Мы постараемся добавить Вашу кодировку в библиотеки.

Вторая, но не менее важная проблема заключается в том, что строки занимают много оперативной памяти. Каждая буква строки занимает минимум 1 байт. Особенно актуальна эта проблема при создании различных пунктов меню.

Наиболее эффективным решением данной проблемы является хранение строк не в области оперативной памяти, а в области памяти программ, так как объем памяти программ гораздо больше. Для этого указывайте строки в качестве аргумента функции F(). Строки указанные таким образом будут храниться в области памяти программ:

Если Вы работаете со строками на Русском языке в Arduino IDE, которая хранит скетч в кодировке UTF-8. Вы уже храните строки в области памяти программ (или оставили строки в области оперативной памяти). Вы все равно можете освободить до половины памяти занимаемой строками!

Дело в том, что в кодировке UTF-8 каждая Русская буква занимает целых 2 байта. Если указывать Русские символы кодом в той кодировке, где они занимают 1 байт, можно освободить половину памяти занимаемой строками, вне зависимости от того, в каком типе памяти они хранятся.

Символы в шрифтах для библиотек iarduino_OLED и iarduino_OLED_txt располагаются в соответствии с кодировкой CP866, значит хранить и выводить Ваши строки на экран дисплея можно в этой кодировке:

Как указывать символ или букву по его коду в строках скетчей?Для начала нужно узнать коды всех символов той кодировки, в которой Вы желаете их указывать, таблицы символов различных кодировок можно найти в интернете. Для кодировки CP866, Русские символы имеют следующие коды:

А 128 \200 И 136 \210 Р 144 \220 Ш 152 \230 а 160 \240 и 168 \250 р 224 \340 ш 232 \350 Ё 240 \360 Б 129 \201 Й 137 \211 С 145 \221 Щ 153 \231 б 161 \241 й 169 \251 с 225 \341 щ 233 \351 ё 241 \361 В 130 \202 К 138 \212 Т 146 \222 Ъ 154 \232 в 162 \242 к 170 \252 т 226 \342 ъ 234 \352 242 \362 Г 131 \203 Л 139 \213 У 147 \223 Ы 155 \233 г 163 \243 л 171 \253 у 227 \343 ы 235 \353 243 \363 Д 132 \204 П 140 \214 Ф 148 \224 Ь 156 \234 д 164 \244 м 172 \254 ф 228 \344 ь 236 \354 244 \364 Е 133 \205 Н 141 \215 Х 149 \225 Э 157 \235 е 165 \245 н 173 \255 х 229 \345 э 237 \355 245 \365 Ж 134 \206 О 142 \216 Ц 150 \226 Ю 158 \236 ж 166 \246 о 174 \256 ц 230 \346 ю 238 \356 246 \366 З 135 \207 П 143 \217 Ч 151 \227 Я 159 \237 з 167 \247 п 175 \257 ч 231 \347 я 239 \357 247 \367

Для вывода любого символа нужно указать его код в 8-ричной системе счисления, которому должен предшествовать обратный слеш «\». Данное правило действует для любых строк в Arduino IDE. В строке «Ардуино iArduino» из примера выше, первая буква - «A», имеет код 128. Если перевести 128 в 8-ричную систему счисления, получится (200)8. Значит букву «А» можно записать как «\200», букву «р» как «\340», букву «д» как «\244» и т.д.

Для перевода чисел из 10-тичной в 8-ричную систему предлагаем воспользоваться стандартным калькулятором Windows. Откройте калькулятор, выберите вид калькулятора - «Программист» и введите число, Вы увидите его представление в разных системах счисления: HEX(16), DEC(10), OCT(8) и BIN(2).

Но если Вы желаете научиться быстро переводить числа между системами счисления 2, 4, 8, 10, 16, без калькулятора, то посмотрите Урок 32 - перевод чисел между системами счисления .