Arduino库 ＜TFT_eSPI＞ 中文字库的制作与使用

原文：Arduino库 ＜TFT_eSPI＞ 中文字库的制作与使用_a null pfont was passed to textfont()-CSDN博客

作者学习自以下博客，经过验证，并重新整理了步骤。
https://www.cnblogs.com/deng1821333144/p/15307883.html#_label2
如有需要，请访问原文章进行查看。

目录
一、TFT_eSPI基础配置
二、字库制作
1. 找到官方工具
2. 准备字体文件
3. 稍改一下代码
① 设定字体文件
② 确定字体的转换大小
③ 确定字体的转换范围
④ 生成vlw文件
4. 生成字库文件
① vlw文件转为hex数组
② 创建字库头文件
三、演示效果
四、常见错误
1. A null Pfont was passed to textFont()
2. 字体.h: No such file or directory
声明
一、TFT_eSPI基础配置
本篇内容以TFT_eSPI库中制作中文字库为重点，不再讲解该库使用环境的搭建，网上讲解的很多，可以自行搜索学习。
请确保自己的TFT_eSPI库已正确完成基础配置（如例程测试成功）后，再尝试本文方法。

截止2022年8月16日
Arduino 1.8.19
TFT_eSPI 2.4.72
该方法测试无误

二、字库制作
1. 找到官方工具
首先，先找到自己安装的TFT_eSPI库所在目录,一般处于Arduino安装目录或是自定义工作空间的libraries文件夹下。

在其中的Tools文件夹中，有官方提供的字库制作工具。

按路径进入Tools\Create_Smooth_Font\Create_font文件夹
目录下有两个文件夹与一个.pde文件

data：文件夹，存放待转换的原始字体文件（ttf后缀）
FontFiles：文件夹，存放制作出的字库文件（vlw后缀）
Create_font.pde：文件，制作字库所用的代码程序

这里的.pde文件需要使用专门的IDE进行运行，安装如下：

进入官网 https://processing.org/
选择Download，下载对应电脑版本的软件即可。
免费软件（捐赠可忽略）

这里讲一下linux下的安装
下载后会得到一个.tgz压缩文件（具体版本号可能存在差异）
将其解压后放到常用于存放程序的目录下
使用终端进入该软件目录，执行install脚本

bash install.sh
1

随后桌面上会出现程序图标，运行效果如下：

如果图标无法正常显示，按提示进行信任操作即可。

2. 准备字体文件
准备好字体文件。
Windows环境下，在系统盘的Windows\Fonts目录下可以找到本机使用的字体文件，可以选想用的字体复制出来。或者可以在网上找字体网站下载字体。ttf格式和otf格式均可。
将字体文件放进前文提到的data文件夹中。

如本次使用的字体是华光准圆[HGY3_CNKI.ttf]

3. 稍改一下代码
① 设定字体文件
使用Processing IDE打开Create_font.pde文件，修改其130、132、133行（可能随版本改变行数发生变化）。
fontName >>> 字体的名字 （如本次使用的HGY3_CNKI）
fontType >>>字体的格式 （如本次使用的是ttf）

② 确定字体的转换大小
fontSize>>> 使用的ttf中的字体大小
displayFontSize>>>转换后用于显示的字体大小
请根据自己使用的tft屏幕大小来确定字库使用的字体大小。
建议两者采用相同的数值，对于汉字建议不低于12像素，否则会模糊。

③ 确定字体的转换范围
由于汉字的特殊性，其字体文件往往体积较大，将全部中文字符集转换并使用会对微处理器带来不小的内存负担。因此使用时往往挑选需要使用的部分汉字和符号制作字库，以减小内存消耗。
转换采用的Unicode编码来标识字符。
需要设置和更改的为这两个数组。
第一部分unicodeBlocks数组，设置的unicode范围字符。

在下面几行的开头删除//以包括该unicode块，还可以通过编辑范围的开始和结束值来确定。可以包括多行。

例如我这里，解注释了第行
0x0021, 0x007E,
这个Unicode块包含了常见的符号与所有的大小写英文字母。

第二部分specificUnicoed数组，设置的单个unicode字符。

英文与部分符号因为其字符种类较少，且编码联系，可使用Unicode块的方式增加在unicodeBlocks中。
而中文字一般都是独立的，不是按编码顺序，一般中文的字符在specificUnicoed这里添加。

首先要确定添加中文字符的Unicode值，可以使用在线转换工具，并将\u前缀改为0x前缀，并用,分隔。
可以试试这个：http://www.jsons.cn/unicode/

例如：
转换“我才是马邦德”六个字

转换结果如下：\u6211\u624d\u662f\u9a6c\u90a6\u5fb7
进一步，用,0x替换\u。字符少可以手动替换，字符多用查找/替换功能即可。
结果如下：

之后，将转换好的结果放入specificUnicoed数组中，如下：

如果有需要补充的字符，在这部分之后继续增加即可。一些常用的符号已被程序的作者写好了，直接解注释即可使用。

重点强调：转换的字符与顺序无关，如本例程中使用我才是马邦德六个字符制作中文字库。所建立的是六个汉字unicode与屏幕显示之间的映射关系。与这一句子的顺序无关。使用字库可以单独显示任一字符，或显示字符多次，也可以显示德邦马我我我我我是这样任意语序的句子。

④ 生成vlw文件
修改完毕后，点击左上角的开始按钮，运行程序。

正常运行结果会出现一个提示框，显示所有被制作为字库的字符。
如下图所示：

其中，前面的字符都是由unicodeBlocks数组中解注释的那行提供Unicode；后面的“我才是马邦德“则是由我们后续手动添加在specificUnicoed数组中实现的。

若不能成功运行可以查看**常见错误**部分。
1
同时，在FontFiles文件夹中，可以找到生成的.vlw格式的中间文件。该文件不能直接作为字库使用，需要进一步操作。

 

4. 生成字库文件
① vlw文件转为hex数组
关于vlw我了解的也不多，大概可以理解为是一种二进制编码文件。想要使用要把它转化为十六进制的编码。

可以使用在线转换工具：
https://tomeko.net/online_tools/file_to_hex.php?lang=zh

按参考文掌的作者说法可以使用bin2hex程序进行转换，但我未进行过尝试。故本文使用在线转换进行讲解。

前文链接页面打开如下：
可以点击左侧的按钮选择文件上传，也可以直接拖动.vlw文件到红框所示的位置即可实现上传。

上传文件成功后会自动加载，并在output区显示转换结果。可以点击下方的Copy output to clipboard一键复制转换结果。

② 创建字库头文件
最后一步了！！
新建一个空白.h文件，名称建议使用全英文标识的“字体”+”字号来表示“。

例如本文转换的 华光准圆 字体，大小为20。
字体文件名则为zhunyuan_20.h

打开空白.h文件，讲上一步骤结尾所复制的全部转码结果粘贴。

！！！下一步：加上字库文件头和文件尾！！！
中间的绿色的0x00等一堆，是我们刚才复制出来的一批转码结果。
在开头和结尾分别添加如下

#include <pgmspace.h>
const uint8_t zhunyuan_20[] PROGMEM = {
0x00, 0x00, 0x00, 0x64, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0B, 0x00,
0x00, 0x00, 0x14, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
. . .
. . .
. . .
. . .
0x00, 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00
};

开头添加
#include <pgmspace.h>
const uint8_t zhunyuan_20[] PROGMEM = {
其中zhunyuan_20是自拟的字库名，请各位根据自己使用字库更改。建议与文件命名保持一致。

结尾添加

};
用来表示结束，懂c语言的应该不用解释吧

最后保存，搞定！
因为中文字体数量原因，一般制作字库会只针对于单个项目使用。因此建议将做好的.h字库头文件放在项目文件夹中，与ino工程文件同一级。

使用时，在程序中使用#include "你的字体.h"添加自定义字体。

三、演示效果
演示板卡：RP2040 GAMEKIT --by eetree
处理器：RP2040
屏幕：TFT ST7789 240*240 SPI

用Arduino编写验证程序（请确保TFT_eSPI已经配置正确）：

#include <TFT_eSPI.h>
#include <zhunyuan_20.h> //加载自定义字体

TFT_eSPI tft;

void setup() {
tft.begin(); //初始化TFT屏幕
tft.fillScreen(TFT_BLACK); //刷屏底色为黑色
tft.setTextColor(TFT_YELLOW); //设置字体颜色
tft.loadFont(zhunyuan_20); //设定我们制作的华光准圆的字体
tft.setCursor(70, 100); //设置光标位置
tft.println("马邦德是我"); //打印文字
tft.setCursor(60, 125); //设置光标位置
tft.println("我才是马邦德"); //打印文字
tft.unloadFont(); //释放字库,节省RAM
}

void loop() {

}

运行效果如下：

四、常见错误
1. A null Pfont was passed to textFont()
这代表这Processing IDE在运行时没找到你设定被转换的字体文件。
请再次检查data文件夹中是否存放了待转换字体文件，且与程序130行处所填写的文件名相同。

若还不行请注意一下后缀的大小写问题。Processing IDE区分大小写而多数文件后缀名不区分大小写。因此有些字体文件的后缀可能为.TTF,因此 Processing IDE检测.ttf文件便无法检测到。
若出现这种情况，建议把字体文件的后缀改为小写即可。

2. 字体.h: No such file or directory
在Arduino中使用include函数调用字体时发生。
如果你确定你的.h头文件写好了。那一定是保存的目录或是引用方式有误。
若保存在Arduino的libraries文件夹下，include函数需要使用尖括号<字体.h>来进行调用。
若保存在项目目录下，include函数需要使用引号"字体.h"来进行调用。
也有可能是存在相对调用路径的问题，请认真检查校对。
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