東雲フォントＲＯＭを作ってみた
TFT液晶に天気予報を表示するために、東雲フォントをEEPROMに書き込んで、東雲フォントROMを作ってみました。EEPROMは 24FC1025 を使用します。 使用方法は 『I2C接続：1MBit EEPROM 24FC1025』 を参照。
フォントデータのサイズがスケッチに組み込むには大きすぎるので、M5Stackを使ってSDカード経由でEEPROMに書き込みます。
VisualStudioで東雲フォント(BDFフォーマット)をEEPROMに書き込めるバイナリデータに変換する
東雲フォントはいくつかの形式で配布されているようですが、ドレがオリジナルなのか良くわからないので検索して一番最初に出てくるGitHub - mgo-tec/SDcard_sample_filsesに含まれている BDF形式のフォントデータを使用しました。
ＤＢＦ形式のファイルはテキスト形式で、メモ帳で開けます。
ファイルの構造はChatGPTに聞きました「FONTファイルのBDF形式とは、どのような形式ですか？」
個々のタグで意味の分からない所は順次質問します「BDFフォント・フォーマットのBBXの意味を解説して」
ChatGPTは便利ですね。
フォントファイルのフォーマットがわかった所で、このテキスト形式のファイルをEEPROMに書き込めるバイナリデータに変換します。
フォントの文字コードはJISX0208ですが、ＡｒｄｕｉｎｏＩＤＥで入力する文字コードはUTF-8です。
JISX0208とUTF-8では文字の並びが違い、文字コードに相関性がないのでコード変換には変換表を使用するのが一般的ですが、変換表を用意するのが大変なのでＷｉｎｄｏｗｓのAPIを使用します。
※Javaのコード変換ライブラリを使用しても同じことができると思います。ＪａｖａとC/C++のどっちが楽か…という話で…慣れてる方でやればよいのではないかと思います。
UTF-8は２～３バイトのコードで扱いが面倒なので、2バイトコードのUTF-16を使用します。
UTF-8とUTF-16は文字の並びが同じなので、変換式で文字コードを変換する事ができます。
変換プログラムの作成にはVisualStudioを使用します。VisualStudio Communityエディションは無償で使用できます。※使用にはMicrosoftアカウントが必要です。
STARTCHAR～ENDCHAR間のBITMAP以降の16進数をバイナリ値として読みだして、フォントパターン(FONTDATA.BIN)とINDEX(FONTINDEX.BIN)を生成します。
INDEX
| 0x0000 ～ 0x01FF |
半角文字のINDEX | 256バイト | 半角文字の文字コードに対応する位置に、文字バターンの番号が入る。 半角文字は221文字 |
| 0x0100 ～ 0x01FF |
全角文字のINDEXテーブルの番号 | 256バイト | UTF-16の上位バイトに対応する位置に、下位バイトに対応する文字のパターンへのＩＮＤＥＸの番号 1～255の番号が入る。※０は該当なし 01ｘｘhや、FExxhなど、存在しない文字コードもあるので、実際に使用する上位バイトは93種類 |
| 0x0200 ～ 0x03FF |
全角文字のINDEXテーブル１ (UTF16コード1バイト目が0x00) FONTイメージのアドレス |
512Byte | フォントイメージの番号が入る 半角文字2文字を全角1文字とカウントするため、全角文字は111番目から始まる。 |
| INDEテーブル２ ・・・ INDEXテーブル92(表記省略) | |||
| 0xBC00 ～ 0xBDFF |
INDEXテーブル93 (UTF16コード1バイト目が0xFF) FONTイメージのアドレス |
512Byte | フォントイメージのアドレスが入る |
FONTイメージ
| 0x0000 ～ 0x0DD0 |
半角文字フォントイメージ | 3536Byte | 221文字×16Byte |
| 空き 16Byte 半角2文字を全角文字1文字としてカウントするための調整 |
|||
| 0x0DE0 ～ 0x369C0 |
フォントイメージ | 220128Byte | 6879文字ｘ32Byte |
実行形式ファイル FONT2ROM-EXE.zip ※FONTINDEX.BIN / FONTDATA.BINを含む ソースコード FONT2ROM.zipEEPROMへの書き込み
作成したFONTINDEX.BIN / FONTDATA.BINをSDカードにコピーしてM5Stack BASICを使用してEEPROに書き込みます。EEPROM 24FC1025のピン配置
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EEPROMは６４KByteのブロックごとに名称をつけて管理します。
| I2Cアドレス | 呼称 | 用途 |
| 0x50 | ROM 1 | INDEX |
| 0x54 | ||
| 0x51 | ROM 2 | フォントパターンデータ |
| 0x55 | ROM 3 | |
| 0x52 | ROM 4 | |
| 0x56 | ROM 5 |
フォントパターンは65536バイトに区切ってROM2～ROM5も書き込みます。
ArduinoIDEスケッチ FontROM-Write.zip
※SDカードが認識できなくて、初期化でエラーになることがあります。
SDカードを何度か抜き差しすると認識するのですが、SDカードの相性があるのかも。
東雲フォント表示サンプル
サンプル文章は(面倒なので)スケッチ内に固定で持ちます。画面スクロールは(仮想VRAMを作るとか)面倒なので1画面に収まる範囲で表示します。
・半角全角文字の混合表示
・全角漢字表示
・半角英字表示
の３パターンを表示します。
UTF-8には半角カナの文字コードが含まれますが、全角文字パターンに半角カナ文字は含まれていないので
半角カナはJISカナに変換して半角文字パターンを表示します。
UTF-16半角カナからJISコードへの変換ルールをChatGPTに質問すると
| U+FF61（｡）から U+FF9F（ﾟ）までが UTF-16 の半角カナの範囲。 JIS X 0201では、対応するコードは 0xA1（｡）から 0xDF（ﾟ）です。 よって、UTF-16コード − 0xFF61 + 0xA1 でシンプルに変換できます。 |
表示にはM5StackのLCDライブラリにあるBITMAPパターンを表示するメソッドM5.Lcd.drawXBitmap（ ）を使用しています。
東雲フォント表示デモ fontROM-M5Stack.zip
