日本語フォントROM GT20L16J1Y Breakoutを試してみました

スイッチサイエンスさんでarduinoで使えそうな日本語フォントＲＯＭが販売されていたので、
購入して試してみました。

製品：日本語フォントROM GT20L16J1Y Breakout

16x16日本語フォント(JIS208) ＲＯＭ
3.3V動作
ＳＰＩアクセス

販売サイトおよび委託者さんのホームページにデータシートがあるのですが、
資料的に不十分です。フォントデータの取り出し方法が分かりません。
こちらのデータシートを参考にした方が良いでしょう。ただし中国語です。

本製品の情報があまりないのですが、SE組込人さんのホームページが大変参考に
なりました。参考記事：  漢字フォントROM（GT20L16J1Y）

動作電圧が3.3Vなのですが、幸いにして私のArduino UNO互換機は3.3Vモードがあるので
単純な配線で利用できました。

取りあえずフォントデータの取り出しはできました。

フォントデータの格納形式がちょっと特殊です（データシートより抜粋）。
(B0がMSB、B7がLSBです）


フォントの格納アドレス


  "起始地址"はＲＯＭ内の格納アドレスです。

電子回路の掲載を省略します。
通常のArduinoでは3.3Vのレベル変換する必要があります。

ソースはこんな感じです。

修正 2014/03/05
変数の型の定義が間違っており、一部のフォントが正しく表示できませんでした。
ソースファイルを修正しました。

修正前
  byte MSB;
  byte LSB;
修正後
  unsigned long MSB;   
  unsigned long LSB;

また、calcAddr（）関数中で計算するオフセット値は138463ではなく138464が
正しいと思われるので修正しました。サンプルのミスだと思われます。

#include <SPI.h> 
#include <string.h> 
#define ASC8x16S 255968  // 8x16 ASCII 粗体字符(半角)
#define ASC8x16N 257504  // 8x16 ASCII 日文假名(半角)
 
byte rowdata[32];

// 全角JISコードからフォント格納先頭アドレスを求める
//   GT20L16J1Y データシート VER 4.0 2013-3のサンプルを参照した
//   (サンプルでは区点コードからの変換であることに注意)
unsigned long calcAddr(unsigned short jiscode) {
  unsigned long MSB;   
  unsigned long LSB;
  unsigned long Address;

  // 上位、下位を区点コードに変換
  MSB = (jiscode >> 8) - 0x20;
  LSB = (jiscode & 0xff) -0x20;
  
  // データ格納アドレスを求める
  if(MSB >=1 && MSB <= 15 && LSB >=1 && LSB <= 94)
    Address =( (MSB - 1) * 94 + (LSB - 01))*32;
  else if(MSB >=16 && MSB <= 47 && LSB >=1 && LSB <= 94)
    Address =( (MSB - 16) * 94 + (LSB - 1))*32+43584;
  else if(MSB >=48 && MSB <=84 && LSB >=1 && LSB <= 94)
    Address = ((MSB - 48) * 94 + (LSB - 1))*32+ 138464;
  else if(MSB ==85 && LSB >=0x01 && LSB <= 94)
    Address = ((MSB - 85) * 94 + (LSB - 1))*32+ 246944;
  else if(MSB >=88 && MSB <=89 && LSB >=1 && LSB <= 94)
    Address = ((MSB - 88) * 94 + (LSB - 1))*32+ 249952;
  
  return Address;
}

// JISコードからキャラクタデータを得る
void getCharData(unsigned short code) {
    byte data;
    unsigned long addr=0;
    byte n;
 
    if (code > 0xFF) {
      // 全角
      addr =calcAddr(code);
      n = 32;
    } else {
      // 半角
      addr = ASC8x16S + (code*16);
      n = 16;
    }
    
    digitalWrite(10, HIGH);
    delayMicroseconds(10);   
    digitalWrite(10, LOW);
    SPI.transfer(0x03);
    SPI.transfer((addr>>16) & 0xff);
    SPI.transfer((addr>>8) & 0xff);
    SPI.transfer(addr & 0xff);
    SPI.setBitOrder(LSBFIRST);
    
    for(byte i = 0;i< n; i++)  {
      rowdata[i] = SPI.transfer(0x00);
      delay(10);
    }
    SPI.setBitOrder(MSBFIRST);
    digitalWrite(10, HIGH);
}

void displayChar(unsigned short code) {

 getCharData(code);
 
 if (code > 0xff) { 
  for (byte y = 0; y <8; y++) {
    for (byte x = 0; x < 16; x++) {
      if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
          Serial.print("#");
      } else {
          Serial.print(".");
      }
    }
    Serial.println("");    
  }
  
  for (byte y = 0; y <8; y++) {
    for (byte x = 16; x < 32; x++) {
      if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
          Serial.print("#");
      } else {
          Serial.print(".");
      }
    }
    Serial.println("");    
  } 
 } else {
  for (byte y = 0; y <8; y++) {
    for (byte x = 0; x < 8; x++) {
      if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
          Serial.print("#");
      } else {
          Serial.print(".");
      }
    }
    Serial.println("");    
  }
  
  for (byte y = 0; y <8; y++) {
    for (byte x = 8; x < 16; x++) {
      if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
          Serial.print("#");
      } else {
          Serial.print(".");
      }
    }
    Serial.println("");    
  }  
 }  
}
   
void setup() {
 pinMode(10,OUTPUT);
 SPI.begin();
 Serial.begin(19200);  
   displayChar(0x41);
   displayChar(0x2422);
   displayChar(0x3a6b);
   displayChar(0x364c);
}

void loop() {
}

本製品、良いのですがarduinoで使う場合はちょっと不便です。
arduinoは文字のコード系にunucodeを使っているので、JISコードへの変換が必要と
なります。スケッチ上では文字を16進数で指定しないとダメです。

unucodeからJISコードへの変換には１対１対応のテーブルが必要です。
テーブルだけで32Kバイトの容量となります。
まあ、パソコンから直接データを送り込むような利用では使えそうです。

unicodeで格納されていればなぁと、類似品を調べると GT20L16P1YというＲＯＭも
あるようです。データシートはここ。日本も使えるはは不明ですが..

Aliexpressで入手可能のようですが、５個で$8.84。試して見ようかと思ったのですが、
今回はやめます。

2014/03/05 追記
本漢字ＲＯＭの全角JIS0208のデータは次のフォントを詰めて格納しているようです。
（区、点）であらわすとこんな感じで格納されています。

  (01,01)  - (15,46)   1362文字（#0       -  #1361) が連続で格納
  (16,01)  - (47,51)   2965文字 (#1362  -  #4326) が連続で格納
  (48,01)  - (84,06)   3390文字 (#4327  -  #7716) が連続で格納
  (85,01)  - (85,94)      94文字 (#7717  -  #7810) が連続で格納
  (88,01)  - (89,86)     180文字 (#7811 -  #7990) が連続で格納

　ここで#数字は先頭からの通番です。全角16x16は#0 - #7990の7991文字があります。
  (資料では7999文字ですが、8文字足りない?）
  それぞれの区の格納先頭アドレスは通番先頭に32を掛けた値になります。
 
　サンプルソースの関数calcAddr（）ではこの割り付けを元に計算できます。

  ちなみに区点コードとＪＩＳコードの関係は
  区コード ＝ JISコード上位1バイト - 0x20
  点コード ＝ JISコード下位1バイト - 0x20
  例: 埼:JISコード: 3A6B  区点コード: (26, 75) =  (0x1A, 0x4B) = (0x3A-0x20, 0x6B-0x20)