OLED非等宽字体格式

陈拓 2021/07/02-2021/07/07

1. 概述

用Arduino IDE进行ESP32和ESP8266开发时可以使用内置字体：

这3种字体都是非等宽的，在OLED这样的小屏幕上非等宽字体可以显示更多的字符，也更美观。

如果我们使用ESP-IRF进行ESP32开发，或者用RTOS SDK进行ESP8266开发时要使用这些字体就需要自己写OLED的显示驱动。因此我们需要了解这些非等宽字体的结构。

在Arduino IDE安装目录下的

Arduino\arduino-1.8.10\libraries\esp8266-oled-ssd1306-master\src\OLEDDisplayFonts.h文件定义了这三种字体。

如果你没有安装Arduino IDE，也可以从下面的网址找到：

https://github.com/ThingPulse/esp8266-oled-ssd1306/blob/master/src/OLEDDisplayFonts.h

如果需要更多的字体可以通过官方给定的网页定制。网址为：http://oleddisplay.squix.ch

该网页除了可以生成Arduino字体，还可以生成Adafruit GFX字体。Arduino IED也支持Adafruit GFX字体。关于Adafruit GFX字体的规范见：

《Adafruit GFX Library字体规范》

https://zhuanlan.zhihu.com/p/385486474

https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/118369058

下面我们说明Arduino IDE内置非等宽字体的结构。

2. 非等宽字体的结构

用任意文本编辑工具打开OLEDDisplayFonts.h文件。或者打开网页：

https://github.com/ThingPulse/esp8266-oled-ssd1306/blob/master/src/OLEDDisplayFonts.h

其中包含了三种字体对应的3个数组ArialMT_Plain_10[]、ArialMT_Plain_16[]和ArialMT_Plain_24[]。每种字体数组由3部分组成，我们以ArialMT_Plain_10[]为例进行说明。

2.1 数组和特征说明

前四个字节是字体说明：

0x0A：字符集宽度（可变值，每个字符的实际宽度小于等于字符集宽度）

0x0D：字模高度（固定值）

0x20：第一个字符的ASCII值，从ASCII表的空格开始，空格的ASCII为32。

0xE0：字符个数224

2.2 跳转表

每个字符一行，用4个字节表示：

1. 前两个字节表示字符字模所在该数组的起始位置。第一个字节为高位，第二个字节为低位。0xFF表示无地址。
2. 第三个字节是字模所占的字节数
3. 第四个字节表示字符的宽度，因为宽度是可变的，这是字符的实际宽度
4. 注释给出了十进制的ASCII码值和数据的起始地址。例如//35:9表示ASCII码35的数据从9开始。

我们看第1个字符ASCII的空格，其数据地址是0xFF,0xFF，表示这个字符没有数据，也就是空，所以该字符的字节数是0x00。第4个字节0x03表示该字符的宽度。

第2个字符是!，ASCII为33，数据地址为0x0000，字节数为0x04，字符宽度为0x03。

第3个字符是"，ASCII为34，数据地址为0x0004，字节数为0x05，字符宽度为0x04。

第4个字符是#，ASCII为35，数据地址为0x0009，字节数为0x09，字符宽度为0x06。

以此类推。

2.3 字符数据

举例，我们看字符”，双引号，ASCII码是34。

先看跳转表：0x00, 0x04, 0x05, 0x04,  // 34:4

数据是从// Font Data:的0x0004处开始的0x05个字节：

0x38,0x00,0x00,0x00,0x38, // 34

字模以逐列式排列点阵，因为字符的高是13，所以每列需要2个字节，第二个字节最高3个bit没有使用，总是0。用.代表0，用x代表1，将这5个字节展开成二进制，低位在上，高位在下，按列排列。每列2个字节，第一个字节在上，第二个字节在下，如图所示。

要注意的是，为了节省空间，每个字符最后全零的字节被省略了，例如本例，按照字符的宽和高计算需要8个字节的数据，实际上只有5个字节，后面3个全零字节被省略了。

1. 显示效果

下图是ESP8266 RTOS SDK驱动0.96寸OLED显示屏的效果。

注意，要删除OLEDDisplayFonts.h文件中数组定义的关键字PROGMEM。

PROGMEM关键字被Arduino和AVR编程使用，在ESP8266和ESP32的官方开发环境RTOS SDK和ESP-IDF中要删除。

参考文档

1. esp8266-oled-ssd1306/src/OLEDDisplayFonts.h
   https://github.com/ThingPulse/esp8266-oled-ssd1306/blob/master/src/OLEDDisplayFonts.h
2. 有关SimpleGUI移植非等宽字符的介绍
   https://blog.csdn.net/eaglewzw/article/details/107602173