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# UI 中文字体生成与配置
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> **适用范围**：STM32F4-Base 远程单色屏（160×160，1bpp，`LV_COLOR_FORMAT_I1`）的 LVGL 中文显示。
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> **目标**：把工程实际用到的汉字生成**子集化 1bpp 位图字体**，挂到 `LV_FONT_DEFAULT`，使菜单/标签正常显示中文并推流到客户端。
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## 1. 背景
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- LVGL 内置字体（Montserrat 等）**不含中文**；`LV_FONT_SIMSUN_16_CJK` 等全字库体积过大，不适合 160×160 小屏。
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- 本工程显示是 **1bpp 单色**：像素 1=亮(白)/0=暗(黑)，与客户端 `mono_to_png` 的 `1→白` 语义一致。
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- 方案：用 `lv_font_conv` 把系统中文字体（**宋体 SimSun**）按"实际用到的汉字 + ASCII"子集，生成 1bpp 的 LVGL 字体 `.c`。
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生成产物：`Drivers/BSP/UI/ui_font_cn_12.c`（变量名 `ui_font_cn_12`）。
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## 2. 工具准备
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### 2.1 工具与环境确认
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| 工具 | 用途 | 安装 |
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| Node.js (≥ v14) | 运行 `lv_font_conv` | 已具备 |
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| `lv_font_conv` | TTF/OTF → LVGL 字体 `.c`（官方离线转换器） | `npm i -g lv_font_conv` |
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| Python `fontTools` | `make_font.py` 读取 `.ttc` 集合时抽取单字重（仅在字库为 `.ttc` 时需要） | `pip install fonttools` |
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安装完成后验证可用：`lv_font_conv -h` 能打印用法即成功。
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## 3. 提取字符集（只取会显示的汉字）
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已落库脚本 `tools/font_gen/extract_cn.py`：扫描 `Drivers/BSP/UI/*.c/.h` 与 `App/task/ui_task.c/.h` 中**字符串字面量**里的非 ASCII 字符，跳过 `/* */`、`//` 注释与字符常量（避免把注释里的汉字也打进字体、徒增体积），输出 `<仓库根>/ui_cn_chars.txt`。脚本自动定位仓库根，可在任意目录运行。
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**执行命令（在仓库根目录）：**
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```bash
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python tools/font_gen/extract_cn.py
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```
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输出示例：
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```
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scanned 9 files; unique non-ASCII chars: 83
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-> D:\Code\DTU Code\STM32F4-Base\ui_cn_chars.txt
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```
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产物 `ui_cn_chars.txt` 为本工程实际显示的汉字清单（当前 83 字），可留作字符集记录。
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## 4. 生成字体
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已落库脚本 `tools/font_gen/make_font.py`：自动定位 `lv_font_conv`（全局安装或 PATH）、自动处理宋体 `.ttc` 的 face0 抽取，直接生成 `Drivers/BSP/UI/ui_font_cn_12.c`。
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**前置依赖（仅需一次）：**
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```bash
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npm i -g lv_font_conv # TTF/OTF -> LVGL 字体 离线转换器
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pip install fonttools # 仅当使用 .ttc 集合字体（如宋体）时需要
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```
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> 若 `npm i -g lv_font_conv` 报代理错误，先清代理：`npm config delete proxy` / `npm config delete https-proxy`。
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**执行命令（在仓库根目录）：**
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```bash
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python tools/font_gen/make_font.py # 默认：宋体, 12px, 1bpp
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python tools/font_gen/make_font.py --bpp 2 # 宋体细笔画发虚时改用 2bpp
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python tools/font_gen/make_font.py --font C:/path/to/font.ttf # 换其他字体
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```
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输出示例：
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```
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extracted SimSun regular (face0) -> C:\Users\...\Temp\simsun_regular.ttf
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RUN: lv_font_conv.cmd --font ... --size 12 --bpp 1 -r 0x20-0x7E --symbols ... --no-compress --format lvgl --lv-font-name ui_font_cn_12 -o ...\ui_font_cn_12.c
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OK 36393 bytes -> ...\Drivers\BSP\UI\ui_font_cn_12.c
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```
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参数说明：
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- `--bpp 1`：单色无抗锯齿；体积最小。**注意** lv_font_conv 在 1bpp 下斜线/细笔画偶发"丢像素"，宋体尤甚。
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- `--bpp 2/3`：字形带灰度，渲染到 1bpp 屏时按 `LV_DRAW_SW_I1_LUM_THRESHOLD` 阈值化，笔画更连贯；子集仅几十~上百字，体积仍很小。
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- `--no-compress`：关闭内置压缩，规避 `LV_FONT_COMPRESSED` 未启用导致的兼容问题。
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- `--lv-font-name ui_font_cn_12`：生成的 `lv_font_t` 变量名，须与下面 `LV_FONT_DECLARE` 一致。
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## 5. 配置接入
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### 5.1 声明与设为默认字体（`Lib/lv_conf.h`）
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该文件当前为 **UTF-8（带 BOM）**。历史上它曾为 GBK，且工作区版本因某次整文件文本重写导致中文注释被 `U+FFFD` 不可逆损坏（`HEAD` 中的 GBK 版本仍干净）。
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> **损坏恢复**：若二次损坏，不要用整文件文本重写。正确做法：
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> `git show HEAD:Lib/lv_conf.h` 以 `gbk` 解码得到干净中文 → 叠加第 5.1 节的字体配置改动 → 重新写为 `utf-8-sig`（UTF-8 带 BOM）。这样中文可完整恢复，不会引入 `U+FFFD`。
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```c
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/* 自定义中文 1bpp 字体：由 lv_font_conv 生成（ASCII + 本工程所需汉字子集） */
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#define LV_FONT_CUSTOM_DECLARE LV_FONT_DECLARE(ui_font_cn_12)
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/* 默认字体：中文 1bpp 子集字体（已含 ASCII），菜单/标签均使用它 */
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#define LV_FONT_DEFAULT &ui_font_cn_12
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```
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> 字体 `.c` 自身通过 `#ifndef UI_FONT_CN_12` 自包含，编译进工程即生效；无需额外 `#include`。
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### 5.2 加入 Keil 工程
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`MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx` 的 `Drivers/BSP/UI` 组追加（纯 ASCII 插入）：
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```xml
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<File>
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<FileName>ui_font_cn_12.c</FileName>
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<FileType>1</FileType>
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<FilePath>..\Drivers\BSP\UI\ui_font_cn_12.c</FilePath>
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</File>
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```
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## 6. 编译验证
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```bash
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@build # 即 MDK-ARM\build.bat，调用 UV4 全量重建
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```
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要求：`0 Error(s), 0 Warning(s)`。重新生成/修改字体或 `lv_conf.h` 后务必重建验证。当前已验证通过，`ui_font_cn_12.c` 正常编入。
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## 7. 注意事项
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1. **1bpp 细笔画发虚**：宋体在 1bpp 下可能丢像素。若上板/客户端中文偏淡，把第 4 节 `--bpp` 改为 `2` 重生成即可（子集小，体积可接受）。
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2. **字符集变更**：以后新增中文菜单项，须重跑第 3、4 节（重新提取 `ui_cn_chars.txt` 并生成），否则新字显示为方框。
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3. **编码**：UI 源文件须为 **UTF-8（带 BOM）**，LVGL 按 UTF-8 解码中文串；字体 `.c` 为纯 ASCII，无编码风险。当前 Keil 已加 Misc Controls 抑制项，无需额外 `--locale=english`。
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4. **字体体积**：12px + 1bpp + ~83 字 ≈ 36KB（RO-data）；改 bpp 2 约翻倍，仍在 F407 Flash 余量内。
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5. **换字体**：黑体用 `simhei.ttf`（单文件免抽取）；其余字体同理替换 `--font` 路径后重生成。
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## 8. 文件清单
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| 文件 | 说明 |
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| `Drivers/BSP/UI/ui_font_cn_12.c` | 生成的中文 1bpp 字体（变量 `ui_font_cn_12`） |
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| `Lib/lv_conf.h` | 字体声明与默认字体配置 |
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| `MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx` | UI 组包含该字体 `.c` |
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| `ui_cn_chars.txt`（工程根） | 实际显示汉字清单记录（可删） |
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| `tools/font_gen/extract_cn.py` | 提取字符集脚本（见第 3 节） |
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| `tools/font_gen/make_font.py` | 生成字体脚本，自动定位 lv_font_conv 并处理 `.ttc`（见第 4 节） |
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