NRF51822——LCD128X64驱动

前言：

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1.概述

128X64的LCD可以显示 128 列64 行点阵单色图片，或显示 8 个/行4 行 1616 点阵的汉字，或显示 16 个/行8 行 8*8 点阵的英文、数字、符号。驱动IC为 ST7565R。在 LCD 上排列着 128×64 点阵,128 个列信号与驱动 IC 相连，64 个行信号也与驱动 IC 相连，IC 邦定在 LCD 玻璃上（ COG工艺）。

2.硬件设计

2.1 连接原理图

硬件连接：

2.2 模块的引脚功能

模块通过 SPI 进行通信，需要的引脚如下图：

2.3 点阵与 DD RAM 地址的对应

**页定义：**PAGE,与平时所讲的“页”并不是一个意思，在此表示 8 个行就是一个“页”，一个 128*32 点阵的屏分为 8 个“页”，从第 0“页”到第 7“页”。

3.软件实现

3.1 模拟SPI时序

//头文件
#ifndef _SPI_H_
#define _SPI_H_#include "nrf51.h"
#include "nrf_gpio.h"#define SPI_CLK       2
#define SPI_CLK_LOW         nrf_gpio_pin_clear(SPI_CLK)
#define SPI_CLK_HIGH        nrf_gpio_pin_set(SPI_CLK)#define SPI_MOSI      1
#define SPI_MOSI_LOW        nrf_gpio_pin_clear(SPI_MOSI )
#define SPI_MOSI_HIGH       nrf_gpio_pin_set(SPI_MOSI)#define SPI_MISO         0
#define SPI_MISO_LOW        nrf_gpio_pin_clear(SPI_MISO )
#define SPI_MISO_HIGH       nrf_gpio_pin_set(SPI_MISO)
#define SPI_MISO_READ       nrf_gpio_pin_read(SPI_MISO)void Spi_Gpio_Init(void);
void Spi_Write_Byte(uint8_t dat);
uint8_t Spi_Read_Byte(void);#endif

//源程序
#include "spi.h"
#include "nrf_delay.h"
#include "nrf_gpio.h"
#include <stdint.h>
#include "lcd128x64.h"//定义SPI四钟方式的0和3
#define _CPOL   0
#define _CPHA   0void Spi_Gpio_Init(void)
{nrf_gpio_cfg_output(SPI_CLK);nrf_gpio_cfg_output(SPI_MOSI);nrf_gpio_cfg_input(SPI_MISO,NRF_GPIO_PIN_NOPULL);
#if _CPOL==0SPI_CLK_LOW;
#elseSPI_CLK_HIGH;
#endif
}//模式0:CPOL=0;CPAH=0
//模拟SPI写数据
#if _CPOL==0&&_CPHA==0
void Spi_Write_Byte(uint8_t dat)
{uint8_t len;for(len=0;len<8;len++){SPI_CLK_LOW;//时钟上升沿采样传输数据//nrf_delay_ms(1);if(dat&0x80)   //发送数据{SPI_MOSI_HIGH;} else{SPI_MOSI_LOW;}SPI_CLK_HIGH;//   nrf_delay_ms(1);dat <<= 1;}
}//模拟SPI读数据
uint8_t Spi_Read_Byte(void)
{uint8_t cnt;uint8_t dat=0;for(cnt=0;cnt<8;cnt++)    {SPI_CLK_LOW;   //下降沿后读取数据nrf_delay_ms(1);dat <<= 1; //最高位已经在数据线上了if(SPI_MISO_READ)  //{dat |= 0x01;}else{dat &= 0xfe;}//dat <<= 1;注:此处最高位被移除了SPI_CLK_HIGH;nrf_delay_ms(1);}return dat;
}
#endif//模式3:CPOL=1;CPAH=1
//模拟SPI写数据
#if _CPOL==1&&_CPHA==1            //MODE  1  1
void Spi_Write_Byte(uint8_t dat)
{uint8_t len;SPI_CLK_HIGH;for(len=0;len<8;len++){SPI_CLK_LOW;//时钟上升沿输出数据//nrf_delay_ms(1);if(dat&0x80)    //发送数据{SPI_MOSI_HIGH;} else{SPI_MOSI_LOW;}SPI_CLK_HIGH;//   nrf_delay_ms(1);dat <<= 1;}
}//模拟SPI读数据
uint8_t Spi_Read_Byte(void)
{uint8_t cnt;uint8_t dat=0;SPI_CLK_LOW;for(cnt=0;cnt<8;cnt++)    {SPI_CLK_LOW;nrf_delay_ms(1);dat <<= 1;if(SPI_MISO_READ) {dat |= 0x01;}else{dat &= 0xfe;}SPI_CLK_HIGH;nrf_delay_ms(1);}SPI_CLK_HIGH;return dat;
}
#endif

模拟SPI的介绍请移步SPI专题（一）——基础知识

3.2 LCD驱动

//头文件
#ifndef __LCD128X64__H__
#define __LCD128X64__H__#include "nrf51.h"
#include "nrf_gpio.h"#define Max_Column 128
#define Max_Row     64
#define SIZE 16#define LCD_CMD  0   //写命令
#define LCD_DATA 1  //写数据#define LED_LIGHT1     28#define LCD_CS         3
#define LCD_CS_LOW          nrf_gpio_pin_clear(LCD_CS)
#define LCD_CS_HIGH         nrf_gpio_pin_set(LCD_CS)#define LCD_RST       4
#define LCD_RST_LOW         nrf_gpio_pin_clear(LCD_RST)
#define LCD_RST_HIGH        nrf_gpio_pin_set(LCD_RST)#define LCD_A0         5
#define LCD_A0_LOW          nrf_gpio_pin_clear(LCD_A0)
#define LCD_A0_HIGH         nrf_gpio_pin_set(LCD_A0)typedef enum
{FONT_5X8 = 1,FONT_8X16,FONT_16X16,FONT_128X64,SHOW_POINT,SHOW_LINE
}Typeface;void GPIO_LCD_Init(void);
void LCD_Write_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd);void LCD_Init(void);
void LCD_Set_Pos(uint8_t page,uint8_t column);
void LCD_Display_Clear(void);void LCD_Draw_Point(uint8_t page,uint8_t column);
void LCD_Draw_Line_Y(uint8_t page,uint8_t column);
void LCD_All_Screen(void);
void Lcd_Display_OneChar(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t str);
void Lcd_Display_String(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t *str);
uint32_t Lcd_Pow(uint8_t m,uint8_t n);
void Lcd_Display_Num(uint8_t page,uint8_t column,uint32_t num,uint8_t len,uint8_t size_num);void Display_128x64(uint8_t *dp);
void Display_Graphic_5x8(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t *dp);
void Display_Graphic_8x16(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t *dp);
void Display_Graphic_16x16(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t *dp);void DisplayFont(uint8_t page, uint8_t column, uint8_t No, uint8_t typeface);
void display_string_8x16(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t *text);void Lcd_Light(void);void OLED_Init(void);void LCD_Draw_Line_X(uint8_t page,uint8_t column);#endif

//源文件，相关GPIO初始化
void GPIO_LCD_Init(void)
{nrf_gpio_cfg_output(LCD_CS);nrf_gpio_cfg_output(LCD_RST);nrf_gpio_cfg_output(LCD_A0);LCD_CS_HIGH;
}

MCU向LCD的写入数据：

//LCD写数据
void LCD_Write_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd)
{// uint8_t len;LCD_CS_LOW;if(cmd)LCD_A0_HIGH;elseLCD_A0_LOW;Spi_Write_Byte(dat);LCD_CS_HIGH;LCD_A0_HIGH;
}

//初始化
void LCD_Init(void)
{LCD_RST_HIGH;nrf_delay_ms(20);LCD_RST_LOW;nrf_delay_ms(20);LCD_RST_HIGH;LCD_Write_Byte(0xe2,LCD_CMD);  //软复位nrf_delay_ms(20);LCD_Write_Byte(0xae,LCD_CMD);//显示关闭LCD_Write_Byte(0x2c,LCD_CMD);// open VB circuitnrf_delay_ms(20);LCD_Write_Byte(0x2e,LCD_CMD);// open VR circuitnrf_delay_ms(20);LCD_Write_Byte(0x2f,LCD_CMD);//voltage follower ON  regulator ON  booster ONnrf_delay_ms(20);LCD_Write_Byte(0x22,LCD_CMD);LCD_Write_Byte(0x81,LCD_CMD);LCD_Write_Byte(0x3f,LCD_CMD);LCD_Write_Byte(0xa2,LCD_CMD);//LCD_Write_Byte(0xa0,LCD_CMD);LCD_Write_Byte(0xc8,LCD_CMD);//com64 --> com1LCD_Write_Byte(0x10,LCD_CMD);//Set Column Address 4 higher bits = 0LCD_Write_Byte(0x00,LCD_CMD);//Set Column Address 4 lower bits = 1 , from IC SEG1 -> SEG128LCD_Write_Byte(0xb0,LCD_CMD);//Set Page Address = 0LCD_Write_Byte(0xa6,LCD_CMD);//Normal Display (not reverse dispplay)LCD_Write_Byte(0xaf,LCD_CMD);//Display ON/*LCD_Write_Byte(0xa0,LCD_CMD);  //列扫描顺序：从左到右LCD_Write_Byte(0xc0,LCD_CMD);  //行扫描顺序：C8:从下到上，c0:从上到下LCD_Write_Byte(0xa2,LCD_CMD);   //设置偏压比1/9LCD_Write_Byte(0x2f,LCD_CMD);    //控制电源LCD_Write_Byte(0x25,LCD_CMD); //粗调对比度LCD_Write_Byte(0x81,LCD_CMD);  //微调对比度,进入微调对比度命令LCD_Write_Byte(0x10,LCD_CMD);  //设置电压的参数RR值LCD_Write_Byte(0x40,LCD_CMD);  //起始行：第一行开始LCD_Write_Byte(0xaf,LCD_CMD);  //开显示*/LCD_Display_Clear();LCD_Set_Pos(0,0);
}

//坐标设置
void LCD_Set_Pos(uint8_t page,uint8_t column)
{LCD_Write_Byte(0xb0 + page,LCD_CMD);  //64行分成8个页LCD_Write_Byte(((column >> 4) & 0x0f) | 0x10,LCD_CMD);  //列地址高四位LCD_Write_Byte((column & 0x0f) | 0x01,LCD_CMD);     //设置列地址的低四位
}

//清屏
/清屏
void LCD_Display_Clear(void)
{uint8_t page,j;for(page=0;page<8;page++){LCD_Write_Byte(0xb0+page,LCD_CMD); //设置显示页地址，即横坐标LCD_Write_Byte(0X00,LCD_CMD);  //列地址的低 4 位LCD_Write_Byte(0X10,LCD_CMD);    //列地址的高 4 位for(j=0;j<128;j++){LCD_Write_Byte(0X00,LCD_DATA);//写入1则显示,写入0则清屏}}
}

//显示相关实现
/*显示128x64点阵图像*/
void Display_128x64(uint8_t *dp)
{uint8_t i,j;for(j=0;j<8;j++){LCD_Set_Pos(j+1,1);for (i=0;i<128;i++){  LCD_Write_Byte(*dp,LCD_DATA);       /*写数据到LCD,每写完一个8位的数据后列地址自动加1*/dp++;}}
}//显示一个点
void LCD_Draw_Point(uint8_t page,uint8_t column)
{LCD_Set_Pos(page, column);LCD_Write_Byte(0x01,LCD_DATA);
}//划线
void LCD_Draw_Line_Y(uint8_t page,uint8_t column)
{uint8_t i,j;for(i=page;i<8;i++){LCD_Write_Byte(0xb0+i,LCD_CMD); //设置显示页地址，即横坐标for(j=0;j<0x08;j++){LCD_Write_Byte(0x00+j,LCD_CMD); //只加其中低或者高,相当于连续显示竖线LCD_Write_Byte(0X10+j,LCD_CMD);    //横纵坐标都同时递增,相当于竖线平移LCD_Write_Byte(0Xff,LCD_DATA);//写入1则显示,写入0则清屏}}
}//可构造斑马线
void LCD_Draw_Line_X(uint8_t page,uint8_t column)
{uint8_t i,j;LCD_Set_Pos(page, column);for(j=0;j<8;j++){LCD_Write_Byte(0xb0+j,LCD_CMD);LCD_Write_Byte(0X00,LCD_CMD); //列地址的低 4 位LCD_Write_Byte(0X10,LCD_CMD);    //列地址的高 4 位for(i=0;i<128;i++){//LCD_Write_Byte(0x0f,LCD_DATA);LCD_Write_Byte(0x01,LCD_DATA);}}
}/显示单独一个字符
void Lcd_Display_OneChar(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t str)
{uint8_t i=0,ret=0;//ret = str -32;ret = str - ' ';//得到偏移后的值,对ASCLL码进行一个减法.即在二维数组里找它的位置  if(column>Max_Column-1){column = 0;page = page + 2;//针对16号的字符}if(SIZE == 16 ){LCD_Set_Pos(page,column);//16的字体分成两部分写入for(i=0;i<8;i++){LCD_Write_Byte(F8X16[ret*16+i],LCD_DATA);}LCD_Set_Pos(page+1,column);//页地址增加1for(i=0;i<8;i++){LCD_Write_Byte(F8X16[ret*16+i+8],LCD_DATA);}}else{LCD_Set_Pos(page,column+1);for(i=0;i<6;i++)LCD_Write_Byte(F6x8[ret][i],LCD_DATA);}
}
//字符串显示
void Lcd_Display_String(uint8_t page,uint8_t column,uint8_t *str)
{uint8_t i=0;while(str[i]!='\0'){Lcd_Display_OneChar(page,column,str[i]);column += 8;if(column>120){column = 0;page += 2;}i++;}
}//计算m的n次方
uint32_t Lcd_Pow(uint8_t m,uint8_t n)
{uint32_t ret = 1;while(n--){ret *= m;}return ret;
}//显示数字
//*num:显示的数字
void Lcd_Display_Num(uint8_t page,uint8_t column,uint32_t num,uint8_t len,uint8_t size_num)
{uint8_t t,temp;uint8_t flag = 0;for(t=0;t<len;t++){temp = (num / Lcd_Pow(10,len-t-1)) % 10;//把显示的数字一位一位取出来if(((flag==0) && t) < (len-1)){if(temp == 0){Lcd_Display_OneChar(page,column + (size_num/2) * t,'0');continue;//temp=0时,结束本次循环,进入下次循环,但不跳出循环}else{flag = 1;}}Lcd_Display_OneChar(page,column + (size_num/2) * t,temp + '0');}
}

**注：**程序中涉及的字库可通过取自摸软件得到。

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