STC8H开发(十): SPI驱动Nokia5110 LCD(PCD8544)

女爷i 2023-10-04 18:46 1阅读 0赞

### [STC8H开发(十): SPI驱动Nokia5110 LCD(PCD8544)][STC8H_ SPI_Nokia5110 LCD_PCD8544] ###

## 目录 ##

*  [STC8H开发(一): 在Keil5中配置和使用FwLib\_STC8封装库(图文详解)][STC8H_ _Keil5_FwLib_STC8]
 *  [STC8H开发(二): 在Linux VSCode中配置和使用FwLib\_STC8封装库(图文详解)][STC8H_ _Linux VSCode_FwLib_STC8]
 *  [STC8H开发(三): 基于FwLib\_STC8的模数转换ADC介绍和演示用例说明][STC8H_ _FwLib_STC8_ADC]
 *  [STC8H开发(四): FwLib\_STC8 封装库的介绍和使用注意事项][STC8H_ FwLib_STC8]
 *  [STC8H开发(五): SPI驱动nRF24L01无线模块][STC8H_ SPI_nRF24L01]
 *  [STC8H开发(六): SPI驱动ADXL345三轴加速度检测模块][STC8H_ SPI_ADXL345]
 *  [STC8H开发(七): I2C驱动MPU6050三轴加速度+三轴角速度检测模块][STC8H_ I2C_MPU6050]
 *  [STC8H开发(八): NRF24L01无线传输音频(对讲机原型)][STC8H_ NRF24L01]
 *  [STC8H开发(九): STC8H8K64U模拟USB HID外设][STC8H_ STC8H8K64U_USB HID]
 *  [STC8H开发(十): SPI驱动Nokia5110 LCD(PCD8544)][STC8H_ SPI_Nokia5110 LCD_PCD8544]

## Nokia5110 LCD ##

有片很早以前买的Nokia5110 LCD一直在纸箱里吃灰. 可能是买其它配件时送的? 没有合适的用途一直扔在那里, 偶尔见到总会想什么时候有空给它点一下.

外观长这样. 其实市面上这种模块有几个不同的版本, 另一种版本是上下有两排排针, 方便不同的PCB布局, 功能是一样的.

单色LCD, 84x48像素, 带4颗蓝色LED灯珠作为背光. 显示芯片是Philips PCD8544.

因为是Nokia5110手机的显示屏, 所以一般都叫它Nokia5110 LCD. 在2014年大屏手机还没流行的年代, 这是个相当不错的显示输出设备, 相对于1602和2004LCD, 体积小分辨率高, 便宜量又足.

现在遍地12864的LCD/OLED, 还有分辨率更高的彩色LCD可以选择, 这个模块也就没什么人用了.

### PCD8544 ###

*  菲利普生产的单片低功耗CMOS LCD驱动控制器芯片, 用于驱动84x48像素的LCD
 *  接口是SPI
 *  显示内存 = 6 banks x 84 segments x 8 bits = 4032 bits = 504字节
 *  Each bank contains 84 columns/segments (from 0 to 83)
 *  Each column can store 8 bits of data (from 0 to 7)

### Pin脚 ###

1.  RST 复位
2.  CE 片选, CS
3.  DC 数据/指令选择, D/C
4.  DIN SPI数据, MOSI
5.  CLK SPI时钟线
6.  VCC 电源, 这个模块兼容3.3V和5V, 如果没有标识建议使用3.3V
7.  BL 背光
8.  GND 接地

## 指令说明 ##

PCD8544 的指令很少, 比 ST7567还少. 显示机制和 ST7567 基本上是一样的.

### 写数据和写命令 ###

使用D/C pin控制, 高电平表示写入数据, 低电平表示写命令

### 功能设置 ###

Function set: 0x20, 叠加下面的参数

*  Power down control: 0x04 关机模式
 *  Entry mode: 0x02 寻址方式, 设置后变成垂直寻址, 先下再右; 正常模式是先右再下, 一般使用正常模式
 *  Extended instruction set: 开启扩展指令. 开启后可以修改温度参数, 电压基准偏移, 显示电压, 后面两个用于调节LCD的对比度

### 显示控制 ###

Display control: 0x08, 叠加下面的参数

*  Display blank 显示空白: 0x00
 *  Normal mode 正常显示: 0x04
 *  All display segment on 显示全部: 0x01
 *  Inverse video mode 反显模式: 0x05

### 坐标定位 ###

PCD8544的显示结构

只能定位到字节, 定位后写入数据, 会按设置好的寻址方式往下写

*  设置x坐标: 0x80 叠加 \[0x00, 0x84) 之间的值
 *  设置y坐标: 0x40 叠加 \[0x00, 0x06) 之间的值

### 扩展指令 ###

下面的命令必须在开启扩展指令后执行才有效

*  Temperature control 温度因子, 0x04 叠加取值 \[0x00, 0x03\]
 *  Bias system 电压基准控制, 0x10 叠加取值 \[0x00, 0x07\]
 *  Set Vop 显示电压控制, 0x80 叠加取值 \[0x00, 0x7F\]

这三个指令需要说明一下, 设置不当可能会显示全黑或者完全无显示

*  温度因子可以不设置, 使用默认
 *  电压基准设置得越大, 最后的实际显示电压越高, LCD显示部分就越黑, 如果屏幕无显示, 可以先调成0x07试试
 *  显示电压高低和设置的值成正比, 值越高实际显示电压越高, LCD显示部分就越黑

## 使用 STC8H 进行测试 ##

以下使用 STC8H3K32 和 FwLib\_STC8 进行测试

### 接线 ###

上电前一定要检查一下VCC和GND是否正确, 电压是否正确

P37   -> RES, RESET
    P36   -> DC, A0
    P35   -> CE, Chip Select
    P32   -> SCK, SCL, CLK, Clock
    P12   -> BL, Backlight
    P34   -> MOSI, Din
    GND   -> GND
    3.3V  -> VCC

### 代码 ###

代码可以从GitHub或者Gitee下载

*  GitHub: [FwLib\_STC8/tree/master/demo/spi/pcd8544\_nokia5110\_lcd][FwLib_STC8_tree_master_demo_spi_pcd8544_nokia5110_lcd]
 *  Gitee: [FwLib\_STC8/tree/master/demo/spi/pcd8544\_nokia5110\_lcd][FwLib_STC8_tree_master_demo_spi_pcd8544_nokia5110_lcd 1]

#### 初始化 ####

// 重置
    PCD8544_Reset();
    // 设置对比度, 如果显示太淡或太深, 需要自行调整
    PCD8544_SetContrast(0x06, 0x20);
    // 设置为正常显示模式
    PCD8544_SetDisplayNormal();

#### 开启和关闭背光 ####

// 开启背光
    PCD8544_SetBackLightState(HAL_State_ON);
    // 关闭背光
    PCD8544_SetBackLightState(HAL_State_OFF);

#### 清屏 ####

PCD8544_Fill(0);
    PCD8544_UpdateScreen();

#### 反显 ####

开启反显后, 需要再设置为正常显示模式才能恢复, 不能通过再次调用反显恢复

PCD8544_SetDisplayInverted();

#### 画线 ####

// 从(0,0)画线到(83,0)
    PCD8544_DrawLine(0,   0,  83,  0, 1);
    PCD8544_DrawLine(0,   0,   0, 47, 1);
    PCD8544_DrawLine(83,  0,  83, 47, 1);
    PCD8544_DrawLine(0,  47,  83, 47, 1);
    PCD8544_UpdateScreen();

#### 显示文字 ####

// 移动坐标到(3,3)
    PCD8544_GotoXY(3, 3);
    // 使用5x7字体显示英文
    PCD8544_Puts("LCD:PCD8544", &Font_5x7, 1);
    PCD8544_UpdateScreen();

#### 关机模式 ####

// 关机
    PCD8544_SetPowerDownMode(HAL_State_ON);
    // 开机
    PCD8544_SetPowerDownMode(HAL_State_OFF);

### 参数说明 ###

这三个扩展命令会影响显示, 设置不当会变成全白或全黑

#define PCD8544_SETTEMP             0x04 // Extended instruction set - Set temperature coefficient
    #define PCD8544_SETBIAS             0x10 // Extended instruction set - Set bias system
    #define PCD8544_SETVOP              0x80 // Extended instruction set - Write Vop to register

其中

*  `PCD8544_SETTEMP`是温度因子, 通常不需要设置
 *  `PCD8544_SETBIAS`是偏压级别, 通常设置为\[3,7\]之间的指, 对应的写入就是\[0x13, 0x17\]
 *  `PCD8544_SETVOP`是系统电压, 会受上面的两个参数影响

如果初始化后无显示或显示全黑的, 可以根据上面的范围调整.

## 演示 ##

视频中可以看到不同基准电压下, 调节显示电压造成的对比度变化

[STC8H硬件SPI驱动PCD8544 Nokia5110 LCD 演示\_哔哩哔哩\_bilibili][STC8H_SPI_PCD8544 Nokia5110 LCD _bilibili]

## 参考 ##

*  [https://github.com/adafruit/Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library][https_github.com_adafruit_Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library]
 *  [In-Depth: Interface Nokia 5110 Graphic LCD Display with Arduino][In-Depth_ Interface Nokia 5110 Graphic LCD Display with Arduino]
 *  使用Arduino UNO 驱动 Nokia5110 LCD [https://www.youtube.com/watch?v=VtZvf5T98FI][https_www.youtube.com_watch_v_VtZvf5T98FI]

原文链接：https://www.cnblogs.com/milton/p/16339805.html

[STC8H_ SPI_Nokia5110 LCD_PCD8544]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTYzMzk4MDUuaHRtbA==
[STC8H_ _Keil5_FwLib_STC8]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU3NjY2NjkuaHRtbA==
[STC8H_ _Linux VSCode_FwLib_STC8]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU3NzU2NTguaHRtbA==
[STC8H_ _FwLib_STC8_ADC]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU3ODI0MDcuaHRtbA==
[STC8H_ FwLib_STC8]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU3ODY3MTIuaHRtbA==
[STC8H_ SPI_nRF24L01]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU3OTk2NTMuaHRtbA==
[STC8H_ SPI_ADXL345]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU4MjE3MDQuaHRtbA==
[STC8H_ I2C_MPU6050]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU4MzI4NjkuaHRtbA==
[STC8H_ NRF24L01]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU4NTIxNjEuaHRtbA==
[STC8H_ STC8H8K64U_USB HID]: https://www.likecs.com/default/index/url?u=aHR0cHM6Ly93d3cuY25ibG9ncy5jb20vbWlsdG9uL3AvMTU4NzUzODguaHRtbA==
[FwLib_STC8_tree_master_demo_spi_pcd8544_nokia5110_lcd]: https://github.com/IOsetting/FwLib_STC8/tree/master/demo/spi/pcd8544_nokia5110_lcd
[FwLib_STC8_tree_master_demo_spi_pcd8544_nokia5110_lcd 1]: https://gitee.com/iosetting/fw-lib_-stc8/tree/master/demo/spi/pcd8544_nokia5110_lcd
[STC8H_SPI_PCD8544 Nokia5110 LCD _bilibili]: https://www.bilibili.com/video/BV1eF411G7Y7
[https_github.com_adafruit_Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library]: https://github.com/adafruit/Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library
[In-Depth_ Interface Nokia 5110 Graphic LCD Display with Arduino]: https://lastminuteengineers.com/nokia-5110-lcd-arduino-tutorial/
[https_www.youtube.com_watch_v_VtZvf5T98FI]: https://www.youtube.com/watch?v=VtZvf5T98FI