STM32实战应用（一）——1602蓝牙时钟1液晶的显示测试

前言

从51到STM32F4学习这么久了，总算找到点头绪了，目前学习了GPIO，中断，定时器，看门狗的基本使用，所以想试着看看能不能做个什么东西，就是想复习一下最近学习的知识。正好上学期单片机课程设计做过一个可以蓝牙、按键校准、带温度显示的时钟，所以我想看能不能将程序移植到STM32上呢？说做就做，经过三天的时间，几次的程序修改和调试，终于成功了！

关于51单片机实现的时钟可以参考我以前发表的博文，里面还有演示的视频链接

单片机课程设计——《基于AT89S52单片机和DS1302时钟芯片的电子时钟（可蓝牙校准）》

由于STM32内部定时器的精度还是很高的（一小时慢1s），所以就没有使用DS1302时钟芯片（关键是手里没有），显示上和课程设计做的有些不一样，没有增加日期和星期显示，就时间、闹钟和温度的显示。 

今天先学习一下1602液晶的显示，那么如何用STM32控制LCD1602显示字符，字符串或数字呢？

1602液晶介绍

工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。1602LCD是指显示的内容为16X2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。

由于1602液晶是5V供电，引脚高电平为5v。不像51单片机IO输出高电平5v，STM32高电平只有3.3v，低电平0v，找到了1602的数据手册，里面居然没有说明高电平电压范围，到底能不能驱动呢？我又查找了1602驱动芯片HD44780的数据手册，其中有一个电压特性，如下图

可见用STM32的3.3v电平驱动显示完全没问题，看到这我就放心了，代码经过多次的修改后，终于成功显示了，所以还是要多看看数据手册。

硬件电路连接

 

 

程序设计

1.控制线宏定义，通过位带操作，以后就可以像51那样RS=1来操作了，是不是很熟悉呢？这里还将数据线的8个端口定义为了一个LCD_DB

#define LCD_RS PAout(1)
#define LCD_RW PAout(4)
#define LCD_EN PAout(6)
#define LCD_DB GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 |GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15

2.LCD相连的GPIO配置，将数据线端口配置为OD（开漏）输出模式，可以做双向IO使用，在检测LCD是否忙时，需要读取D7位的状态

void LCD_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  IO_Init;
    
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOE，ENABLE);
    
    /*控制线初始化 : */
    IO_Init.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;        //输出
    IO_Init.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;        //推挽模式
    IO_Init.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_6; 
    IO_Init.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;            //
    IO_Init.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;        //GPIO_Speed_2MHz
    GPIO_Init(GPIOA，&IO_Init);
    
    /*数据线初始化*/
    IO_Init.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
    IO_Init.GPIO_OType=GPIO_OType_OD;        //开漏输出可双向
    IO_Init.GPIO_Pin=LCD_DB;
    IO_Init.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;            //上拉
    IO_Init.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;        
    GPIO_Init(GPIOE，&IO_Init);                        
    /*测试 : 高电平3.3v
    LCD_RS=1;
    LCD_RW=1;
    LCD_EN=1;
    GPIO_SetBits(GPIOE，LCD_DB); */
}

 

3.实现P1=0xff功能的函数，带参数

void GPIO_OutData(u8 Dat)
{
    u16 tmp;
    tmp = 0;
    tmp =Dat;
    tmp <<= 8;            //数据左移到高8位
    GPIO_Write(GPIOE，tmp);        //数据写入到GPIOE高8位
}

4.检测LCD是否忙

void LCD_CheckBusy(void)
{
    u8 sta;
    GPIO_OutData(0xff);
    LCD_RS=0;
    LCD_RW=1;
    do{
        LCD_EN=1;
        delay_ms(5);
        sta = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE，GPIO_Pin_15);
        LCD_EN =0;
    }while(sta & 0x80);
}

 

5.向LCD写一字节数据

/* LCD_RS = 1， LCD_RW = 0 */
void LCD_WriteData(u8 Dat)
{

    LCD_CheckBusy(); //忙则等待
    LCD_RS=1;
    LCD_RW=0;
    GPIO_OutData(Dat);
    LCD_EN=1;
    delay_ms(1);
    LCD_EN = 0;
    
}

 6.向LCD写一字节命令

/*LCD_RS = 0， LCD_RW = 0*/
void LCD_WriteCmd(u8 Cmd)
{
    LCD_CheckBusy(); //忙则等待
    LCD_RS = 0;
    LCD_RW = 0;
    GPIO_OutData(Cmd);    
    LCD_EN = 1;
    delay_ms(1);
    LCD_EN = 0;     
}

 

7.LCD初始化

void LCD_Init(void)
{
    LCD_WriteCmd(0x38);
    LCD_WriteCmd(0x0C);
    LCD_WriteCmd(0x06);    /*显示光标移动设置*/    delay_ms(1);
    LCD_WriteCmd(0x01);    /*显示清屏*/
}

8.LCD清屏

void LCD_ClearScrren(void)
{
    LCD_WriteCmd(0x01);
}

 

9.根据xy坐标，写入对应的数据位置

void LCD_SetCursor(u8 x， u8 y)
{
    u8 addr;
    if (y == 0)
        addr = 0x00 + x;
    else
        addr = 0x40 + x;
    LCD_WriteCmd(addr | 0x80);
}

 10.根据xy坐标显示一个字符

 

void LCD_DisChar(u8 x，u8 y，u8 ch)
{
    LCD_SetCursor(x，y);        //字符显示位置设定
    LCD_WriteData(ch);
}

11.显示两位的数字

void LCD_DisNumber(u8 x，u8 y，u8 Num)
{
    LCD_SetCursor(x，y);
    LCD_WriteData(0x30+Num/10);
    LCD_SetCursor(x+1，y);
    LCD_WriteData(0x30+Num%10);
}

 

12.显示字符串

void LCD_DisString(u8 x，u8 y，u8 *str)
{
    LCD_SetCursor(x， y);
    while(*str != '')
    {
        LCD_WriteData(*str++);
    }
}

 主函数

int main(void)
{
    delay_init(168);
    LED_Init();
    
    LCD_GPIO_Config();
    LCD_Init();
    LCD_ClearScrren();
    while(1)
    {
        delay_ms(500);
        LED1_ON;
        LCD_DisString(0，0，"abcdefghijklmnop");
        delay_ms(500);
        LED1_OFF;
        LCD_DisNumber(0，1，56);
        LCD_DisChar(2，1，'a');
        LCD_DisString(3，1，" Hello World!");
    }    
}

 

实际显示效果:

显示非常完美，和51驱动没有什么区别

总结：

实际运行时，不使用检测忙函数也行，1602显示正常了，接下来就是增加定时器显示时钟了。在设置IO口模式时，可以将模式设置为开漏模式，就可以实现双向IO的目的，即可输出，又可以读取外部输入。通过位带操作和宏定义就可以像51那样直接操作IO口输出高低电平了。 

参考资料：

1602字符液晶_百度百科

HD44780器件手册

 

 程序源码下载链接: https://pan.baidu.com/s/1hsvEBcg 密码: fk3b

欢迎查看我以前的单片机学习笔记:

STM32学习笔记（五）——通用定时器计数延时 

STM32学习笔记（四）——串口控制LED（中断方式） 

STM32学习笔记（三）——外部中断的使用 

STM32学习笔记（二）——串口控制LED 

STM32学习笔记（一）——点亮一个LED 

单片机之模块化编程 

基于51单片机IIC通信的PCF8591学习笔记 

基于51单片机IIC通信的AT24C02学习笔记 

 

 

 

以上是我学习过程的一些个人理解，有不对或不准确的地方，欢迎各位大神指正。

 

2017年4月23日14:24:45

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