LCD12864 点阵型液晶显示器总结

LCD12864 是一种常见的点阵型液晶显示屏，通常用于嵌入式系统、单片机应用、工业控制、仪器仪表等设备。它有128列、64行的点阵，显示内容可以是文字、数字、图形、图标等。LCD12864 常见的接口包括 并行接口 和 串行接口，其中并行接口的使用较为广泛。

以下是对 LCD12864 点阵型液晶显示器的详细总结，包含其工作原理、控制方式、常用命令、接口方式、显示内容和使用方法。

1. LCD12864 基本概述

  • 分辨率：128×64（128列，64行的点阵），显示区域为 128×64 个像素点，能够显示字符、图形、图标等。
  • 显示类型：采用点阵显示方式，每个点可以控制开启或关闭，支持中文字符、英文字母、数字及自定义图形等显示。
  • 电源电压：常见的电压为 5V，部分低功耗产品也有 3.3V 版本。
  • 接口类型：常见的接口有 并行接口（8位数据总线）和 串行接口（如 I2C、SPI 等）。

2. LCD12864 的工作原理

LCD12864 基于 点阵显示技术，显示屏的每一个像素点都是由两个电极板控制，通过电流的控制来显示不同的图像。控制器通过给每一行和每一列送电流，按一定的规则点亮或熄灭特定的像素点，进而显示出字符、图像或图标。

基本结构：

  • 控制器（驱动IC）：用于控制液晶显示的工作，通常采用常见的控制芯片，如 ST7920、KS0108 等。
  • 点阵显示单元：液晶显示单元由 128 列、64 行的点阵组成，每个点可以显示黑或白，表示开或关。

显示原理：

  • 每行有 128 个像素，每列有 64 个像素。
  • 通过行和列的交叉控制，可以显示出字符或图形。

3. LCD12864 的接口类型

3.1 并行接口：

  • 数据总线：8位数据总线，用于传输显示数据。
  • 控制信号：常见的控制信号包括 RS（寄存器选择）、RW（读/写选择）、E（使能信号）等。

3.2 串行接口（如 I2C 或 SPI）：

  • I2C：利用两个线（SCL 时钟线和 SDA 数据线）进行通信，适用于多个设备共享总线的情况，通常需要一个额外的 I2C 转换器。
  • SPI：串行外设接口，速度较快，适合高频率更新显示数据，通常需要 4 条线（SCK 时钟线、MOSI 数据线、CS 片选线和 DC 数据/命令选择）。

4. 常用命令和操作

LCD12864 控制器（如 ST7920）有一系列常见命令，用于控制显示器的工作状态和显示内容。

4.1 初始化命令：

初始化 LCD12864 液晶显示器时，首先需要配置显示模式、清空显示内容、设置光标等。

  • 显示开关命令：开启或关闭显示。// 开启显示 LCD_command(0x3F); // 0x3F - 开启显示命令
  • 清屏命令：清除显示内容。LCD_command(0x01); // 0x01 - 清屏命令
  • 光标控制命令：设置光标位置，决定字符显示的起始位置。// 设置光标位置 LCD_command(0x80 | (位置)); // 0x80 + 光标位置
  • 写字符或数据命令：将数据写入液晶屏。LCD_data(数据); // 写入字符或图形数据

4.2 显示控制命令：

  • 设置显示模式：决定是否启用字符模式或图形模式。// 设置图形模式或字符模式 LCD_command(0x0C); // 例如，0x0C 设置为字符模式
  • 设置对比度：通过控制对比度来调整显示效果。LCD_command(0x50); // 设置对比度命令

5. 字符和图形显示

LCD12864 显示器支持 字符显示 和 图形显示。

5.1 字符显示

字符显示通常以 5×7 点阵为基本单位，支持英文字母、数字和符号等常见字符集。

  • 写入字符：使用写字符的命令（通常通过数据总线）来显示字符。
  • 显示文本：可以通过连续写字符来显示一行或多行的文本。

5.2 图形显示

图形显示需要通过自定义的点阵数据来控制每个点的显示。可以显示图形、图标、条形图等。

  • 显示自定义图形：通过加载点阵数据到显示缓冲区来实现图形显示。
  • 动画显示：使用延时函数和刷新机制实现动态图形显示。

6. LCD12864 的常见应用

LCD12864 广泛应用于以下领域：

  1. 嵌入式系统：在嵌入式开发中，LCD12864 常用于显示调试信息、菜单、状态等。
  2. 仪器仪表：在各种仪表中，LCD12864 用于显示测量结果、温度、压力、电流等。
  3. 工业控制：在 PLC、自动化设备中，LCD12864 用于显示设备状态、报警信息、操作界面等。
  4. 消费电子：一些低成本消费电子产品也使用 LCD12864 来显示用户界面。

7. 示例代码

7.1 基本控制代码（使用并行接口）

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define LCD_RS     (1 << 0)
#define LCD_RW     (1 << 1)
#define LCD_E      (1 << 2)

void LCD_command(uint8_t cmd) {
    PORTB = cmd;  // 设置命令数据
    PORTC &= ~LCD_RS;  // 选择命令寄存器
    PORTC &= ~LCD_RW;  // 写操作
    PORTC |= LCD_E;    // 使能
    _delay_us(1);
    PORTC &= ~LCD_E;   // 禁用
}

void LCD_init() {
    // 初始化LCD12864显示器
    LCD_command(0x38);   // 8位数据模式，2行显示
    LCD_command(0x0C);   // 开启显示，不显示光标
    LCD_command(0x01);   // 清除显示
}

void LCD_write_char(uint8_t data) {
    PORTB = data;
    PORTC |= LCD_RS;    // 选择数据寄存器
    PORTC &= ~LCD_RW;   // 写操作
    PORTC |= LCD_E;     // 使能
    _delay_us(1);
    PORTC &= ~LCD_E;    // 禁用
}

int main(void) {
    DDRB = 0xFF;    // 配置端口为输出
    DDRC = 0x07;    // 配置控制端口为输出

    LCD_init();     // 初始化LCD
    LCD_write_char('A');  // 显示字符 'A'

    while (1) {
        // 主循环，可以添加更新显示内容等操作
    }

    return 0;
}

8. 总结

LCD12864 是一种常见的点阵型液晶显示器，适用于嵌入式、工业、仪表等场合。其通过点阵控制显示字符和图形，支持多种接口，如并行接口、I2C、SPI 等。掌握其命令控制、显示原理和接口方式，可以在多种应用中实现复杂的显示效果。