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！

3 ?, |$ U7 a. c. R7 b# y

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。

; H0 }9 M+ q9 e& L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


, ~$ R% S- e& H( t& }

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
. Y7 D& z; I- n5 W
: X4 }& g3 G- V% Z3 T
2 o2 o' J7 N, p/ J6 U: Q* Q


8 X' n, F) v: @7 ]5 n程序设计
0 A% R& c' B: Z1.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
5 o2 `# k) r3 r5 [3 f

1. #define LCD_RS PAout(1)
   - w9 v. [  a) c+ N8 `8 G
2. #define LCD_RW PAout(4)
   
3. #define LCD_EN PAout(6)
   3 _+ T/ U# t7 n# w5 Z  ]& K: {$ H- K
4. #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

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  G1 ?: x; u' t+ U9 u2.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
; C; K$ _6 \' ]0 u

1. void LCD_GPIO_Config(void)
   
2. {
   6 {- ?; N" K8 Z
3.     GPIO_InitTypeDef  IO_Init;
   9 e$ n5 ?* m1 w  n
4.    
   
5.     RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOE，ENABLE);
   ) C! H1 G  w5 I" J( L1 `% Z
6.    
   9 b* g/ W( G9 N
7.     /*控制线初始化 : */
   3 V, G" l$ Y6 w
8.     IO_Init.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;        //输出
   , p0 w- D% X' [" c, G4 C8 A
9.     IO_Init.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;        //推挽模式
   * d2 t/ @" p- d) C
10.     IO_Init.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_6;
    
11.     IO_Init.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;            //
    
12.     IO_Init.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;        //GPIO_Speed_2MHz
    
13.     GPIO_Init(GPIOA，&IO_Init);
    
14.    
    ! z2 U8 V( k4 I. Z; r
15.     /*数据线初始化*/
    , q/ [( ~! Q- t
16.     IO_Init.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
    5 c4 M2 C: @+ {% A! n; i0 O$ V
17.     IO_Init.GPIO_OType=GPIO_OType_OD;        //开漏输出可双向
    
18.     IO_Init.GPIO_Pin=LCD_DB;
    3 N# k! _' ?3 b& W% L: B: _0 m2 Q
19.     IO_Init.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;            //上拉
    
20.     IO_Init.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;        
    ; H, ~) c' B, d! J% w) m* g
21.     GPIO_Init(GPIOE，&IO_Init);                        
    
22.     /*测试 : 高电平3.3v
    
23.     LCD_RS=1;
    
24.     LCD_RW=1;
    
25.     LCD_EN=1;
    * r% b3 v  n- k3 h7 s6 S5 T
26.     GPIO_SetBits(GPIOE，LCD_DB); */
    
27. }

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3.实现P1=0xff功能的函数，带参数
0 F* p; L/ Y, P; D

1. void GPIO_OutData(u8 Dat)
   
2. {
   
3.     u16 tmp;
   
4.     tmp = 0;
   
5.     tmp =Dat;
   . v$ s" Z* x4 E0 S7 j5 t+ S
6.     tmp <<= 8;            //数据左移到高8位
   , h0 g0 m8 g( J" |0 D
7.     GPIO_Write(GPIOE，tmp);        //数据写入到GPIOE高8位
   $ J, i; ]. |6 j
8. }

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6 ^5 k# R8 S" }' I, j+ k1 Z4.检测LCD是否忙
: m% Q5 P" p% j1 S3 V3 b- H% Q, p

1. void LCD_CheckBusy(void)
   6 H* X* f) y/ h" ^
2. {
   4 m3 {/ y* B2 r1 R6 c% f& f
3.     u8 sta;
   
4.     GPIO_OutData(0xff);
   ! W: e9 n* m7 e9 Y1 `0 b6 I
5.     LCD_RS=0;
   
6.     LCD_RW=1;
   % M- t( S- ]; l6 f4 \- W
7.     do{
   
8.         LCD_EN=1;
   1 Y  T/ x. }$ k7 k$ X6 b- ^8 i: Z
9.         delay_ms(5);
   
10.         sta = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE，GPIO_Pin_15);
    $ C4 C2 \5 p# U: {! O
11.         LCD_EN =0;
    
12.     }while(sta & 0x80);
    
13. }

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( N% N4 `3 I+ c% d
5.向LCD写一字节数据

1. /* LCD_RS = 1， LCD_RW = 0 */
   
2. void LCD_WriteData(u8 Dat)
   ; d4 @9 |. k6 Q. \1 ]. K! ^' }
3. {
   
4. 
   . H8 @" R+ p; {
5.     LCD_CheckBusy(); //忙则等待
   
6.     LCD_RS=1;
   
7.     LCD_RW=0;
   9 Z# q4 z# D+ D9 n- S& G/ p0 j- @
8.     GPIO_OutData(Dat);
   $ ]3 e4 P8 ^6 A( X
9.     LCD_EN=1;
   , d4 ~; H$ X/ W2 r
10.     delay_ms(1);
    % [; Y; L/ m  j
11.     LCD_EN = 0;
    + `$ C4 n  F# _
12.    
    
13. }

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6.向LCD写一字节命令

1. /*LCD_RS = 0， LCD_RW = 0*/
   3 v& Z( c4 r+ N8 Q. m( y5 Y
2. void LCD_WriteCmd(u8 Cmd)
   
3. {
   1 T! l5 z8 h3 W% S  J6 w" a
4.     LCD_CheckBusy(); //忙则等待
   
5.     LCD_RS = 0;
   
6.     LCD_RW = 0;
   ! J: i7 t/ ?9 ?. [' V5 {1 C- u
7.     GPIO_OutData(Cmd);   
   
8.     LCD_EN = 1;
   
9.     delay_ms(1);
   0 }& V/ U) j1 C0 k
10.     LCD_EN = 0;     
    
11. }

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7.LCD初始化

1. void LCD_Init(void)
   / Z' u4 j  N. k4 R. a5 t3 u2 [  u
2. {
   
3.     LCD_WriteCmd(0x38);
   
4.     LCD_WriteCmd(0x0C);
   3 K% c) `1 |  B: F0 p+ }
5.     LCD_WriteCmd(0x06);    /*显示光标移动设置*/    delay_ms(1);
   
6.     LCD_WriteCmd(0x01);    /*显示清屏*/
   * N& D# Q; Y" s" b& I% J
7. }

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! V  c. C0 Y% v- i  N8.LCD清屏
$ C$ L5 b. j9 \5 n

1. <div>void LCD_ClearScrren(void)</div><div>{</div><div>    LCD_WriteCmd(0x01);</div><div>}</div>

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' L' s* B: W& ^
8 Q* `5 q7 d6 J" d  [% L- Y% p- \
7 Z. `0 p6 ~3 U4 [7 F9.根据xy坐标，写入对应的数据位置
0 O' {4 Z& g$ \/ h8 t; Y1 x

1. void LCD_SetCursor(u8 x， u8 y)
   8 v/ v2 w1 ?6 @. W% P( ~
2. {
   
3.     u8 addr;
   ' z$ k; a4 n' R0 v0 `
4.     if (y == 0)
   
5.         addr = 0x00 + x;
   4 x7 a8 b' b: U8 t+ _6 {/ ]- ~  T
6.     else
   
7.         addr = 0x40 + x;
   
8.     LCD_WriteCmd(addr | 0x80);
   
9. }

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2 X8 L7 d8 c: d$ U8 { 10.根据xy坐标显示一个字符

1. void LCD_DisChar(u8 x，u8 y，u8 ch)
   
2. {
   ) P1 g5 i- j& G* v- V, e. ~
3.     LCD_SetCursor(x，y);        //字符显示位置设定
   & |/ d, v) V+ z3 M
4.     LCD_WriteData(ch);
   
5. }

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& W% o% z- B- E* O; v) N11.显示两位的数字

1. void LCD_DisNumber(u8 x，u8 y，u8 Num)
   8 c5 }4 O# ?6 X0 D1 y. d: u
2. {
   
3.     LCD_SetCursor(x，y);
   2 v9 b% d0 R# q' P0 a& m
4.     LCD_WriteData(0x30+Num/10);
   3 E9 H5 {& g- G- l) K( Q
5.     LCD_SetCursor(x+1，y);
   ; h3 [: D$ z6 r; [2 _
6.     LCD_WriteData(0x30+Num%10);
   - f- b; P2 a  N3 o1 l9 I7 y
7. }

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- d$ G" d. `, D: d7 I/ T: d
12.显示字符串

1. void LCD_DisString(u8 x，u8 y，u8 *str)
   
2. {
   
3.     LCD_SetCursor(x， y);
   $ N8 O5 _3 c: r
4.     while(*str != '\0')
   ! Z  z. C7 y) E; d" j
5.     {
     V$ D: P. g6 [0 l1 G+ v
6.         LCD_WriteData(*str++);
   
7.     }
   
8. }

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主函数

1. int main(void)
   7 t) ~/ A' m  g, e
2. {
   , `! K! r+ l0 h, L2 n8 S& R/ }
3.     delay_init(168);
   1 |( P& r: _: W% E2 E7 n% F( ?
4.     LED_Init();
   # [' l+ B; X' t$ z* W6 ?+ {! U
5.    
   + M8 [3 M, x5 h- `( A$ p6 W! \# s
6.     LCD_GPIO_Config();
   % B, v% X8 u  c5 h. W
7.     LCD_Init();
   , |" J9 t# e* T8 W5 B9 m- C. J
8.     LCD_ClearScrren();
   
9.     while(1)
   
10.     {
    
11.         delay_ms(500);
    / q2 w6 Z- b. H$ I3 U  g
12.         LED1_ON;
    9 {3 v* c+ e: F3 H
13.         LCD_DisString(0，0，"abcdefghijklmnop");
    + I& a* _+ L* }/ K5 {* p
14.         delay_ms(500);
    
15.         LED1_OFF;
    
16.         LCD_DisNumber(0，1，56);
    " k( j% q) P  d
17.         LCD_DisChar(2，1，'a');
    
18.         LCD_DisString(3，1，" Hello World!");
    
19.     }   
    
20. }

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/ P+ F( s! U2 C( x! m
实际显示效果:

& \8 _* C; h# \4 b$ s0 a7 g2 Z: g4 n
3 g( s2 \& Y* ^, @3 x
' ~6 y5 V& Z! T& ]8 g

显示非常完美，和51驱动没有什么区别

' O( O% O4 s0 O1 Z
' n. m2 e9 D5 f4 `& Z! x1 F; Z! E  O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。



1 ?+ \4 j1 S+ R" M6 f