基于STM32F103C8T6單片機的LCD顯示系統設計

周琦

摘 要：以Keil for ARM集成開發環境為基礎，以STM32F103C8T6單片機為核心，設計LCD12864液晶顯示系統，能在屏幕的任意位置對字符及圖形進行顯示，且具備貪吃蛇游戲等相關功能。另外，該LCD顯示系統具有較強的操作便捷性，且具有較低能耗、較快速度和較高的性價比。本文淺析了基于STM32F103C8T6單片機的LCD顯示系統設計，以期為LCD顯示系統設計提供借鑒。

關鍵詞：單片機;LCD;顯示系統

當前，終端顯示器在諸多領域得到了日漸廣泛的應用。同時，人們對于所使用的終端顯示器提出了較高的要求。具有較小體積和較低能耗，且具有較高清晰度的LCD顯示器具有顯著的應用優勢，深受人們青睞。以單片機為核心的LCD顯示系統具備簡單的硬件結構，生產成本相對較低，且控制較為便捷，廣泛應用于嵌入式系統中。本文主要基于STM32F103C8T6單片機，對LCD顯示系統進行設計。

一、系統硬件設計

LCD顯示系統方框圖如下圖1所示：

（一）Keil MDK以及STM32F103C8T6單片機

Keil MDK為集成開發環境，具備在線調試以及鏈接、編譯等功能，能實現對啟動代碼的自動配置，操作相對簡單，且具有優越性能，廣泛應用于嵌入式系統。[1]STM32F103C8T6單片機的寬電壓實際供電范圍保持在2.0V～3.6V之內，其最大CPU功率為72MHz，配備有單周期的硬件除法以及乘法指令，還配備有中斷系統，具備編程功能。同時，該單片機還配備有兩種存儲器，一種是FLash存儲器，容量為64KB，一種是SRAM存儲器，容量為20KB。另外，該單片機還具備多種類型的片內外設，諸如定時器、DMA控制器、IIC接口等。[2]該單片機不僅具有成本較低，且具有較快的速度和較高的性價比。

（二）LCD12864液晶顯示屏

LCD12864液晶顯示屏采用串行數據接口，其工作電壓保持在2.8V到5.5V范圍之內，采用128×64像素，以黑白色作為其顯示顏色，以藍色作為背光顏色，且不帶字庫。模塊內部對ST7565P控制器進行采用，此類控制器具有較低的功耗，在省電模式下，其最大工作電流為5μA，顯示模塊具備的引腳接口共有8個，對主控制器I/O相應的占用數量相對較少。

（三）LCD12864液晶顯示屏與STM32F103C8T6單片機的硬件連接

LCD12864液晶顯示屏與STM32F103C8T6單片機的硬件連接極為簡單。LCD12864液晶顯示屏引腳編號1～5相應的控制端口，能與STM32F103C8T6單片機相應的GPIO口進行直接連接，第8引腳為LCD相應的背光電源端口，借助單片機相應的I/O口對三級管導通進行控制，據此對通斷背光電源進行控制，實現對功耗的有效節省。[3]單片機 STM32F103C8T6 與 LCD12864 的硬件連接圖如下圖2所示：

二、系統軟件設計

系統軟件設計涵蓋LCD初始化、數據命令編寫、字符畫點顯示等相關程序設計。在液晶顯示模塊開展工作前，要對之實施初始化，諸如對液晶進行復位，對偏壓比以及顯示對比度等各項參數進行確定等，在此基礎上，才能對字符以及圖形進行顯示。針對液晶顯示模塊對數據、命令進行寫入，要強調寫入時序，嚴格遵循相關時序，對驅動程序進行編寫。對程序進行設計時，為增強移植的便捷性，可對相關引腳相應的操作實施宏封裝。

寫數據相應的功能函數void LCD12864_WriteData的實現方法相同于寫命令相應的功能函數，將片選打開后，對寫數據LCD_A0_1（）進行選擇。

對LCD液晶驅動程序進行設計，要在屏幕任意位置對一個點進行顯示，據此實現復雜性更強的功能。每次對數據進行寫入均包含8個點相應的信息，且LCD顯示模塊未對讀控制端口進行配置，無法借助讀數據命令實現對其他7點實際狀態的了解，難以實現最終目的。對此，可在單片機相應的內存區對數據空間進行開辟，并對顯示器各點相應的顯示情況進行記錄。

液晶模塊未對字庫進行配置，對字符進行顯示之前，要在單片機相應的存儲空間中對字模進行儲存，并基于任意坐標對一個點的現實，實現對字符的有效現實。

三、實例設計

基于LCD12864驅動程序，將STM32F103C8T6單片機作為系統控制核心，即具備貪吃蛇游戲的相應功能。該游戲程序主要具備鍵盤掃描、LCD12864驅動以及數據處理子程序模塊。在該游戲中，可將貪吃蛇和食物視作各不相同的兩個對象，可借助結構體變量對其屬性進行描述，將游戲功能作為依據，對大模塊整體實施劃分，形成不同子模塊，并對各子模塊各自的功能函數進行編寫，由主模塊函數對之進行調用。在程序設計過程中，將貪吃蛇的長度定義為15，將貪吃蛇具體的運動區域長度定義為20個單位，將其寬度定義為15個單位。另外，借助單片機相應的AD采樣引腳基于懸空狀態實施采樣，對AD值進行獲取，并經由相關運算實現對隨機數的獲取。

四、結語

綜上所述，STM32F103C8T6單片機性能良好，LCD12864具有較為簡單的硬件接口，對單片機相應的I/O口資源占用較少，且單片機能為其他外設提供充足的硬件資源，顯示系統能在不同場合進行應用。另外，系統對C語言進行采用實施程序設計，具有較強的移植性。

參考文獻：

[1]楊偉，肖義平.基于STM32F103C8T6單片機的LCD顯示系統設計[J].微型機與應用，2014（20）：29-31.

[2]陳素芹，余紅英，萬鸞飛，等.基于STM32F103C8T6的USB直流充電器設計[J].重慶工商大學學報：自然科學版，2016，33（2）：45-48.

[3]梁亞峰.面向實訓設備管理的指紋鎖控系統設計[J].成都航空職業技術學院學報，2015，31（3）：50-53.