蓝桥杯嵌入式开发指南 04-LCD 液晶显示器配置

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实例

通过配置 LCD 液晶显示器，在屏幕上显示指定内容。

电路分析



对于 LCD，由于官方在赛点资源包中提供了 LCD 整个模块的驱动示例代码，故不在此处对其电路进行详细分析，直接调用其对应程序即可。其主要需要注意的地方在于 LCD 和 LED 共用了 PC8-PC15 引脚，在对 LCD 进行写操作时，会导致 LED 状态改变，具体解决方案请见后文。

驱动代码分析

在比赛中，常用的 LCD 函数主要有以下几个：

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//初始化LCD模块
void STM3210B_LCD_Init(void); 

//LCD清屏并设置背景色
void LCD_Clear(u16 Color); 

//设置文本背景色
void LCD_SetBackColor(vu16 Color);

//设置文本颜色
void LCD_SetTextColor(vu16 Color);

//清空行
void LCD_ClearLine(u8 Line); 

//在某行显示字符串
void LCD_DisplayStringLine(u8 Line, u8 *ptr);

实例分析

通过程序实现如下功能：

  • 初始化 LCD 屏幕为黑色
  • 在第一行显示白色的 “Welcome!”
  • 在第二行用蓝色字体显示 LED 灯的 I/O 口状态”LED1-I/O:1/0”

将 L1_Status 由局部变量改为全局变量，并添加 stdio.h 头文件，定义一个长度为 20 的数组用于保存显示用的字符串：

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#include <stdio.h>
u8 L1_Status=0;
u8 Display_String[20];

然后修改主程序：

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int main(void)
{
    SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);
    Delay_Ms(200);
    
    //初始化LCD
    STM3210B_LCD_Init();
    
    //清屏并设置LCD背景为黑色
    LCD_Clear(Black);
    
    //设置字体背景颜色为黑色
    LCD_SetBackColor(Black);
    
    //调用定时器1初始化程序
    Timer1_Init();
    
    //调用LED初始化程序
    LED_Init();
    
    //调用按键初始化程序
    Key_Init();
    
    //设置字体颜色为白色
    LCD_SetTextColor(White);
    
    //在第一行输出指定的字符串
    LCD_DisplayStringLine(Line1,(u8*)" Welcome!");
    
    while(1)
    {
        //获取L1的IO状态并送到指定字符串中
        sprintf((char*)Display_String,"LED1-I/O:%d",L1_Status);
        
        //设置字体颜色为蓝色
        LCD_SetTextColor(Blue);
        
        //在第二行输出指定的字符串
        LCD_DisplayStringLine(Line2,Display_String);
    }    
}

特别提醒


如何调用程序显示会变更的变量？
本处通过 sprintf 函数和 LCD 字符串输出函数实现了对有变更的数字进行显示，需要 include 标准的 C 语言程序库 “stdio.h”

函数 sprintf 的基本介绍

sprintf 指的是字符串格式化命令，函数声明：int sprintf (char *string, char *format [,argument,…]);

  • string：这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了 C 字符串。
  • format：这是字符串，包含了要被写入到字符串 str 的文本。它可以包含嵌入的 format 标签，format 标签可被随后的附加参数中指定的值替换，并按需求进行格式化。format 标签属性是 %[flags][width][.precision][length] specifier
  • [argument]…：根据不同的 format 字符串，函数可能需要一系列的附加参数，每个参数包含了一个要被插入的值，替换了 format 参数中指定的每个 % 标签。参数的个数应与 % 标签的个数相同。

功能说明：sprintf 把格式化的数据写入某个字符串缓冲区。

示例：将 “AD=value 值” 存入字符串 Display_string 中并在 LCD 第三行显示，对主程序做如下修改：

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int main(void)
{
    u8 Display_string[20];
    u8 value=10;
    ......
    while(1)
    {
        ......
        //使用sprintf函数将指定内容存入字符串Display_string中
        sprintf((char*)Display_string,"AD=%d",value);
        LCD_DisplayStringLine(Line3,Display_string);
    }
}

则会在 LCD 显示器的第三行输出：AD=10。

如何解决 LCD 和 LED 共用 I/O 口冲突问题？

我们将上面的程序下载到开发板中不难发现，当我们对按键进行操作以后，LCD 程序刷新了显示内容，导致所有的 LED 灯均被点亮，解决方法为：在操作 LCD 前，我们先保存 GPIOC->ODR 寄存器的值，在对 LCD 操作完毕后，恢复 GPIOC->ODR 原来的值即可。

可以在 lcd.c 中找到需要修改的三个 LCD_Write 相关函数：

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void LCD_WriteReg(u8 LCD_Reg, u16 LCD_RegValue);
void LCD_WriteRAM_Prepare(void);
void LCD_WriteRAM(u16 RGB_Code);

在每个函数的首行加上：

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u16 PC_Out = GPIOC->ODR

每个函数的末行加上：

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GPIOC->ODR = PC_Out

以 LCD_WriteReg 修改为例：

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void LCD_WriteReg(u8 LCD_Reg, u16 LCD_RegValue)
{
    u16 PC_Out = GPIOC->ODR; //首行添加内容
    /* 原有程序代码起始 */
    GPIOB->BRR = 0x0200;  
    GPIOB->BRR = 0x0100;  
    GPIOB->BSRR = 0x0020; 
    
    GPIOC->ODR = LCD_Reg; 
    GPIOB->BRR = 0x0020; 
    GPIOB->BSRR = 0x0020; 
    GPIOB->BSRR = 0x0100; 
    
    GPIOC->ODR = LCD_RegValue; 
    GPIOB->BRR = 0x0020;   
    GPIOB->BSRR = 0x0020; 
    GPIOB->BSRR = 0x0100;
    /* 原有程序代码结束 */
    GPIOC->ODR = PC_Out; //末行添加内容	
}

下载调试

将程序修改好并编译下载到开发板上，此时可以看到屏幕能够正常显示欢迎提示语和 LED1 的 I/O 电平状态。