诺基亚5110液晶的使用

今天在网上搜资料，无意间发现了，这篇文章，写的很详细，故写出来与大家共同学习。

Nokia5110液晶屏完全新手学习笔记(一)

小Jay已经很久没有接触嵌入式了，这些天在学习51，还故意买了块Nokia 5110液晶屏来玩玩(因为便宜吧，嘻嘻~)。

一开始，小Jay不才，看5110芯片资料一头雾水，囧！不过呢，小Jay还是很努力的，经过几番研究，终于有些眉目，其实5110也并不难的。此文提供给和我一样的鸟哥参考，希望能帮得上忙。(*^__^*) 嘻嘻

声明：1、本文章用于自己的知识回顾和提供给有需要的初学者，高手请飘过~2、本文章的内容均从“诺基亚5110液晶屏资料驱动芯片PCD8544中文数据手册.pdf”中，结合自己的理解，整理并简化出来的知识，更多详细内容请查看芯片手册。另外，内容有不对的地方，望指正。
现在我们一步一步来：

一、硬件链接：
首先，看一下硬件（仅供参考，读者已对自己的硬件很熟悉，可以直接跳过。）：


说明：图1： 排针从左至右1到8位。图2： 5110接口在板子中的区域。图3： 8位排针 对应连接5110液晶屏相应的引脚。图4： 5110液晶显示屏对应8位排针JP19的插入方向。再看一下我的板子的原理图：


图5中，显示了8位排针JP19（即5110液晶屏的引脚）其中的5根与51单片机（本人的为STC89C516RD+）的PB I/O口的连接方式：

5110_RST    <---> PB2(P1.2)

5110_SCE    <---> PB3(P1.3)

MOSI(sdin)  <---> PB5(P1.5)

MISO(dc)    <---> PB6(P1.6)

SCK           <---> PB7(P1.7)
这样，我们知道了用51单片机中的I/O口和5110引脚的链接方式。
二、引脚
接线图请根据程序里的定义连接，51的程序默认接线为：
sbit sce = P1^3; //片选

sbit res = P1^2; //复位,0复位

sbit dc = P1^6; //1写数据，0写指令

sbit sdin = P1^5; //数据

sbit sclk = P1^7; //时钟

看了这些默认接线，可能有个疑问：“这些位变量(引脚)究竟有什么用呢？”，带着这个疑问，请看5110芯片手册中的引脚说明（重点看红色区域）：


从这个引脚说明中，我们知道了不同的引脚，对应的功能。那么，如何使用这些引脚来控制5110工作呢？
三、指令
5110液晶显示屏（PCD8544芯片），是通过发送指令和写入数据RAM来控制和显示数据的。
指令格式分为两种模式：1、如果D/C（模式选择）置为低(为0)，即位变量 dc = 0，为发送指令模式，那么接下来发送的8位字节解释为命令字节。2、如果D/C置为高，即dc = 1; 为写入数据RAM模式，接下来的字节将存储到显示数据RAM。注意：1、每一个数据字节存入之后， 地址计数自动递增。 在数据字节最后一位期间会读取D/C信号的电平。 2、每一条指令可用任意次序发送到PCD8544。首先传送的是字节的MSB（高位）。

指令集：

结合表1和表2, 指令集不难读懂。现在以红色横线所标识的指令来举例说明：
第一条（红色横线1），功能设置指令：首先，D/C为0, 表示现在是指令模式，然后从表2看：若要“使用基本指令集”，则PD = 0, V = 0, H = 0，那么相应地DB7~DB0分别为 00100000b，即0x20。也就是说，发送0x20就能设置液晶“使用基本指令集”。同理，使用“使用扩展指令集”，指令值为0x21。
第二条（红色横线2），显示控制：显示模式有4种，分别是：显示空白，普通模式，开所有显示段，反转映象模式。这些模式分别使用D and E来组合控制。这样，我们控制显示为“普通模式”, 那么D要为1，E要为0, 这时DB7~DB0分别为 0000 1100b，即指令值为0x0C。
第三条（红色横线3），写入数据指令：写入数据，首先D/C必须为1，表示现在是写入数据RAM模式，DB7~DB0就是相应的数据值。
到这里，我们知道了5110液晶屏是使用这样的指令集来控制和显示数据的。那么，我们如何把指令值写进去呢？
一篇发不完，请看笔记二。

 

 

Nokia5110液晶屏完全新手学习笔记(二)

四、时序图
没错，要向液晶屏写入数据，我们需要通过模拟一个串行总线协议来写入数据。先来看看传送一个字节（指令）的时序图：

如果能看懂时这些序图的兄弟，就不要听我废话啦。请飘过~~
从时序图1看出：1. SCE片选为0时开始发送数据。2. 时钟信号SCLK仅在SCE片选为0时有效。3. SDIN数据输入，需要在时钟信号SCLK有效时开始发送数据，且在SCLK的正边缘取样, 注意，数据是从高位开始发送的。
知道了传送数据的时序，我们需要使用程序来模拟这个时序，从而发送指令控制液晶屏。接下来，看看实例。
五、程序实例
代码一：

/*-------------------------------------------- LCD_write_byte: 使用SPI接口写数据到LCD输入参数：dt：写入的数据；command ：写数据/命令选择；编写日期：20080918 ----------------------------------------------*/

 void LCD_write_byte(unsigned char dt, unsigned char command)

{ unsigned char i;

sce=0;

dc=command;

for(i=0;i<8;i++)

{ if(dt&0x80)

 sdin=1;

else sdin=0;

 dt=dt<<1;

sclk=0;

sclk=1;

 }

dc=1;

sce=1;

sdin=1;

}
代码分析:这个是一个写入一个字节数据的模拟时序函数，具有两个参数，dt为要写入的字节，command为数据/命令选择。首先，需要sce拉低电平，开始发送数据。i循环8次，写入8位数据，现以“设置扩展指令集”（即写入0x21）全过程如下：i = 0：dt = 0x21 = 0010 0001 b

dt & 0x80:
0010 0001
1000 0000 &
0000 0000 = 0，则sdin = 0 (DB7),
dt左移1位，dt<<1 = 0100 0010 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样

i = 1: dt = 0100 0010b

dt & 0x80:
0100 0010
1000 0000 &
0000 0000 = 0,则sdin = 0 (DB6),
dt左移1位，dt<<1 = 1000 0100 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样 

i = 2: dt = 1000 0100b

dt & 0x80:
1000 0100
1000 0000 &
1000 0000 != 0，则sdin = 1(DB5), 
dt左移1位，dt<<1 = 0000 1000 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样 

i = 3：dt = 0000 1000b

dt & 0x80:
0000 1000
1000 0000 &
0000 0000 = 0，则sdin = 0(DB4), 
dt左移1位，dt<<1 = 0001 0000 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样

i = 4：dt = 0001 0000b

dt & 0x80:
0001 0000
1000 0000 &
0000 0000 = 0，则sdin = 0(DB3), 
dt左移1位，dt<<1 = 0010 0000 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样

i = 5：dt = 0010 0000b

dt & 0x80:
0010 0000
1000 0000 &
0000 0000 = 0，则sdin = 0(DB2), 
dt左移1位，dt<<1 = 0100 0000 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样 

i = 6：dt = 0100 0000b

dt & 0x80:
0100 0000
1000 0000 &
0000 0000 = 0，则sdin = 0(DB1), 
dt左移1位，dt<<1 = 1000 0000 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样 

i = 7：dt = 1000 0000b

dt & 0x80:
1000 0000
1000 0000 &
1000 0000 != 0，则sdin = 1(DB0), 
dt左移1位，dt<<1 = 0000 0000 b,
模拟时钟信号sclk = 0, sclk = 1，以使采样  

过程很罗嗦，不过很简单，呵呵~~可见，这样循环8次，写入了8位数，DB7~DB0 = 0010 0001b = 0x21，正是“扩展指令集”的指令值。

代码二：

/*-------------------------------------------- LCD_init: 初始化LCD_init输入参数：无编写日期：20080918 ----------------------------------------------*/

void LCD_init(void)

{ res=0;

delayms(10);

 res=1;

 LCD_write_byte(0x21,0);//1、初始化Lcd,功能设定使用扩充指令

 LCD_write_byte(0xd0,0);//2、设定液晶偏置电压

LCD_write_byte(0x20,0);//3、使用基本指令

LCD_write_byte(0x0C,0);//4、设定显示模式，正常显示}

代码分析：初始化步骤可以参照芯片手册中的编程示例：

代码三：

/*----------------------------------------------------------------------- LCD_write_char : 显示英文字符
输入参数：c ：显示的字符；
编写日期 ：2004-8-10 最后修改日期 ：2004-8-10 -----------------------------------------------------------------------*/

 void LCD_write_char_my(unsigned char *font)

{ unsigned char i;

 for (i=0; i<6; i++)

 LCD_write_byte(font[i], 1);

}
代码分析：我们可以使用字模软件，求出一个6*8大小的字符“A”,该组值为：
unsigned char A[6] = {0x00, 0x7C, 0x12, 0x11, 0x12, 0x7C};

这些很容易理解，还原看一下：

上面的矩阵，就是一个字母"A"，可见只要把这组值写入即可以显示“A”。

最后，到这里，我们已经学会了Nokia 5110液晶屏的原理和基本控制。是不是觉得很简单。呵呵~~~希望帮到大家，写得不好，请见谅，写的不对，望指正！