15-CubeMx+Keil+Proteus模擬STM32 - LCD1602

阿新 • • 發佈：2022-05-23

本文例子參考《STM32微控制器開發例項——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》
原始碼：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6

寫在前面

在前面幾節的基礎上，我們已經基本瞭解了STM32F103的GPIO、外部中斷、定時器、串列埠通訊和一些片內外設，接下來幾節都將對其常用的獨立外設進行介紹。

專案要求

掌握LCD1602的驅動方法，要求在螢幕第一行顯示“Hello World!”。

硬體設計

在第一節的基礎上，在Proteus中新增電路如下圖所示。其中我們添加了一個LCD1602液晶顯示器LM016L。
LCD1602：
1）簡介：LCD1602液晶顯示屏能夠顯示2行，每行16字元，共32個5x7或5x11的點陣字元。
2）引腳：LCD1602採用標準的16腳介面，每個引腳的功能如下表所示。

3）儲存器：
- DDRAM-指示顯示字元的位置，其地址與字元顯示位置的關係如下表所示;
- CGRAM-使用者自定義字模;
- CGROM-內建160個常用字模，包括ASCII碼、日文假名和希臘字母，本專案使用ASCII碼顯示。
4）控制指令：LCD1602共有11條控制指令，如下表所示
開啟CubeMX，建立工程。設定PA1-PA3、PC0-PC7均為GPIO_Output，點選“Categories”中的“GPIO”，將"GPIO Output level"設定為High，並設定“User Label”如下圖所示。
點選“Generator Code”生成Keil工程。

軟體編寫

考慮到程式碼的可移植性，這裡將LCD1602相關的功能程式碼全部封裝成函式並歸入標頭檔案“LCD1602.h”。我們可以先在...\15_LCD1602\Core\Src

資料夾中建立該標頭檔案，此時Keil可能找不到對應檔案，可以直接將檔案拽入Keil中進行編輯，然後再在“main.c”檔案中進行include。

點選“Open Project”在Keil中開啟工程，開啟“LCD1602.h”，新增程式碼如下。

#ifndef INC_LCD1602_H_
#define INC_LCD1602_H_
#include "main.h"

//選擇資料暫存器
#define RS_DataR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RS_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define RS_InstructionR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RS_Pin, GPIO_PIN_RESET)

//選擇指令暫存器
//讀操作
#define RW_Read() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RW_Pin, GPIO_PIN_SET)
//寫操作
#define RW_Write() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RW_Pin, GPIO_PIN_RESET)

//Enable操作：高電平-讀取資訊；下降沿-執行指令
#define E_Set() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, E_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define E_Rst() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, E_Pin, GPIO_PIN_RESET)

/*************************************自定義函式****************************************/
//D0-D7設定方向：I-輸入；O-輸出
void DataDir(char dir)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, D0_Pin|D1_Pin|D2_Pin|D3_Pin|D4_Pin|D5_Pin|D6_Pin|D7_Pin, GPIO_PIN_SET);
	GPIO_InitStruct.Pin = D0_Pin|D1_Pin|D2_Pin|D3_Pin|D4_Pin|D5_Pin|D6_Pin|D7_Pin;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
	if(dir == 'I')
	{
		GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
	}
	else if(dir == 'O')
	{
		GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
		GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	}
	HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
}

//D0-D7讀資料
uint8_t ReadData()
{
	uint8_t dat=0;
	//DataDir('I');
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D0_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x01;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D1_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x02;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D2_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x04;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D3_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x08;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D4_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x10;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D5_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x20;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D6_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x40;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D7_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x80;
	return dat;
}

//D0-D7寫資料
void WriteData(uint8_t dat)
{
	uint16_t Set_Pins = 0, Rst_Pins = 0;
	//DataDir('O');
	if(dat & 0x01) Set_Pins |= D0_Pin;
	else Rst_Pins |= D0_Pin;
	if(dat & 0x02) Set_Pins |= D1_Pin;
	else Rst_Pins |= D1_Pin;
	if(dat & 0x04) Set_Pins |= D2_Pin;
	else Rst_Pins |= D2_Pin;
	if(dat & 0x08) Set_Pins |= D3_Pin;
	else Rst_Pins |= D3_Pin;
	if(dat & 0x10) Set_Pins |= D4_Pin;
	else Rst_Pins |= D4_Pin;
	if(dat & 0x20) Set_Pins |= D5_Pin;
	else Rst_Pins |= D5_Pin;
	if(dat & 0x40) Set_Pins |= D6_Pin;
	else Rst_Pins |= D6_Pin;
	if(dat & 0x80) Set_Pins |= D7_Pin;
	else Rst_Pins |= D7_Pin;
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, Set_Pins, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, Rst_Pins, GPIO_PIN_RESET);
}

//LCD忙等待
void LCD_Busy_Wait()
{
	uint8_t status;
	DataDir('I');
	RS_InstructionR();
	RW_Read();
	do
	{
		E_Set();
		__NOP();
		status = ReadData();
		E_Rst();
	}
	while(status & 0x80);
}

//寫LCD指令
void LCD_Write_Cmd(uint8_t cmd)
{
	DataDir('O');
	WriteData(cmd);
	RS_InstructionR();
	RW_Write();
	E_Rst();
	RS_InstructionR();
	RW_Write();
	E_Set();
	__NOP();
	E_Rst();
	LCD_Busy_Wait();
}

//寫LCD資料暫存器
void LCD_Write_Data(uint8_t dat)
{
	DataDir('O');
	WriteData(dat);
	RS_DataR();
	RW_Write();
	E_Set();
	__NOP();
	E_Rst();
	LCD_Busy_Wait();
}

//LCD初始化
void LCD_Init()
{
	LCD_Write_Cmd(0x38);
	HAL_Delay(2);
	LCD_Write_Cmd(0x01);
	HAL_Delay(2);
	LCD_Write_Cmd(0x06);
	HAL_Delay(2);
	LCD_Write_Cmd(0x0c);
	HAL_Delay(2);
}

//在x行（0-1），y列（0-15）顯示字串
void LCD_ShowString(uint8_t x, uint8_t y, char *str)
{
	uint8_t i=0;
	//設定顯示起始位置
	if(x == 0)
		LCD_Write_Cmd(0x80|y);
	else if(x == 1)
		LCD_Write_Cmd(0xc0|y);
	//輸出字串
	for(i=0; i<16 && str[i]!='\0'; i++)
	{
		LCD_Write_Data(str[i]);
		HAL_Delay(2);
	}
}
#endif //INC_LCD1602_H_

隨後我們需要在main.c檔案中的最前面引入我們自定義的標頭檔案

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include “LCD1602.h”
/* USER CODE END Includes */

在main函式中定義需要在LCD中顯示的字串

/* USER CODE BEGIN 1 */
char str[]="Hello World!";  //輸出字串內容設定
/* USER CODE END 1 */

最後，呼叫我們自定義的函式對LCD進行操作

/* USER CODE BEGIN 2 */
LCD_Init();  //初始化LCD1602
LCD_ShowString(0,0,str);  //LCD 顯示設定字串
/* USER CODE END 2 */