15-CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32 - LCD1602

本文例子參考《STM32單片機開發實體——基于Proteus虛擬仿真與HAL/LL庫》
源代碼：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6

寫在前面

在前面幾節的基礎上，我們已經基本了解了STM32F103的GPIO、外部中斷、定時器、串口通信和一些片內外設，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，要求在螢屏第一行顯示“Hello World!”，

硬體設計

1. 在第一節的基礎上，在Proteus中添加電路如下圖所示，其中我們添加了一個LCD1602液晶顯示幕LM016L，
   

2. LCD1602：
   1）簡介：LCD1602液晶顯示屏能夠顯示2行，每行16字符，共32個5x7或5x11的點陣字符，
   2）引腳：LCD1602采用標準的16腳介面，每個引腳的功能如下表所示，
   
   3）存盤器：

   • DDRAM-指示顯示字符的位置，其地址與字符顯示位置的關系如下表所示;
     
   • CGRAM-用戶自定義字模;
   • CGROM-內置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
   

3. 打開CubeMX，建立工程，設定PA1-PA3、PC0-PC7均為GPIO_Output，點擊“Categories”中的“GPIO”，將"GPIO Output level"設定為High，并設定“User Label”如下圖所示，
   

4. 點擊“Generator Code”生成Keil工程，

軟體撰寫

1. 考慮到代碼的可移植性，這里將LCD1602相關的功能代碼全部封裝成函式并歸入頭檔案“LCD1602.h”，我們可以先在...\15_LCD1602\Core\Src檔案夾中建立該頭檔案，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，然后再在“main.c”檔案中進行include，
   

2. 點擊“Open Project”在Keil中打開工程，打開“LCD1602.h”，添加代碼如下，

   #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_
   
   

3. 隨后我們需要在main.c檔案中的最前面引入我們自定義的頭檔案

   /* 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 */
   

   最后，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 */
   

聯合除錯

1. 點擊運行，生成HEX檔案，
2. 在Proteus中加載相應HEX檔案，點擊運行，可以看到LCD1602的第一行顯示了“Hello World!”，
   

標籤：嵌入式

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