基于STM32F103C8T6单片机的LCD显示系统设计

周琦

摘 要：以Keil for ARM集成开发环境为基础，以STM32F103C8T6单片机为核心，设计LCD12864液晶显示系统，能在屏幕的任意位置对字符及图形进行显示，且具备贪吃蛇游戏等相关功能。另外，该LCD显示系统具有较强的操作便捷性，且具有较低能耗、较快速度和较高的性价比。本文浅析了基于STM32F103C8T6单片机的LCD显示系统设计，以期为LCD显示系统设计提供借鉴。

关键词：单片机;LCD;显示系统

当前，终端显示器在诸多领域得到了日渐广泛的应用。同时，人们对于所使用的终端显示器提出了较高的要求。具有较小体积和较低能耗，且具有较高清晰度的LCD显示器具有显著的应用优势，深受人们青睐。以单片机为核心的LCD显示系统具备简单的硬件结构，生产成本相对较低，且控制较为便捷，广泛应用于嵌入式系统中。本文主要基于STM32F103C8T6单片机，对LCD显示系统进行设计。

一、系统硬件设计

LCD显示系统方框图如下图1所示：

（一）Keil MDK以及STM32F103C8T6单片机

Keil MDK为集成开发环境，具备在线调试以及链接、编译等功能，能实现对启动代码的自动配置，操作相对简单，且具有优越性能，广泛应用于嵌入式系统。[1]STM32F103C8T6单片机的宽电压实际供电范围保持在2.0V～3.6V之内，其最大CPU功率为72MHz，配备有单周期的硬件除法以及乘法指令，还配备有中断系统，具备编程功能。同时，该单片机还配备有两种存储器，一种是FLash存储器，容量为64KB，一种是SRAM存储器，容量为20KB。另外，该单片机还具备多种类型的片内外设，诸如定时器、DMA控制器、IIC接口等。[2]该单片机不仅具有成本较低，且具有较快的速度和较高的性价比。

（二）LCD12864液晶显示屏

LCD12864液晶显示屏采用串行数据接口，其工作电压保持在2.8V到5.5V范围之内，采用128×64像素，以黑白色作为其显示颜色，以蓝色作为背光颜色，且不带字库。模块内部对ST7565P控制器进行采用，此类控制器具有较低的功耗，在省电模式下，其最大工作电流为5μA，显示模块具备的引脚接口共有8个，对主控制器I/O相应的占用数量相对较少。

（三）LCD12864液晶显示屏与STM32F103C8T6单片机的硬件连接

LCD12864液晶显示屏与STM32F103C8T6单片机的硬件连接极为简单。LCD12864液晶显示屏引脚编号1～5相应的控制端口，能与STM32F103C8T6单片机相应的GPIO口进行直接连接，第8引脚为LCD相应的背光电源端口，借助单片机相应的I/O口对三级管导通进行控制，据此对通断背光电源进行控制，实现对功耗的有效节省。[3]单片机 STM32F103C8T6 与 LCD12864 的硬件连接图如下图2所示：

二、系统软件设计

系统软件设计涵盖LCD初始化、数据命令编写、字符画点显示等相关程序设计。在液晶显示模块开展工作前，要对之实施初始化，诸如对液晶进行复位，对偏压比以及显示对比度等各项参数进行确定等，在此基础上，才能对字符以及图形进行显示。针对液晶显示模块对数据、命令进行写入，要强调写入时序，严格遵循相关时序，对驱动程序进行编写。对程序进行设计时，为增强移植的便捷性，可对相关引脚相应的操作实施宏封装。

写数据相应的功能函数void LCD12864_WriteData的实现方法相同于写命令相应的功能函数，将片选打开后，对写数据LCD_A0_1（）进行选择。

对LCD液晶驱动程序进行设计，要在屏幕任意位置对一个点进行显示，据此实现复杂性更强的功能。每次对数据进行写入均包含8个点相应的信息，且LCD显示模块未对读控制端口进行配置，无法借助读数据命令实现对其他7点实际状态的了解，难以实现最终目的。对此，可在单片机相应的内存区对数据空间进行开辟，并对显示器各点相应的显示情况进行记录。

液晶模块未对字库进行配置，对字符进行显示之前，要在单片机相应的存储空间中对字模进行储存，并基于任意坐标对一个点的现实，实现对字符的有效现实。

三、实例设计

基于LCD12864驱动程序，将STM32F103C8T6单片机作为系统控制核心，即具备贪吃蛇游戏的相应功能。该游戏程序主要具备键盘扫描、LCD12864驱动以及数据处理子程序模块。在该游戏中，可将贪吃蛇和食物视作各不相同的两个对象，可借助结构体变量对其属性进行描述，将游戏功能作为依据，对大模块整体实施划分，形成不同子模块，并对各子模块各自的功能函数进行编写，由主模块函数对之进行调用。在程序设计过程中，将贪吃蛇的长度定义为15，将贪吃蛇具体的运动区域长度定义为20个单位，将其宽度定义为15个单位。另外，借助单片机相应的AD采样引脚基于悬空状态实施采样，对AD值进行获取，并经由相关运算实现对随机数的获取。

四、结语

综上所述，STM32F103C8T6单片机性能良好，LCD12864具有較为简单的硬件接口，对单片机相应的I/O口资源占用较少，且单片机能为其他外设提供充足的硬件资源，显示系统能在不同场合进行应用。另外，系统对C语言进行采用实施程序设计，具有较强的移植性。

参考文献：

[1]杨伟，肖义平.基于STM32F103C8T6单片机的LCD显示系统设计[J].微型机与应用，2014（20）：29-31.

[2]陈素芹，余红英，万鸾飞，等.基于STM32F103C8T6的USB直流充电器设计[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2016，33（2）：45-48.

[3]梁亚峰.面向实训设备管理的指纹锁控系统设计[J].成都航空职业技术学院学报，2015，31（3）：50-53.