好久不见，我的小可爱们~
在上一章中，小编实现了多功能时钟的测距功能。在这一章中，小编本来打算介绍人机交互界面的设计。但是，后来还是想了一下，先将LCD库函数建立起来，因为真正的技术重点在这里。至于UI的设计，咱们将在下一章介绍。但至于UI设计的美观程度，我只能尽力而为，毕竟咱们的LCD12864液晶分别率只有128*64，而且是单色的，先天不足。
1.模块介绍
LCD12864液晶显示屏
液晶显示器种类很多，本人目前用过LCD1602、LCD12864、Nokia5110等，还有些比如TFT彩屏，OLED都没有用过。而此块LCD12864是一款基于ST7567的128*64的1.7英寸的图形点阵式液晶。而LCD12864液晶有的可以并口传输数据，有的可以串口传输数据，而我们这块LCD12864是以串行口的方式传输数据，并且采用的是SPI协议，后面我会重点讲一下这个协议。
这里，介绍一下LCD12864库函数的编写。当然，这里很多都需要查阅数据手册的（注：数据手册真的很重要，不懂就查，这个就相当于课本，前提是你基础也要扎实一些，这样看起手册不那么费劲）。
LCD12864液晶屏引脚
首先，介绍一下液晶的主要控制引脚：BL为背光源，打开之后，液晶就变得更亮了；RESET为复位，即液晶恢复到初始状态；A0为数据或命令选择，若为1，写数据，若为0，写命令；CSB：片选信号，低电平时允许写操作；SCL为时钟线，SDA为数据线。这样的控制就是基于SPI协议进行数据的同步串行传输，在移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快。
其次，要写LCD12864的驱动函数，要查看芯片的时序图，如下图。
SPI时序图
每次在传输数据前，需要将CS端拉低，设置A0的电平，指定操作是写指令还是写数据，然后SDA一次取字节数据的高位到低位进行发送，每一次发送需要一个SCL的上升沿，在发送完1字节数据后，CS端需要拉高，这样1字节的数据就发送完毕了。
这里，LCD12864液晶的指令表这里不再阐述，自己上网查询（小编直接就拿现成的指令用的）。
最后，关于LCD12864液晶的扫描方式，这里重点说一下。LCD12864从上到下分为8页，也就是第1行~第8行为第0页，往下类推，到第57行~第64行为第7页。而LCD12864从左到右分为128列，即第0列到第127列。我在写LCD的时候，需要先写页地址，然后在写列地址，最后写数据。而且这里的列地址要分两次写，先将列地址高4位与0x10进行或运算写入，再将列地址低4位写入。
关于写入字符和汉字等，都需要实现建立字模数据，这里，大家可以用"字模提取V2.2"软件，如果不会的，可以上网查阅相关的资料。至此，就可以编写相关驱动和控制代码了。
2.软件编程
（1）编写相关控制引脚的GPIO
/*lcd的GPIO配置*/
void lcd_gpio_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
}
将LCD12864控制引脚设置成推挽输出模式，开启相关的RCC时钟。这里，有一点别忘了，由于stm32的PB3，PB4的初始默认功能为JTAG的相关引脚，所以需要开启复用功能，才能作为普通的I/O口使用。
（2）编写 写操作函数：包括写数据函数和写指令函数
/*lcd写数据函数*/
void lcd_write_data(u8 data)
{
u8 i;
LCD_CS_H;
LCD_SCL_H;
LCD_A0_H;
LCD_CS_L;
for(i=0; i<8; i++)
{
LCD_SCL_L;
if(data&0x80)
{
LCD_SDA_H;
}
else
{
LCD_SDA_L;
}
LCD_SCL_H;
data <<= 1;
}
LCD_CS_H;
}
/*lcd写指令函数*/
void lcd_write_cmd(u8 cmd)
{
u8 i;
LCD_CS_H;
LCD_SCL_H;
LCD_A0_L;
LCD_CS_L;
for(i=0; i<8; i++)
{
LCD_SCL_L;
if(cmd&0x80)
{
LCD_SDA_H;
}
else
{
LCD_SDA_L;
}
LCD_SCL_H;
cmd <<= 1;
}
LCD_CS_H;
}
写数据函数和写指令函数就根据时序图进行编写，并且注意如何写字节数据的某位以及移位运算符的使用方法，这里不需要做任何的延时。
（3）编写LCD初始化函数
/*lcd复位函数*/
void HDReset(void)
{
LCD_RST_L;
lcd_delay(2);
LCD_RST_H;
lcd_delay(4);
}
/*lcd延时函数*/
void lcd_delay(u16 value)
{
u16 i,j;
for(i=0;i<value;i++)
for(j=0;j<500;j++);
}
/*lcd初始化函数*/
void lcd_Init(void)
{
lcd_gpio_init();
lcd_delay(10);
HDReset();
lcd_delay(100);
lcd_write_cmd(0xe2);
lcd_write_cmd(0xa2);
lcd_write_cmd(0xa0);
lcd_write_cmd(0xc8);
lcd_write_cmd(0xa4);
lcd_write_cmd(0xa6);
lcd_write_cmd(0x25);
lcd_write_cmd(0x81);
lcd_write_cmd(0x1a);
lcd_write_cmd(0x2f);
lcd_write_cmd(0x40);
lcd_write_cmd(0xaf);
LCD_BK_ON;
}
（4）编写清屏函数
void lcd_clearscreen(void)
{
u8 i,j;
for(i=0; i<8; i++)
{
lcd_write_cmd(0xb0+i); //写页地址
for(j=0; j<128; j++)
{
lcd_write_cmd(0x10+((j&0xf0)>>4)); //写列地址
lcd_write_cmd(0x00+(j&0x0f));
lcd_write_data(0x00); //写数据
}
}
}
（5）建立字模数据库
这里，我们先建立font.h头文件，然后通过字模软件取模，将数据存放在里面。这里，重点讲一下汉字如何存放。首先，我们先定义一个方便对汉字进行查找的结构体。
/*定义新的数据结构,用以方便地对汉字进行索引*/
typedef struct
{
u8 index[2];//定义汉字索引
u8 charmode[32];//定于汉字字模
}CHAR;
然后，定义一个存放汉字字模数据的数组。
CHAR const str[] = {
/*-- 文字: 时 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
{"时",0x00,0xFC,0x84,0x84,0x84,0xFC,0x00,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x00,
0x00,0x3F,0x10,0x10,0x10,0x3F,0x00,0x00,0x01,0x06,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00},
//后面省略
｝
编写写字符串函数思路：首先，取字符串当前字符，并判断是不是结束字符，如果不是，通过此字符与字符串数组里的汉字索引进行对比，即查找字库。如果找到相等的，则在LCD刷新该汉字索引后的字模数据，否则不刷新。最后，取下一个字符，依次类推。
（6）编写写数字函数、写字符函数、写汉字字符串函数
/*lcd显示数字函数*/
void lcd_display_num_m(u8 page, u8 column, u8 num)
{
u8 i,j,column_H,column_L;
for(i=0; i<2; i++)
{
lcd_write_cmd(0xb0+page+i);
for(j=0; j<8; j++)
{
column_H = 0x10|((column+j)>>4)&0x0f;
column_L = (column+j)&0x0f;
lcd_write_cmd(column_H);
lcd_write_cmd(column_L);
lcd_write_data(num_m[num][j+i*8]);
}
}
}
/*lcd显示字符函数*/
void lcd_display_letter_m(u8 page, u8 column, u8 letter)
{
u8 i,j,column_H,column_L;
for(i=0; i<2; i++)
{
lcd_write_cmd(0xb0+page+i);
for(j=0; j<8; j++)
{
column_H = 0x10|((column+j)>>4)&0x0f;
column_L = (column+j)&0x0f;
lcd_write_cmd(column_H);
lcd_write_cmd(column_L);
lcd_write_data(letter_m[letter-65][j+i*8]);
}
}
}
/*lcd显示字符串函数*/
void lcd_display_string(u8 page, u8 column, u8 *string)
{
u8 i,j,wordnum,column_H,column_L;
while(*string!='\0')
{
for(wordnum=0; wordnum<80; wordnum++)
{
if(*string==str[wordnum].index[0]&&*(string+1)==str[wordnum].index[1])
{
for(i=0; i<2; i++)
{
lcd_write_cmd(page+0xb0+i);
for(j=0; j<16; j++)
{
column_H = 0x10|((j+column)>>4)&0x0f;
column_L = (j+column)&0x0f;
lcd_write_cmd(column_H);
lcd_write_cmd(column_L);
lcd_write_data(str[wordnum].charmode[j+i*16]);
}
}
column += 16;
break;//如果找到,则跳出
}
}
string += 2;
}
}
至此，我们的LCD12864库函数就搭建结束了。之后的UI界面设计就靠这些函数了。在这一章中，我并没有急着去介绍多功能时钟的UI界面介绍，原因在于你会LCD12864的库函数，那么就可以自己调用进行设计了，所以真正的干货在这一章节。在下一章中，我将真正开始UI界面的介绍，并且配合按键的控制，将会有一个不一样的世界呈现在你的面前。
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