懷舊并使用帶有Arduino的諾基亞84x48 LCD

描述

諾基亞 5110 是一款適用于多種應(yīng)用的基本圖形 LCD 屏幕。它最初的目的是用作手機(jī)屏幕。這個(gè)安裝在易于焊接的 PCB 上。

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安裝在 PCB 上的 84x48 諾基亞 5110 LCD。

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它使用 PCD8544 控制器，與諾基亞 3310 LCD 中使用的控制器相同。PCD8544 是一款低功耗 CMOS LCD 控制器/驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng) 48 行和 84 列的圖形顯示器。顯示器的所有必要功能都在單個(gè)芯片中提供，包括片上生成 LCD 電源和偏置電壓，從而實(shí)現(xiàn)最少的外部組件和低功耗。PCD8544 通過(guò)串行總線接口與微控制器接口。它使用 PCD8544 控制器，與諾基亞 3310 LCD 中使用的相同。PCD8544 是一款低功耗 CMOS LCD 控制器/驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng) 48 行和 84 列的圖形顯示器。顯示器的所有必要功能都在單個(gè)芯片中提供，包括片上生成 LCD 電源和偏置電壓，從而實(shí)現(xiàn)最少的外部組件和低功耗。PCD8544 通過(guò)串行總線接口連接到微控制器。

顯示概覽

引腳分配

為了與圖形 LCD 連接并為其供電，在其上方和下方有兩個(gè)平行的 8 針接頭。

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LCD 板背面的引腳排列。

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引腳分配表：引腳分配表：

針號(hào)| 引腳標(biāo)簽| 引腳功能| 輸入輸出

• 1 | VCC | 正電源| 輸入
• 2 | 接地 | 地面 | 輸入
• 3 | SCE | 芯片選擇 | 輸入
• 4 | RST | 重置 | 輸入
• 5 | 直流電 | 模式選擇 | 輸入
• 6 | DN(MOSI) | 中的串行數(shù)據(jù) | 輸入
• 7 | 時(shí)鐘 | 串行時(shí)鐘 | 輸入
• 8 | 發(fā)光二極管 | LED背光源供應(yīng)| 輸入

電源

LCD 上有兩種不同的電源電壓。最重要的電源電壓 – VCC – 為 LCD 內(nèi)部的邏輯電路供電。數(shù)據(jù)表指出這應(yīng)該在 2.7 和 3.3V 之間。在正常狀態(tài)下，LCD 會(huì)消耗大約 6 或 7mA 電流。

板上的 LED 背光需要第二個(gè)電源。如果您要從 PCB 上拆下 LCD （不是您應(yīng)該或不需要），您會(huì)看到這些是最簡(jiǎn)單形式的背光 - 四個(gè)白色 LED 圍繞板的邊緣間隔開(kāi)。您可能還會(huì)注意到?jīng)]有任何限流電阻。

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從 PCB 上取下 LCD 以顯示 4 個(gè) LED 背光。

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這意味著您必須小心使用此電壓源。要么在“LED”引腳上串聯(lián)一個(gè)限流電阻，要么將電源限制在3.3 V 最大值。LED可以拉很多電流！沒(méi)有什么可以限制它們，它們將在 3.3 V 時(shí)拉出約 100mA。

控制界面

該 LCD 內(nèi)置了飛利浦 PCD8544 顯示控制器，它將原始 LCD 的大量并行接口轉(zhuǎn)換為更方便的串行接口。PCD8544 通過(guò)類(lèi)似于 SPI 的同步串行接口進(jìn)行控制。有時(shí)鐘 ( SCLK ) 和數(shù)據(jù) ( DN ) 輸入線，以及低電平有效片選 ( ??SCE ) 輸入。

在這三個(gè)串行線路之上，還有另一個(gè)輸入——D/ C——告訴顯示器它接收到的數(shù)據(jù)是命令還是可顯示的數(shù)據(jù)。

有關(guān)命令列表，請(qǐng)查看 PCD8544數(shù)據(jù)表（第 11 頁(yè)）的“說(shuō)明”部分。有說(shuō)明可以清除顯示器、反轉(zhuǎn)像素、關(guān)閉電源等等。

硬件組裝和連接

集會(huì)

要“組裝”LCD，您需要在一個(gè)（或兩個(gè)）8 針接頭上焊接一些東西。這里有很多選擇。為了使 LCD 面包板兼容，可以焊接直或直角公頭。

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LCD 帶有焊接的海峽公頭。

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否則，可以將電線或其他連接器焊接到顯示引腳上。否則，可以將電線或其他連接器焊接到顯示引腳上。

掛鉤

對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸引腳——SCLK 和 DN(MOSI)——我們將使用 Arduino 的硬件 SPI 引腳，這將有助于實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸。片選 (SCE)、復(fù)位 (RST) 和數(shù)據(jù)/命令 (D/C) 引腳可以連接到任何數(shù)字 I/O 引腳。最后，LED 引腳應(yīng)該連接到支持 PWM 的 Arduino 引腳，這樣我們就可以隨意調(diào)暗背光了。

不幸的是，LCD 的最大輸入電壓為 3.6V ，所以我們不能直接將標(biāo)準(zhǔn)的 5V Arduino 連接到它。我們需要改變水平。這使我們有一些連接選項(xiàng)：

• 直接聯(lián)系

最簡(jiǎn)單的連接是將 Arduino 引腳直接連接到 LCD。

此設(shè)置適用于 5V Arduino，忽略 VCC 和數(shù)據(jù)線上的 3.6V 限制。有用。但它可能會(huì)降低您的液晶顯示器的壽命。

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電路連接和原理圖。

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數(shù)據(jù)引腳連接。

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• 限流電阻

將電阻與數(shù)據(jù)信號(hào)串聯(lián)是一種廉價(jià)且簡(jiǎn)單的方法，可以為 3.3V 線路添加一些保護(hù)。如果你有一個(gè) Arduino Uno（或類(lèi)似的 5V 'duino）和一些 10kΩ 和 1kΩ 電阻，試試這個(gè)：

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聯(lián)播圖

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引腳的連接方式與上例相同，但每個(gè)信號(hào)都有一個(gè)串聯(lián)電阻。SCLK、DN、D/C和RST引腳有10kΩ電阻。一個(gè)帶SCE的1kΩ電阻。并且330Ω電阻保留在引腳 9和LED引腳之間。

• 電平轉(zhuǎn)換器

如果你能花更多的錢(qián)，那么，連接的第三種選擇是使用實(shí)際的電平轉(zhuǎn)換器在 5V 和 3.3V 之間切換。像雙向邏輯電平轉(zhuǎn)換器這樣的板非常適合這樣的事情。

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1 / 2 ? 1 / 2

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不幸的是，LCD 有五個(gè) 3.3V 信號(hào)輸入，電平轉(zhuǎn)換器只有四個(gè)通道。如果您想將電路保持在單個(gè)移位器上，您可以將 RST 永久連接到高電平（通過(guò) 10kΩ 電阻器），并通過(guò)移位器運(yùn)行其他信號(hào)。您失去了遠(yuǎn)程重置功能，但其余的控制權(quán)仍然存在。

示例代碼

硬件全部連接好后，我們就可以上傳草圖并開(kāi)始在 LCD 上繪圖了！

上傳到您的 Arduino 后，草圖將首先運(yùn)行演示 - 一組基本動(dòng)畫(huà)和圖形功能。首先，我們將在屏幕上繪制一些隨機(jī)像素（“它充滿(mǎn)了星星……”）。然后我們將繼續(xù)討論繪制線條、矩形和圓形的示例。通篇都有繪制字符和字符串的例子。最后，演示以對(duì)單色漫畫(huà)的敬意結(jié)束，這似乎非常適合這款小型單色 LCD。

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1 / 2 ? 1 / 2

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這是在屏幕上繪制位圖的演示，這是我們可以使用 'duino/LCD 組合完成的更有價(jià)值的任務(wù)之一。是在屏幕上繪制位圖的演示，這是我們可以使用 'duino/LCD 組合完成的更有價(jià)值的任務(wù)之一。

演示運(yùn)行后，草圖將進(jìn)入串行回顯模式。打開(kāi)串行監(jiān)視器（將波特率設(shè)置為 9600 bps），然后將內(nèi)容輸入 Arduino。它應(yīng)該開(kāi)始將您發(fā)送到 LCD 上的所有內(nèi)容打印出來(lái)。

繪制位圖

如果上一個(gè)演示讓您迫不及待地設(shè)計(jì)自己的 84x48 位圖并顯示它們，請(qǐng)繼續(xù)閱讀此項(xiàng)目。我將向您展示如何縮放和導(dǎo)入位圖，然后將其編譯成您的 Arduino 代碼并將其發(fā)送到 LCD，這樣您就可以擁有自己的愚蠢圖形。

查找/制作/修改位圖

首先，找到您想要打印到 LCD 上的位圖圖像。84x48 單色像素不會(huì)給你很大的空間，但你仍然可以在那里獲得一些有趣的東西。這里有一些例子：

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1 / 5 ? 1/5

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選擇圖像后，您需要對(duì)其進(jìn)行按摩以使其同時(shí)具有單色（2 位顏色）和84 x 48 像素。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖像編輯器都可以提供幫助。對(duì)于 Windows 用戶(hù)，只需使用Paint即可縮放圖像。然后將其保存為單色位圖。

將位圖轉(zhuǎn)換為數(shù)組

下一步是將常規(guī)圖像文件轉(zhuǎn)換為 504 字節(jié)的數(shù)組 char 。網(wǎng)絡(luò)上有許多程序可以幫助解決這個(gè)問(wèn)題。我們推薦LCD 助手。

要在 LCD 助手中加載圖像，請(qǐng)轉(zhuǎn)到文件>加載圖像。應(yīng)該會(huì)打開(kāi)圖像的預(yù)覽，確保它的大小正確——寬 84 像素，高 48 像素。還要確保Byte 方向設(shè)置為Vertical并且Size endianness設(shè)置為Little 。其余默認(rèn)設(shè)置（8 像素/字節(jié)等）應(yīng)該已經(jīng)正確設(shè)置：

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1 / 2 ? 1/2

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然后轉(zhuǎn)到文件>保存輸出以生成臨時(shí)文本文件。打開(kāi)該文本文件以查看閃亮的新數(shù)組。您需要將數(shù)組的類(lèi)型修改為只是一個(gè)字符。還要確保數(shù)組具有正確的命名約定（沒(méi)有破折號(hào)，不要以數(shù)字開(kāi)頭等）。

導(dǎo)入草圖并繪制

創(chuàng)建該數(shù)組后，將整個(gè)表格復(fù)制到您的 Arduino 草圖中。

// ...LCD definitions, variables, and bitmap array defined above. 
void setup() 
{ 
 lcdBegin(); // This will setup our pins, and initialize the LCD 
 setContrast(60); // Good values range from 40-60 
 setBitmap(flameBitmap); // flameBitmap should be replaced with the name of your BMP array 
 updateDisplay();  // Update the display to make the array show up. 
} 
void loop() 
{ 
} 
// LCD control and graphics functions defined below... 

好玩的東西！現(xiàn)在您可以疊加文本，或在位圖上繪圖。您甚至可以嘗試導(dǎo)入多個(gè)圖形來(lái)創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)！