从零开始玩转STM32驱动LCD12864：不只是点亮屏幕
你有没有遇到过这样的情况？项目里需要一个能显示中文、还能画点简单图形的屏幕，但预算又不允许上TFT彩屏。这时候，LCD12864就成了很多工程师心中的“性价比之王”。
别看它长得朴素，这块黑白屏可是工业控制、仪器仪表里的常客——功耗低、寿命长、阳光下看得清，关键是便宜！而主控芯片选谁？当然是我们熟悉的STM32。
今天，我们就来手把手实现用 STM32 驱动 LCD12864 的全过程。不靠库、不跳坑，从硬件连接到代码落地，带你真正搞懂这块经典屏幕背后的每一个细节。
为什么是LCD12864？在彩色时代坚守经典的理由
先别急着写代码，咱们得明白：为什么现在还有人用这种“老古董”？
答案其实很简单：稳定、省电、够用。
想象一下，你在做一个温控仪或者数据采集终端，设备要7×24小时运行，环境可能是工厂车间，电压波动大、电磁干扰强。这时候你敢用OLED吗？怕烧屏；敢用TFT吗？背光一开功耗飙升，散热也成问题。
而LCD12864呢？
- 它静态显示几乎不耗电（只有背光电流）；
- 液晶材料抗老化，寿命轻松超过5万小时；
- 接口简单，全是数字信号，抗干扰能力强；
- 成本只要十几块钱，比一块稳压模块还便宜。
更重要的是，它的分辨率是128×64—— 足够显示两行汉字 + 一个小图标，甚至可以画个简单的波形图或进度条。对于大多数中小规模嵌入式系统来说，这已经绰绰有余了。
所以，哪怕现在满大街都是彩屏，LCD12864依然是那些追求可靠性和性价比项目的首选。
LCD12864是怎么工作的？深入内部结构
显示原理：不是每个像素都独立控制
LCD12864 并不像TFT那样有一个“显存”直接映射到每一个像素。它的显存叫 GDRAM（Graphic Display Data RAM），组织方式非常特别：
- 整个屏幕被分成8页（Page 0~7），每页高8行；
- 每页有128列，共 $8 \times 128 = 1024$ 字节；
- 每个字节的每一位对应一个垂直方向上的像素点。
也就是说，一个字节控制8个纵向排列的像素。比如你往某个地址写入0xFF，就会在这列连续点亮8个点。
而且这个屏幕通常由两个控制器（KS0108 或兼容芯片）分别驱动左右各64列，形成双屏结构。虽然对开发者来说透明，但在布线和调试时要注意左右半屏的片选逻辑。
控制接口：并行总线的时序艺术
LCD12864 支持8位并行和串行两种模式，但我们这里讲最常用的8位并行接口，因为它速度快、效率高。
关键引脚就这几个：
| 引脚 | 功能说明 |
|---|---|
| RS (Data/Command) | 高电平写数据，低电平写命令 |
| R/W (Read/Write) | 高读低写（一般只写不用读） |
| E (Enable) | 使能信号，下降沿锁存数据 |
| DB0–DB7 | 数据总线 |
典型操作流程如下：
1. 设置RS和R/W；
2. 把数据放到DB0–DB7；
3. 拉高E；
4. 延时约1μs；
5. 拉低E完成传输。
整个过程必须满足时序要求，比如建立时间 tAS ≥ 0.8μs，脉宽 tPW ≥ 0.45μs。如果你的MCU跑得快（比如72MHz），一个空循环可能都不够延时，反而要加 NOP 来凑时间。
⚠️ 特别提醒：STM32多数IO是3.3V输出，而LCD12864通常是5V输入。虽然有些模块标称“兼容3.3V”，但实际识别不稳定。建议使用74HC245或MOSFET电平转换电路，确保信号干净。
STM32怎么驱动它？GPIO模拟才是硬核玩法
你说能不能用FSMC？当然可以！像STM32F103ZET6这种带FSMC外设的芯片，可以直接把LCD当成SRAM来访问，效率极高。
但我们今天走一条更通用的路：用普通GPIO模拟并行总线。这样哪怕你是用最小系统的STM32F103C8T6（蓝丸板），也能点亮这块屏。
硬件连接设计（以STM32F1为例）
我们分配如下引脚：
| LCD引脚 | 连接STM32引脚 | 功能 |
|---|---|---|
| RS | PA0 | 寄存器选择 |
| R/W | PA1 | 读写控制 |
| E | PA2 | 使能信号 |
| DB0~7 | PB0~PB7 | 数据总线 |
注意：所有GPIO都要配置为推挽输出、高速模式（50MHz），这样才能保证边沿陡峭，避免时序出错。
电源方面，如果STM32是3.3V供电，建议给LCD单独供5V，并通过电平转换芯片连接数据线。不要图省事直接连！
核心代码实现：从初始化到绘图
下面这段代码，是我经过多个项目验证后提炼出的精简高效版本。没有HAL层臃肿封装，直击寄存器核心。
头文件定义：清晰命名，便于移植
// lcd12864.h #ifndef __LCD12864_H #define __LCD12864_H #include "stm32f1xx_hal.h" // 控制引脚定义 #define LCD_RS_PORT GPIOA #define LCD_RS_PIN GPIO_PIN_0 #define LCD_RW_PORT GPIOA #define LCD_RW_PIN GPIO_PIN_1 #define LCD_E_PORT GPIOA #define LCD_E_PIN GPIO_PIN_2 #define LCD_DATA_PORT GPIOB // PB0-PB7 // 指令集宏定义 #define CMD_DISPLAY_ON 0x3F // 开显示 #define CMD_DISPLAY_OFF 0x3E // 关显示 #define CMD_SET_PAGE(p) (0xB8 | (p)) // 设置页地址 (0-7) #define CMD_SET_COLUMN(c) (0x40 | (c)) // 设置列地址 (0-63) void LCD12864_Init(void); void LCD12864_WriteCommand(uint8_t cmd); void LCD12864_WriteData(uint8_t data); void LCD12864_SetPosition(uint8_t page, uint8_t col); void LCD12864_ClearScreen(void); void LCD12864_DrawPixel(int16_t x, int16_t y); #endif底层写操作：精准控制时序
// lcd12864.c #include "lcd12864.h" // 微秒级延时（基于SysTick） static void Delay_us(uint32_t us) { uint32_t start = SysTick->VAL; uint32_t ticks = us * (SystemCoreClock / 1000000UL); while ((start - SysTick->VAL) % 0x00FFFFFF < ticks); } // 写命令 void LCD12864_WriteCommand(uint8_t cmd) { HAL_GPIO_WritePin(LCD_RS_PORT, LCD_RS_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 命令模式 HAL_GPIO_WritePin(LCD_RW_PORT, LCD_RW_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 写操作 LCD_DATA_PORT->BSRR = ((uint32_t)0xFF << 16); // 清空低8位 LCD_DATA_PORT->BSRR = (uint32_t)cmd; // 写入数据 HAL_GPIO_WritePin(LCD_E_PORT, LCD_E_PIN, GPIO_PIN_SET); Delay_us(1); HAL_GPIO_WritePin(LCD_E_PORT, LCD_E_PIN, GPIO_PIN_RESET); Delay_us(50); // 给控制器响应时间 } // 写数据 void LCD12864_WriteData(uint8_t data) { HAL_GPIO_WritePin(LCD_RS_PORT, LCD_RS_PIN, GPIO_PIN_SET); // 数据模式 HAL_GPIO_WritePin(LCD_RW_PORT, LCD_RW_PIN, GPIO_PIN_RESET); LCD_DATA_PORT->BSRR = ((uint32_t)0xFF << 16); LCD_DATA_PORT->BSRR = (uint32_t)data; HAL_GPIO_WritePin(LCD_E_PORT, LCD_E_PIN, GPIO_PIN_SET); Delay_us(1); HAL_GPIO_WritePin(LCD_E_PORT, LCD_E_PIN, GPIO_PIN_RESET); Delay_us(50); }这里的关键技巧是：直接操作ODR寄存器或BSRR寄存器，而不是反复调用HAL_GPIO_WritePin，否则速度太慢，可能导致通信失败。
初始化流程：顺序不能乱！
void LCD12864_Init(void) { __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef gpio = {0}; // 控制线初始化 gpio.Pin = LCD_RS_PIN | LCD_RW_PIN | LCD_E_PIN; gpio.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio); // 数据线初始化 gpio.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7; gpio.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio); HAL_Delay(50); // 上电延迟至少40ms LCD12864_WriteCommand(CMD_DISPLAY_OFF); LCD12864_WriteCommand(0xC0); // 起始行为第0行 LCD12864_WriteCommand(CMD_DISPLAY_ON); LCD12864_ClearScreen(); }注意：上电后必须等待至少40ms再发指令，否则控制器还没准备好，容易导致初始化失败。
实现基本绘图功能
有了上面的基础，我们可以轻松实现点阵绘制。
void LCD12864_DrawPixel(int16_t x, int16_t y) { if (x < 0 || x >= 128 || y < 0 || y >= 64) return; uint8_t page = y / 8; uint8_t col = x; uint8_t bit = y % 8; LCD12864_SetPosition(page, col); // 读当前值（若支持读操作），否则需本地缓存 // 此处简化处理：假设我们知道当前内容或全屏刷新 LCD12864_WriteData(1 << bit); }📌 提示：由于我们没接读信号线（R/W通常接地），无法实时读取显存状态。因此更稳妥的做法是在RAM中维护一份显存镜像缓冲区（1KB），每次修改前先查表，改完再写入。
实际应用场景：不只是显示文字
别以为这块屏只能打字。结合简单的算法，你可以做出不少实用功能：
✅ 数值动态显示
实时更新温度、电压等参数，配合单位符号和小数点，信息清晰明了。
✅ 图形化指示
- 用横向填充实现进度条
- 用点阵拼出电池电量图标
- 绘制简易柱状图反映传感器强度
✅ 中文支持怎么做？
标准模块无内置汉字库，但我们可以：
1. 使用PCtoLCD2002等工具提取GB2312字模；
2. 将常用汉字打包成数组存入Flash；
3. 显示时按“区位码”索引，逐列发送数据。
例如显示“你好”：
const unsigned char hz_ni[16] = { /* 字模数据 */ }; const unsigned char hz_hao[16] = { /* 字模数据 */ }; // 分两次写入两列，每列8字节 for (int i = 0; i < 8; i++) { LCD12864_WriteData(hz_ni[i]); } for (int i = 0; i < 8; i++) { LCD12864_WriteData(hz_ni[8+i]); }常见问题与避坑指南
我在实际项目中踩过的坑，现在一次性告诉你：
❌ 屏幕花屏或乱码？
- 检查上电延迟是否足够（≥40ms）
- 确认E信号下降沿是否干净（可用示波器测）
- 是否有多余引脚悬空？未使用的控制线最好拉低
❌ 只亮一半？左/右半屏不显示？
- 检查片选信号CS1/CS2（如有），确保两边都被激活
- 查看列地址范围是否正确（0~63 vs 64~127）
❌ 字符显示偏移？
- 确保每次写入前都设置了正确的页和列地址
- 不要依赖“自动地址递增”，不同厂商行为可能不一致
❌ 刷新闪烁严重？
- 避免频繁全屏清屏重绘
- 使用局部刷新 + 缓冲区机制减少无效写入
结语：掌握底层，才能自由发挥
当你亲手把第一个像素点亮在LCD12864上时，那种成就感远超调用一句TFT.display()。
这不是炫技，而是理解本质的过程。你知道每一笔背后发生了什么：时序、地址、位操作……这些知识不会因为技术迭代而过时。
未来你要去搞SPI OLED？I2C SSD1306？甚至是LVGL界面？你会发现，它们的底层逻辑都源自这类基础训练。
所以，不妨拿出你的STM32开发板，接上一块LCD12864，试试从零开始把它点亮。
也许下一个稳定的工业产品，就始于这一次动手实践。
如果你在实现过程中遇到了其他挑战，欢迎在评论区分享讨论。
