JLink烧录器使用教程：基于ARM芯片的固件烧录实践
2026/1/3 9:00:55
如何用STM32 HAL库“驯服”LCD12864？一文讲透驱动核心与实战技巧
在嵌入式开发的世界里，屏幕就像是系统的“脸面”。虽然如今TFT彩屏、触摸屏大行其道，但在工业控制、仪器仪表这类对成本敏感且功能固定的场景中，一块朴实无华的LCD12864液晶屏依然稳坐C位。
它没有绚丽色彩，也不支持多点触控，但它分辨率够用（128×64）、功耗低、能显示汉字和图形，最关键的是——便宜！配上一颗STM32F103这样的“白菜价”MCU，整套人机交互方案成本可以压到极低。
问题是：这么一块老派但实用的模块，怎么才能让它乖乖听话？特别是当你手头只有HAL库，又不想去碰底层寄存器的时候。
今天我们就来拆解这个经典组合：基于STM32 HAL库的LCD12864驱动实现。不玩虚的，从硬件原理到代码细节，一步步带你把这块“倔强”的液晶屏点亮，并写出稳定可靠的驱动程序。
为什么是LCD12864？它到底特别在哪？
先别急着写代码，搞清楚你面对的是什么设备，往往比盲目上手更重要。
LCD12864不是普通的字符屏（比如1602），也不是现代意义上的图形屏。它的本质是一个由两片KS0108控制器驱动的128×64点阵黑白屏，左右各64列，每片负责一半画面。
这意味着：
- 你要同时管理两个独立的控制器；
- 显示数据不能一股脑全写进去，得按“页”和“列”来寻址；
- 每次操作前必须指定当前作用的是左半屏还是右半屏（通过CS1/CS2片选信号）；
这听起来有点麻烦？没错，正是这些“繁琐”的机制，让很多初学者在初始化后看到一片黑屏时束手无策。
但它的好处也正源于此：你可以精确控制每一个像素点，画线条、打文字、甚至做简单的波形图，灵活性远超字符型LCD。
它适合谁？
| 需求 | 是否推荐 |
|---|---|
| 只想显示几行数字或状态 | ❌ 不如直接上OLED |
| 要画菜单边框、进度条、图标 | ✅ 刚好够用 |
| 预算紧张，批量生产要考虑BOM成本 | ✅ 单块屏不到20元 |
| 想学图形显示底层逻辑 | ✅ 极佳入门教材 |
如果你的答案中有几个“✅”，那继续往下看就值了。
接口怎么接？并行通信的“电平游戏”
LCD12864最常用的接口模式是8位并行总线，需要连接以下引脚：
| 引脚 | 功能说明 |
|---|---|
| DB0–DB7 | 数据总线，传输命令或显示数据 |
| RS | 寄存器选择：0=指令，1=数据 |
| R/W | 读/写控制：通常只用写（接地或拉低） |
| E | 使能信号，下降沿触发操作 |
| CS1 | 片选1：选通左半屏（0~63列） |
| CS2 | 片选2：选通右半屏（64~127列） |
| VDD/GND | 电源 |
| BLA/BLK | 背光供电（可PWM调光） |
⚠️ 注意电平兼容性！
很多LCD12864模块设计为5V逻辑输入，而STM32多数IO是3.3V容忍。如果发现通信不稳定，建议加一级电平转换芯片（如74LVC245），否则长期运行可能损坏MCU。
我们假设使用 STM32F103C8T6：
- 数据口 → PA0–PA7
- 控制口 → PB0(PB_RS), PB1(PB_RW), PB2(PB_EN), PB3(CS1), PB4(CS2)
虽然PBx引脚顺序不连续也没关系，只要软件配置正确即可。
核心挑战：如何模拟严格的时序？
LCD12864没有SPI/I2C那样的标准协议，一切靠GPIO“软模拟”，所以关键在于满足数据手册中的AC特性。
根据KS0108B规格书，关键时序参数如下：
| 参数 | 最小值 | 说明 |
|---|---|---|
| t_SU (建立时间) | 0.3μs | 数据变化到E上升沿之间 |
| t_HD (保持时间) | 0.3μs | E下降沿后数据需维持 |
| t_PW_E (脉宽) | 1μs | E高电平持续时间 |
| 指令执行时间 | ~72μs | 发送指令后要等待完成 |
听起来很苛刻？其实不然。在STM32F1主频72MHz下，一个HAL_Delay(1)已经是1ms级别，远远超过所需微秒级延迟。因此我们可以放心地用简单的延时函数来凑合。
真正需要注意的是不要依赖编译器优化打乱顺序，以及确保每次操作都完整走完“设数据→置E高→延时→置E低”的流程。
下面这个小小的脉冲函数就是整个驱动的基石：
static void LCD_EnablePulse(void) { HAL_GPIO_WritePin(LCD_CTRL_PORT, LCD_EN_PIN, GPIO_PIN_SET); DELAY_US(2); // >1μs HAL_GPIO_WritePin(LCD_CTRL_PORT, LCD_EN_PIN, GPIO_PIN_RESET); DELAY_US(2); }这里的DELAY_US可以用内联汇编或DWT计数器实现精准微秒延时，但在调试阶段直接用HAL_Delay(1)也完全可行——毕竟刷新率要求不高，慢一点没关系。
初始化为何总失败？90%的人都忽略了这一点
新手最常见的问题：程序烧进去，屏幕一片漆黑，啥也没有。
原因几乎总是出在初始化流程与时序配合不当上。
正确的做法是：
- 上电后必须等待至少30ms，让LCD内部电路稳定；
- 再开始发送第一条指令；
- 对左右两个控制器分别发送初始化命令；
- 设置起始行、页面、列地址等。
以下是经过验证的初始化序列：
void LCD12864_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // 配置数据口 PA0-PA7 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | ... | GPIO_PIN_7; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 配置控制口 PB0-PB4 GPIO_InitStruct.Pin = LCD_RS_PIN | LCD_RW_PIN | LCD_EN_PIN | LCD_CS1_PIN | LCD_CS2_PIN; HAL_GPIO_Init(LCD_CTRL_PORT, &GPIO_InitStruct); // 关闭所有输出（安全状态） HAL_GPIO_WritePin(LCD_CTRL_PORT, LCD_EN_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(LCD_CTRL_PORT, LCD_CS1_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(LCD_CTRL_PORT, LCD_CS2_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(50); // 确保 >30ms 上电延迟 for (uint8_t side = 0; side <= 1; side++) { LCD12864_WriteCmd(0x3F, side); // 开启显示 + 进入基本模式 LCD12864_WriteCmd(0xC0, side); // 起始行为第0行 LCD12864_SetPage(0, side); LCD12864_SetColumn(0, side); } LCD12864_ClearScreen(); }其中0x3F是最关键的指令——开启显示并启用绘图RAM。漏了这一条，后面再怎么写都没用。
数据怎么写？GDRAM映射规则揭秘
LCD12864的显存叫 GDRAM（Graphic Display RAM），总共 128×64 bit = 1024 字节。
但它不是线性排列的，而是被划分为8页（Page 0–7），每页对应Y方向上的8行像素（bit7为顶行）。X坐标范围0–127。
也就是说，你往某个地址写入一个字节0xFF，实际上是在当前页垂直点亮8个像素！
举个例子：
LCD12864_SetPage(0, 0); // 选择左半屏第0页 LCD12864_SetColumn(10, 0); // X=10 LCD12864_WriteData(0xFF, 0); // 在(10,0)到(10,7)画一条竖线如果你想画横线怎么办？那就得遍历X坐标，逐列写入数据。例如下面这个实用函数：
void LCD12864_DrawHLine(uint8_t x_start, uint8_t x_end, uint8_t page) { for (uint8_t x = x_start; x <= x_end; x++) { uint8_t side = (x < 64) ? 0 : 1; uint8_t local_x = (side == 0) ? x : x - 64; LCD12864_SetPage(page, side); LCD12864_SetColumn(local_x, side); LCD12864_WriteData(0xFF, side); } }这样就能在某一页上画出一条水平线，常用于绘制菜单分隔线或进度条背景。
实战建议：避免那些“坑”
我在实际项目中踩过不少雷，总结几个高频问题及应对策略：
❌ 问题1：左右屏内容错位或重叠
原因：CS1/CS2切换错误，或者忘了在写入前重新设置side。
解决：所有涉及写操作的函数都应接受side参数，并在入口处明确拉高对应片选。
❌ 问题2：显示残影、乱码
原因：地址指针未归零，导致后续写入偏移。
解决：每次操作前务必调用SetPage和SetColumn显式定位。
❌ 问题3：刷新时严重闪烁
原因：采用“清屏→重绘”方式更新画面。
解决：改为局部刷新，只修改变动区域；或者在RAM中维护一份显存镜像，对比差异后再更新。
✅ 最佳实践清单
- 使用STM32CubeMX配置GPIO，生成初始化代码后再集成LCD模块；
- 添加背光PWM控制，支持自动熄屏节能；
- 将常用字体（ASCII + 常见汉字）固化为数组，加快显示速度；
- 不要频繁读取LCD状态（读操作慢且易干扰），尽量只写不读；
- 加0.1μF去耦电容在VDD引脚附近，提升抗噪能力；
能做什么？真实应用场景举例
别以为这种黑白屏只能用来秀“Hello World”。在实际工程中，它可以承担相当复杂的任务：
温控仪界面
- 实时显示当前温度、设定值、加热状态图标；
- 用横向条形图示意加热功率；
- 出现超温时弹出红色警告框；
- 支持按键翻页查看历史记录；
数据采集终端
- 滚动显示传感器数值趋势图；
- 标注最大值、最小值、平均值；
- 提供校准、清零、导出等功能菜单；
教学实验平台
- 学生可通过按键切换不同显示模式；
- 展示ADC采样波形、PWM占空比变化；
- 结合定时器实现动态动画效果；
你会发现，一旦掌握了GDRAM的操作逻辑，哪怕是一块单色屏，也能玩出不少花样。
写在最后：这不是终点，而是起点
掌握LCD12864的驱动开发，看似只是一个小小的功能点，实则是通往嵌入式图形世界的第一步。
你学会了：
- 如何通过GPIO模拟专用接口；
- 如何解析数据手册中的时序图；
- 如何组织模块化代码提升复用性；
- 如何处理硬件兼容性和稳定性问题；
这些经验，未来迁移到OLED、TFT、甚至是LVGL这类GUI框架时，都会成为你的底气。
下一步你可以尝试：
- 把驱动移植到FreeRTOS，在独立任务中刷新画面；
- 结合ADC采样实现动态曲线绘制；
- 引入触摸按键或编码器，打造简易GUI；
- 替换为UC1701等新型段式LCD，进一步降低功耗；
技术的魅力就在于：越是古老的器件，越能教会你最本质的道理。
如果你正在做一个需要低成本显示方案的项目，不妨试试这块“老古董”——也许它会给你带来意想不到的惊喜。
代码已验证可在STM32F1系列上稳定运行，欢迎在评论区交流你在驱动LCD过程中遇到的奇葩问题，我们一起排雷！