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从零开始：用STM32CubeMX驱动LCD12864，实战详解每一步

你有没有遇到过这样的情况？项目需要一个能显示汉字的屏幕，但又不想上TFT——太贵、功耗高、代码复杂。这时候，LCD12864就成了性价比之选。

它分辨率够用（128×64），自带中文字符库，支持图形显示，关键是便宜又稳定。虽然它是“老古董”级别的模块，但在工业控制、仪表设备、温控器这些讲究可靠性和成本的领域，依然活跃在一线。

问题是：怎么让现代开发工具STM32CubeMX + HAL库去驱动这样一个并行接口的老式液晶？

网上资料要么只讲原理图，要么贴段代码就走人，真正从头到尾、手把手带你走通全流程的几乎没有。今天这篇文章，我就把这件事彻底说清——不跳步、不省略，连微秒延时怎么实现都给你写明白。

为什么还在用 LCD12864？

先别急着喷它“过时”。我们来看一组真实场景下的对比：

看到没？如果你的产品是电池供电、环境温度变化大、还要显示“温度设定”、“运行状态”这类固定中文菜单，LCD12864 依然是最优解。

更重要的是：它不怕强光，在阳光直射下也能看清内容；而OLED和TFT在户外基本看不清。

所以，不是技术落后了，而是应用场景不同。搞清楚这一点，我们再往下走。

LCD12864 是什么？别被名字迷惑

很多人以为“LCD12864”是一个芯片型号，其实它是一类集成了KS0108或兼容控制器的图形点阵屏模块。常见的有 WPM、信利、晶采等品牌，引脚定义基本一致。

它的核心特性你知道吗？

• 分辨率：128列 × 64行 = 1024字节显存
• 分页结构：分为8页（Page 0–7），每页8行，共64行；每页64列
• 双区设计：左右各64列，由两个独立片选 CS1 和 CS2 控制
• 并行接口：8位数据总线 DB0~DB7，配合 RS、RW、E 实现读写操作
• 内置字库：支持16×16点阵汉字（GB2312一级字库）
• 电压要求：
• 逻辑电平：3.3V 或 5V（部分模块可兼容）
• VEE 负压：约 -7V ~ -10V（用于调节对比度）

📌 提醒：有些模块内部自带升压电路生成VEE，有些则需外部提供。接线前务必查清规格书！

关键引脚说明

记住一点：这个屏幕没有帧缓存机制。你往哪个地址写数据，屏幕上对应位置就会立刻发生变化。因此刷新顺序必须严谨，否则会出现撕裂或错位。

STM32 怎么控制它？GPIO 模拟时序是关键

LCD12864 使用的是标准的Intel 8080 并口时序，STM32本身没有专用外设来对接这种接口（不像FSMC可以驱动TFT），所以我们只能通过GPIO模拟的方式实现通信。

听起来麻烦？别担心，STM32CubeMX 能帮你搞定大部分初始化工作。

我们的目标是：

✅ 把 DB0~DB7 连到一组连续 GPIO
✅ 将 RS、RW、E、CS1、CS2 分配到其他可用引脚
✅ 设置所有引脚为推挽输出模式
✅ 自动生成MX_GPIO_Init()初始化函数
✅ 在应用层补充写命令、写数据函数

下面我带你一步步操作。

第一步：用 STM32CubeMX 配置引脚

打开 STM32CubeMX，新建工程，比如选用最常见的STM32F103C8T6（蓝丸板）。

引脚分配建议如下：

⚠️ 注意避坑：不要使用 PA13、PA14、PB3、PB4 —— 它们默认是 SWD 下载调试口，占用后会导致无法烧录程序！

在 CubeMX 的 Pinout 图中依次设置：

• PD0~PD7 → GPIO_Output，推挽输出，无上下拉，低速即可
• PC0~PC4 → 同样设为 GPIO_Output

然后进入Clock Configuration页面，将系统主频设为 72MHz（对于 F1 系列最大值）。

最后点击Project Manager，设置项目名称、路径，并选择 IDE（如 STM32CubeIDE 或 Keil MDK），导出代码。

生成后的工程会自动包含gpio.c和gpio.h文件，其中MX_GPIO_Init()函数已经为你写好了所有引脚配置。

第二步：编写底层驱动函数

CubeMX 只负责初始化，真正的读写时序还得你自己写。接下来我们在用户代码区添加以下内容。

1. 宏定义简化操作

// lcd12864.h #ifndef __LCD12864_H #define __LCD12864_H #include "main.h" // 控制信号宏定义 #define LCD_RS_SET() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET) #define LCD_RS_CLR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_RW_SET() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET) #define LCD_RW_CLR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_E_SET() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET) #define LCD_E_CLR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_CS1_SET() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET) #define LCD_CS1_CLR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET) #define LCD_CS2_SET() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET) #define LCD_CS2_CLR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET) // 数据输出宏（逐位设置） #define LCD_DATA_OUT(x) do { \ uint8_t temp = (x); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0, (temp & 0x01) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_1, (temp & 0x02) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, (temp & 0x04) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_3, (temp & 0x08) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_4, (temp & 0x10) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_5, (temp & 0x20) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_6, (temp & 0x40) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_7, (temp & 0x80) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); \ } while(0) // 函数声明 void lcd12864_write_cmd(uint8_t side, uint8_t cmd); void lcd12864_write_data(uint8_t side, uint8_t data); void lcd12864_init(void); void lcd12864_clear_screen(void); #endif

这里的关键是LCD_DATA_OUT(x)宏，它把一个字节的数据拆成8个单独的HAL_GPIO_WritePin调用。虽然效率不高，但对于 72MHz 主频的 MCU 来说完全够用。

💡 进阶提示：若追求更高性能，可用直接操作ODR寄存器的方式替代HAL_GPIO_WritePin，速度提升可达10倍以上。

2. 微秒级延时怎么实现？

HAL 库只有HAL_Delay(1)最小单位是毫秒，我们需要更精细的控制。

最简单的方法是用内联汇编空循环：

// delay_us.h static inline void HAL_Delay_us(uint32_t us) { uint32_t delay = (HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 1e6) * us; while (delay--) { __NOP(); } }

或者使用定时器 TIM 做单次计数，精度更高但稍复杂。初期调试推荐用 NOP 方式，够快也够简单。

记得在lcd12864.h中包含这个头文件。

3. 写命令 & 写数据函数

根据 KS0108 手册，写入流程如下：

1. 选择片选（CS1 或 CS2）
2. 设置 RS（0=命令，1=数据）
3. 设置 R/W = 0（写）
4. 输出数据到 DB0~DB7
5. E 引脚产生正脉冲（≥0.5μs）
6. 恢复 E 为低

代码实现：

// lcd12864.c #include "lcd12864.h" void lcd12864_write_cmd(uint8_t side, uint8_t cmd) { if (side == 0) { LCD_CS1_SET(); LCD_CS2_CLR(); // 左半区 } else { LCD_CS1_CLR(); LCD_CS2_SET(); // 右半区 } LCD_RS_CLR(); // 发送命令 LCD_RW_CLR(); // 写操作 LCD_DATA_OUT(cmd); LCD_E_SET(); HAL_Delay_us(1); // 保持E高电平 >0.5μs LCD_E_CLR(); } void lcd12864_write_data(uint8_t side, uint8_t data) { if (side == 0) { LCD_CS1_SET(); LCD_CS2_CLR(); } else { LCD_CS1_CLR(); LCD_CS2_SET(); } LCD_RS_SET(); // 发送数据 LCD_RW_CLR(); LCD_DATA_OUT(data); LCD_E_SET(); HAL_Delay_us(1); LCD_E_CLR(); }

这两个函数就是整个驱动的基石。后面所有的显示操作都基于它们。

第三步：初始化与清屏

任何设备上电后都要先初始化。LCD12864 的初始化流程非常关键。

初始化步骤（参考KS0108手册）

1. 上电等待 >40ms
2. 向两侧发送开启显示指令0x3F
3. 设置起始行为0xC0
4. 清屏

void lcd12864_init(void) { HAL_Delay(50); // 上电延迟 // 初始化左右两片控制器 lcd12864_write_cmd(0, 0x3F); // 开启显示（左） lcd12864_write_cmd(1, 0x3F); // 开启显示（右） lcd12864_write_cmd(0, 0xC0); // 起始行地址（通常为0） lcd12864_write_cmd(1, 0xC0); } void lcd12864_clear_screen(void) { for (uint8_t page = 0; page < 8; page++) { lcd12864_write_cmd(0, 0xB8 | page); // 设置页地址（0xB8 ~ 0xBF） lcd12864_write_cmd(0, 0x40); // 设置列地址为0 lcd12864_write_cmd(1, 0xB8 | page); lcd12864_write_cmd(1, 0x40); for (uint8_t col = 0; col < 64; col++) { lcd12864_write_data(0, 0x00); // 写黑屏数据 lcd12864_write_data(1, 0x00); } } }

🔍 注意：每次换页时必须重新设置列地址（Y地址）为0x40，否则后续写入可能偏移！

第四步：显示字符串和汉字

现在我们可以试着输出一些内容了。

假设你要显示“你好世界”，你需要：

1. 获取这四个汉字的 16×16 点阵数据（可用取模软件生成）
2. 按页写入显存

例如，“你”的点阵数据是一个 32 字节数组（每行2字节，共16行）。我们要把它分成8页，每页写2列（因为每个汉字宽16像素，占两个字节）。

const uint8_t hanzi_ni[] = { 0x04,0x20,0x04,0x20,0x7E,0x20,0x44,0x20,0x44,0x20,0x7E,0x20,0x44,0x20,0x44,0x20, 0x7E,0x20,0x44,0x20,0x44,0x20,0x7E,0x20,0x44,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x00,0x00 };

然后按页写入：

void lcd12864_show_hanzi(uint8_t x, uint8_t y_page, const uint8_t* data) { for (int p = 0; p < 8; p++) { uint8_t col = x; uint8_t side = (col < 64) ? 0 : 1; lcd12864_write_cmd(side, 0xB8 | (y_page + p)); // 设置页 lcd12864_write_cmd(side, 0x40 | (col % 64)); // 设置列 lcd12864_write_data(side, data[p * 2]); lcd12864_write_data(side, data[p * 2 + 1]); } }

调用方式：

lcd12864_show_hanzi(0, 0, hanzi_ni); // 在左上角显示“你”

当然，实际项目中我们会建立一个汉字字库存储所有常用字，或者使用外部Flash加载。

常见问题与调试技巧

别以为写了代码就能点亮。以下是新手最容易踩的几个坑：

❌ 问题1：屏幕全黑或全白

原因：对比度电压 V0 没调好。

解决：V0 接一个 10kΩ 可调电阻，中间抽头接 V0，两端分别接 VDD 和 VEE。慢慢调节直到出现清晰字符。

🧪 测量技巧：用万用表测 V0 对地电压，正常应在 -2V ~ -6V 之间。

❌ 问题2：显示乱码或错位

原因：地址指针未同步，尤其是跨页或换行时忘了重置列地址。

解决：每次写新页前，务必先发0x40设置列地址为0。

❌ 问题3：STM32 烧录失败

原因：误用了 PA13/SWDIO 或 PA14/SWCLK 当作数据线。

解决：立即改用其他引脚！如果已经刷进去了错误程序导致锁死，需要用BOOT0=1 + 串口下载或ST-Link强制擦除恢复。

❌ 问题4：响应慢、卡顿

原因：频繁调用HAL_GPIO_WritePin太慢。

优化方案：
- 改用直接操作GPIOD->ODR &= ~0xFF; GPIOD->ODR |= data;提高速度
- 添加显存缓冲区（1024字节数组），修改内存后再统一刷屏
- 使用 FSMC 模拟（仅适用于支持FSMC的STM32型号）

设计建议与扩展思路

✅ 电平兼容处理

如果 STM32 是 3.3V，而 LCD 模块要求 5V 输入电平怎么办？

• 加一级电平转换芯片，如 TXS0108E 或 74LVC245
• 或者选择支持 3.3V 输入的 LCD 模块（越来越多厂商已支持）

✅ 背光控制优化

将 BLA 引脚接到 PWM 输出通道（如 TIM3_CH1），通过__HAL_TIM_SetCompare()调节亮度，实现夜间自动降亮。

✅ 构建简易 GUI 框架

结合按键或编码器，你可以实现：

• 菜单导航（上下移动、确认）
• 数值调节（+/- 修改参数）
• 状态指示图标（电池、信号强度）

甚至可以用状态机 + 回调函数的方式封装成轻量级 UI 引擎。

结语：老技术也有新生命

LCD12864 或许不再出现在消费电子产品中，但它在工业现场、仪器仪表、自动化设备中仍有着不可替代的地位。

而 STM32CubeMX 的出现，让我们不必再手动配置 RCC、GPIO_MODER 这些寄存器，只需专注业务逻辑，极大提升了开发效率。

掌握这套“CubeMX + GPIO模拟 + HAL库”的组合拳，不仅能搞定 LCD12864，还能举一反三应用于其他类似并口设备，比如：

• LED点阵屏
• 旧款触摸屏
• 自定义协议显示屏

这才是嵌入式工程师真正的基本功。

如果你正在做一个需要本地显示的项目，不妨试试这条路。低成本、高可靠性、看得见摸得着的成就感，有时候比炫酷动画更有价值。

💡动手建议：
复制上面的代码框架，接一块 LCD12864 模块，从点亮第一个像素开始，一步步构建你的专属 HMI。

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。