怀旧并使用带有Arduino的诺基亚84x48 LCD

描述

诺基亚 5110 是一款适用于多种应用的基本图形 LCD 屏幕。它最初的目的是用作手机屏幕。这个安装在易于焊接的 PCB 上。

它使用 PCD8544 控制器，与诺基亚 3310 LCD 中使用的控制器相同。PCD8544 是一款低功耗 CMOS LCD 控制器/驱动器，设计用于驱动 48 行和 84 列的图形显示器。显示器的所有必要功能都在单个芯片中提供，包括片上生成 LCD 电源和偏置电压，从而实现最少的外部组件和低功耗。PCD8544 通过串行总线接口与微控制器接口。它使用 PCD8544 控制器，与诺基亚 3310 LCD 中使用的相同。PCD8544 是一款低功耗 CMOS LCD 控制器/驱动器，设计用于驱动 48 行和 84 列的图形显示器。显示器的所有必要功能都在单个芯片中提供，包括片上生成 LCD 电源和偏置电压，从而实现最少的外部组件和低功耗。PCD8544 通过串行总线接口连接到微控制器。

显示概览

引脚分配

为了与图形 LCD 连接并为其供电，在其上方和下方有两个平行的 8 针接头。

引脚分配表：引脚分配表：

针号| 引脚标签| 引脚功能| 输入输出

• 1 | VCC | 正电源| 输入
• 2 | 接地 | 地面 | 输入
• 3 | SCE | 芯片选择 | 输入
• 4 | RST | 重置 | 输入
• 5 | 直流电 | 模式选择 | 输入
• 6 | DN(MOSI) | 中的串行数据 | 输入
• 7 | 时钟 | 串行时钟 | 输入
• 8 | 发光二极管 | LED背光源供应| 输入

电源

LCD 上有两种不同的电源电压。最重要的电源电压 – VCC – 为 LCD 内部的逻辑电路供电。数据表指出这应该在 2.7 和 3.3V 之间。在正常状态下，LCD 会消耗大约 6 或 7mA 电流。

板上的 LED 背光需要第二个电源。如果您要从 PCB 上拆下 LCD （不是您应该或不需要），您会看到这些是最简单形式的背光 - 四个白色 LED 围绕板的边缘间隔开。您可能还会注意到没有任何限流电阻。

这意味着您必须小心使用此电压源。要么在“LED”引脚上串联一个限流电阻，要么将电源限制在3.3 V 最大值。LED可以拉很多电流！没有什么可以限制它们，它们将在 3.3 V 时拉出约 100mA。

控制界面

该 LCD 内置了飞利浦 PCD8544 显示控制器，它将原始 LCD 的大量并行接口转换为更方便的串行接口。PCD8544 通过类似于 SPI 的同步串行接口进行控制。有时钟 ( SCLK ) 和数据 ( DN ) 输入线，以及低电平有效片选 ( ​​SCE ) 输入。

在这三个串行线路之上，还有另一个输入——D/ C——告诉显示器它接收到的数据是命令还是可显示的数据。

有关命令列表，请查看 PCD8544数据表（第 11 页）的“说明”部分。有说明可以清除显示器、反转像素、关闭电源等等。

硬件组装和连接

集会

要“组装”LCD，您需要在一个（或两个）8 针接头上焊接一些东西。这里有很多选择。为了使 LCD 面包板兼容，可以焊接直或直角公头。

否则，可以将电线或其他连接器焊接到显示引脚上。否则，可以将电线或其他连接器焊接到显示引脚上。

挂钩

对于数据传输引脚——SCLK 和 DN(MOSI)——我们将使用 Arduino 的硬件 SPI 引脚，这将有助于实现更快的数据传输。片选 (SCE)、复位 (RST) 和数据/命令 (D/C) 引脚可以连接到任何数字 I/O 引脚。最后，LED 引脚应该连接到支持 PWM 的 Arduino 引脚，这样我们就可以随意调暗背光了。

不幸的是，LCD 的最大输入电压为 3.6V ，所以我们不能直接将标准的 5V Arduino 连接到它。我们需要改变水平。这使我们有一些连接选项：

• 直接联系

最简单的连接是将 Arduino 引脚直接连接到 LCD。

此设置适用于 5V Arduino，忽略 VCC 和数据线上的 3.6V 限制。有用。但它可能会降低您的液晶显示器的寿命。

 

• 限流电阻

将电阻与数据信号串联是一种廉价且简单的方法，可以为 3.3V 线路添加一些保护。如果你有一个 Arduino Uno（或类似的 5V 'duino）和一些 10kΩ 和 1kΩ 电阻，试试这个：

引脚的连接方式与上例相同，但每个信号都有一个串联电阻。SCLK、DN、D/C和RST引脚有10kΩ电阻。一个带SCE的1kΩ电阻。并且330Ω电阻保留在引脚 9和LED引脚之间。

• 电平转换器

如果你能花更多的钱，那么，连接的第三种选择是使用实际的电平转换器在 5V 和 3.3V 之间切换。像双向逻辑电平转换器这样的板非常适合这样的事情。

不幸的是，LCD 有五个 3.3V 信号输入，电平转换器只有四个通道。如果您想将电路保持在单个移位器上，您可以将 RST 永久连接到高电平（通过 10kΩ 电阻器），并通过移位器运行其他信号。您失去了远程重置功能，但其余的控制权仍然存在。

示例代码

硬件全部连接好后，我们就可以上传草图并开始在 LCD 上绘图了！

上传到您的 Arduino 后，草图将首先运行演示 - 一组基本动画和图形功能。首先，我们将在屏幕上绘制一些随机像素（“它充满了星星……”）。然后我们将继续讨论绘制线条、矩形和圆形的示例。通篇都有绘制字符和字符串的例子。最后，演示以对单色漫画的敬意结束，这似乎非常适合这款小型单色 LCD。

这是在屏幕上绘制位图的演示，这是我们可以使用 'duino/LCD 组合完成的更有价值的任务之一。是在屏幕上绘制位图的演示，这是我们可以使用 'duino/LCD 组合完成的更有价值的任务之一。

演示运行后，草图将进入串行回显模式。打开串行监视器（将波特率设置为 9600 bps），然后将内容输入 Arduino。它应该开始将您发送到 LCD 上的所有内容打印出来。

绘制位图

如果上一个演示让您迫不及待地设计自己的 84x48 位图并显示它们，请继续阅读此项目。我将向您展示如何缩放和导入位图，然后将其编译成您的 Arduino 代码并将其发送到 LCD，这样您就可以拥有自己的愚蠢图形。

查找/制作/修改位图

首先，找到您想要打印到 LCD 上的位图图像。84x48 单色像素不会给你很大的空间，但你仍然可以在那里获得一些有趣的东西。这里有一些例子：

选择图像后，您需要对其进行按摩以使其同时具有单色（2 位颜色）和84 x 48 像素。大多数标准图像编辑器都可以提供帮助。对于 Windows 用户，只需使用Paint即可缩放图像。然后将其保存为单色位图。

将位图转换为数组

下一步是将常规图像文件转换为 504 字节的数组 char 。网络上有许多程序可以帮助解决这个问题。我们推荐LCD 助手。

要在 LCD 助手中加载图像，请转到文件>加载图像。应该会打开图像的预览，确保它的大小正确——宽 84 像素，高 48 像素。还要确保Byte 方向设置为Vertical并且Size endianness设置为Little 。其余默认设置（8 像素/字节等）应该已经正确设置：

然后转到文件>保存输出以生成临时文本文件。打开该文本文件以查看闪亮的新数组。您需要将数组的类型修改为只是一个字符。还要确保数组具有正确的命名约定（没有破折号，不要以数字开头等）。

导入草图并绘制

创建该数组后，将整个表格复制到您的 Arduino 草图中。

// ...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... 

好玩的东西！现在您可以叠加文本，或在位图上绘图。您甚至可以尝试导入多个图形来创建动画！