原创 物联网系统中低功耗长寿命显示屏方案_点阵液晶屏详解

01

物联网系统中为什么要使用点阵液晶屏

物联网系统中使用点阵液晶屏的原因主要可以归纳为以下几点：

显示内容丰富多样

• 高灵活性：点阵液晶屏可以通过控制每个点的亮灭来显示各种图形、文字、动画和视频，这使得它在物联网系统中能够呈现更加丰富多样的信息。
• 多色显示：点阵液晶屏支持单色、双色甚至全彩显示，能够显示红、黄、绿、橙等多种颜色，增强了信息的可读性和吸引力。

适应性强

• 多种尺寸选择：点阵液晶屏有多种尺寸可供选择，从微小的几毫米到几十厘米不等，可以根据物联网设备的具体需求进行定制。
• 广泛应用：由于其适应性强，点阵液晶屏被广泛应用于各种物联网设备中，如智能家居、智能穿戴、工业控制等。

低功耗与长寿命

• 低功耗：点阵液晶屏的工作电压低，功耗小，符合物联网设备对节能的要求。长时间工作也不会增加太多负担，有利于延长设备的整体使用寿命。
• 长寿命：点阵液晶屏的数字接口使用寿命长，能够稳定可靠地工作，减少了更换和维护的频率。

易于控制与维护

• 控制简单：点阵液晶屏的控制方式相对简单，可以通过编程来轻松实现各种显示效果，降低了开发难度。
• 安装与维护方便：点阵液晶屏的安装和维护都比较方便，不需要复杂的设备或专业技能，降低了使用成本。

提升用户体验

• 直观显示：点阵液晶屏能够直观地显示设备状态、信息提示等内容，使用户能够快速了解设备的运行情况，提升用户体验。
• 交互性强：部分点阵液晶屏还支持触摸功能，用户可以通过触摸屏幕来操作设备，增强了设备的交互性。

综上所述，点阵液晶屏在物联网系统中的应用具有显著的优势，能够满足物联网设备对显示内容丰富性、适应性、低功耗、长寿命以及易于控制与维护等方面的需求，从而提升物联网系统的整体性能和用户体验。

本文会再为大家详解显示屏家族中的一员——点阵液晶屏。

02

点阵液晶屏的定义

点阵液晶屏是按照一定顺序规则排列起来的，一般常见的有图形点阵液晶模块。他里面是有很多个点组成的，通过控制这些点来显示文字或者图形，并且可以实现出屏幕上下左右滚动以及动画功能。（如下图）LCD12864图形点阵液晶显示模块(LCM)就是由128*64个液晶显示点组成的一个128列*64行的阵列，它的每一行横向一共有128个可显示点，每一列纵向有64个，这些“点”其实也都是一个个发光二极管，每个显示点对应一位二进制数，1表示亮，0表示灭。

03

点阵液晶屏的显示原理

1、系统12864点阵型液晶显示屏的基本原理

数字电路中数据以0和1保存，对LCD控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类少只需要8位（一字节）即可。而对于中文，常用却有6000以上，于是我们的DOS前辈想了一个办法，就是将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码。

得到了汉字的内码后，利用文字的字模，即用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状，如英文的'A'在字模的记载方式如图1所示：

2、汉字图形点阵液晶显示模块（QC12864B）主要技术参数和显示特性：

①　QC12864B汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形

②　内置 8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及 64X256点阵显示 RAM（GDRAM）

③　电源：VDD 3.3V~+5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128列× 64 行

④　显示颜色：黄绿屏，蓝屏

⑤　显示角度：6：00钟直视

⑥　LCD类型：STN

⑦　与 MCU接口：8位并口或串行配置 LED背光

⑧　多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等

3、QC12864B读写操作时序：

模块有并行和串行两种连接方法（时序如下）：8 位并行连接时序图

MPU 写资料到模块如图4所示：

图4 MPU写资料到模块图

图5 MPU从模块读出资料图

串行连接时序图

串行数据传送共分三个字节完成：

第一字节：串口控制—格式11111ABC

①　A 为数据传送方向控制：H 表示数据从 LCD 到 MCU，L 表示数据从 MCU 到 LCD

②　B 为数据类型选择：H 表示数据是显示数据，L 表示数据是控制指令

③　C 固定为 0

第二字节： (并行)8 位数据的高 4 位—格式 DDDD0000

第三字节： (并行)8 位数据的低 4 位—格式 0000DDDD 串行接口时序参数：(测试条件：T=25℃ VDD=5.0V)

4、QC12864B点阵型LCD引脚功能说明：

表1 12864LCD的引脚说明

说明：12864点阵型液晶 C语言程序（可根据自己意愿设定指定点）

/****电子系统设计C51编程******

• 平台：BST-V51 + Keil U4 + STC89S52
• 名称：本程序驱动12864显示一幅图片（包含英文字符、汉字、图形）
• 日期：很久很久以前
• 晶振：11.0592MHZ
• 说明：电子小玩
• 编写：Sure

************/

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

/*12864端口定义*/

#define LCD_data P0 //数据口

sbit LCD_RS = P1^0; //寄存器选择输入

sbit LCD_RW = P1^1; //液晶读/写控制

sbit LCD_EN = P2^5; //液晶使能控制

sbit LCD_PSB = P1^2; //串/并方式控制

unsigned char code zhu[]= //图片代码

{ 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF0,0x3E,0x03,0xE0,

0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0xFE,0x00,0x00,0x0F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF0,0xFF,0x8F,0xF8,

0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0xFE,0x00,0x00,0x0F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x81,0xFF,0xDF,0xFC,

0xFF,0xFF,0xFF,0x3C,0xFE,0x00,0x00,0x0F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFC,0x03,0xFF,0xFF,0xFE,

0xFF,0xF9,0xFF,0x18,0xFE,0x00,0x00,0x0F,0xFF,0xFF,0xFF,0xE0,0x03,0xFF,0xFF,0xFE,

0xFF,0xFC,0xFF,0x18,0xFE,0x3C,0x74,0x0F,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x07,0x9C,0x70,0x0F,

0xFF,0xFE,0x7F,0x18,0xFE,0x02,0x2A,0x0F,0xFF,0xFF,0xF8,0x00,0x07,0xBE,0x71,0x8F,

0xC0,0x3F,0x3F,0x18,0xFE,0x3E,0x2A,0x0F,0xFF,0xFF,0xC0,0x00,0x07,0xF7,0x73,0xCF,

0xFF,0xFE,0x7F,0x18,0xFE,0x42,0x2A,0x0F,0xFF,0xFE,0x00,0x00,0x07,0xE3,0x76,0x6F,

0xFF,0xC1,0xFF,0x3C,0xFE,0x42,0x2A,0x0F,0xFF,0xFC,0x00,0x00,0x07,0xF7,0x06,0x6F,

0xFF,0xBE,0xFF,0x00,0xFE,0x3D,0x6B,0x0F,0xFF,0xE0,0x00,0x00,0x03,0xBE,0x73,0xCE,

0xFF,0xBF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xC0,0x00,0x01,0xF3,0x9C,0xF9,0x8E,

0xFF,0xBF,0x99,0x89,0xC1,0xFF,0xFE,0x00,0x0F,0xE0,0x00,0x03,0xFF,0x81,0xFC,0x0E, 0xF1,0xC1,0xD1,0xE6,0xBE,0xFE,0x00,0x00,0x0B,0xC0,0x04,0x7F,0xFD,0xF9,0xFC,0xFC, 0xFF,0xFE,0xDD,0xEF,0x80,0xFC,0x00,0x03,0x63,0x00,0x03,0xFF,0xFC,0xFD,0xFD,0xF8, 0xFF,0xFE,0xDD,0xEF,0xBF,0xE0,0x00,0x00,0xF3,0x00,0x03,0xFF,0xFC,0x7C,0xF9,0xF8, 0xFF,0xBE,0xD9,0xEF,0xBE,0xE0,0x00,0x00,0xF3,0x00,0x1F,0xFF,0xFC,0x7C,0x71,0xF0, 0xFF,0xC1,0xE4,0x83,0xC1,0x80,0x00,0x01,0x7F,0x00,0x3F,0xFF,0xFC,0x1D,0x05,0xE0, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFC,0x00,0x00,0x03,0x7E,0x00,0xFF,0xFF,0xFC,0x0D,0xFD,0x80, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xE0,0x00,0x00,0x03,0x7E,0x00,0x7F,0xFF,0xE4,0x07,0xFF,0x00, 0xFF,0xFF,0x7F,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0xF8,0x00,0xFF,0xFF,0xE5,0xF9,0xFC,0x00, 0xFF,0xE3,0xAF,0xC0,0x00,0x00,0x07,0xBF,0xF8,0x00,0xFF,0xFF,0xE7,0xFE,0x70,0x00,

0xFF,0xE3,0x9F,0x80,0x00,0x00,0x0E,0x1F,0xF0,0x01,0xFF,0xFF,0xCF,0xFF,0x00,0x00, 0xFF,0xC3,0x8F,0x80,0x00,0x00,0x3E,0x4F,0xF0,0x00,0xFF,0xFC,0x0F,0xFF,0x00,0x00, 0xFF,0xC3,0x8F,0x00,0x00,0x10,0xFE,0x0F,0xE0,0x01,0xFF,0xE0,0x0F,0xFF,0x00,0x00, 0xFF,0x03,0x13,0x80,0x00,0x03,0xFC,0x8F,0xE0,0x01,0xFF,0xFF,0xC7,0xFE,0x00,0x00,

0xFF,0x04,0x12,0x80,0x00,0x00,0x7C,0x0F,0x80,0x03,0xFF,0xFF,0xC5,0xF8,0x00,0x00, 0xFE,0x0C,0x17,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x3E,0x00,0x07,0xFF,0xFF,0xC0,0xF0,0x0E,0x00, 0xFE,0x1E,0x67,0x7E,0x30,0x00,0x00,0x08,0x00,0x07,0xFF,0xFF,0xC0,0xF8,0x1F,0x00, 0xFC,0x1C,0x42,0x7F,0x00,0x06,0x00,0x00,0x40,0x0F,0xFF,0xFF,0xC1,0xF8,0x3F,0x80, 0xFE,0x08,0x48,0x7F,0x40,0x01,0x78,0x10,0xC0,0x0F,0xFF,0xFF,0xC1,0xF8,0x7F,0xC0, 0xFE,0x08,0x08,0x7F,0x40,0x01,0x78,0x10,0xC0,0x0F,0xFF,0xFF,0xC1,0xF8,0xFF,0xE0, 0xFE,0x00,0x00,0x7E,0x60,0x00,0x00,0x10,0x80,0x3D,0xBF,0xFF,0xC1,0xF9,0xFF,0xF0,

0xFF,0x00,0x00,0x1C,0xC0,0x00,0x04,0x00,0x00,0x39,0x3F,0xFF,0xC1,0xF9,0xFB,0xF0, 0xFF,0x00,0x00,0x71,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x00,0x39,0x3F,0xFA,0x41,0xF9,0xFF,0xF0, 0xFF,0x80,0x00,0x60,0x30,0x01,0xC0,0x00,0x00,0x01,0x1B,0x02,0x41,0xF8,0xFF,0xE0, 0xFF,0xC8,0x00,0x00,0x31,0x1F,0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,0x02,0x41,0xF8,0x7F,0xC0, 0xFF,0xC4,0xFE,0x00,0x03,0x00,0x07,0xC7,0xC2,0x00,0x00,0x04,0x01,0xF8,0x3F,0x80, 0xFF,0xFF,0xF0,0x00,0x0F,0xE0,0x3F,0x9C,0x0F,0x80,0x00,0x04,0x01,0xF8,0x1F,0x00, 0xFF,0xFF,0xF8,0x10,0x0F,0xC0,0x7E,0x3F,0xE7,0xFF,0x00,0x00,0x01,0xF8,0x0E,0x00,

0xFF,0xFF,0xF8,0x1E,0x0F,0xE0,0x70,0x3F,0xE0,0x3F,0x00,0x00,0x01,0xF8,0x00,0x00, 0xFF,0xFF,0xFC,0x1E,0x1D,0xE0,0x77,0x00,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x01,0xF8,0x00,0x00, 0xFF,0xFF,0xFC,0x03,0x99,0xE0,0xE7,0x36,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x03,0xFC,0x00,0x00, 0xFF,0xFF,0xFC,0x00,0x3F,0xF0,0xC3,0x36,0xF0,0x00,0x00,0x1C,0x73,0xFC,0x00,0x00, 0xFF,0xFF,0xFC,0x18,0x7B,0x79,0xC3,0x32,0xF0,0x00,0x0F,0xFF,0xA3,0xFC,0x0E,0x00, 0xFF,0xFF,0xFC,0x1E,0x63,0x3D,0xFF,0x77,0xF0,0x00,0xDF,0xFF,0xA3,0xFC,0x1F,0x00, 0xFF,0xFF,0xFC,0x1D,0x9F,0xE1,0xFF,0xF0,0x06,0x8D,0xDF,0xFF,0xB3,0xFC,0x7F,0xC0, 0xFF,0xFF,0xFE,0x07,0x5F,0xE0,0x03,0x30,0x7F,0x89,0xDF,0xFF,0xF3,0xFC,0xFF,0xE0, 0xFF,0xFF,0xFE,0x00,0x03,0x00,0x03,0x33,0x7F,0x89,0xDF,0xFF,0xF3,0xFF,0xFF,0xF8,

0xFF,0xFF,0xFE,0x00,0x2B,0x60,0x03,0x33,0x3F,0x09,0xDF,0xFF,0x93,0xFF,0xFF,0xFC,

0xFF,0xFF,0xFF,0x1E,0x3B,0x70,0x0F,0x3B,0xFF,0x09,0xFF,0xFF,0xD3,0xFF,0xF1,0xFC,

0xFF,0xFF,0xFF,0x1E,0x7B,0x30,0x3F,0x3C,0x37,0x89,0x80,0x0F,0xD3,0xFF,0xE0,0xFC, 0xFF,0xFF,0xFF,0xB6,0x57,0x39,0xFB,0x03,0xB3,0x89,0x00,0x00,0x03,0xFF,0xE0,0xFC, 0xFF,0xFF,0xFF,0xA7,0x9F,0x3D,0xE3,0x07,0xB3,0x89,0x00,0x00,0x03,0xFF,0xE0,0xF8, 0xFF,0xFF,0xFF,0xE7,0x87,0x3D,0xC7,0x7D,0xB0,0x89,0x00,0x00,0x03,0xFF,0xE0,0xF8,

0xFF,0xFF,0xFF,0xE7,0x87,0x01,0x87,0x7C,0x30,0x08,0x1F,0x00,0x03,0xFD,0xFF,0xF8,

0xFF,0xFF,0xFF,0xF7,0x87,0xC1,0x07,0x60,0xF0,0x10,0x3F,0xFF,0xDB,0xFF,0xFF,0xF0,

0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07,0x63,0xF4,0x30,0x3F,0xFF,0xDF,0xFF,0xFF,0xF0, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xE0,0x00,0x04,0x70,0x3F,0xFF,0xD7,0xFE,0xFF,0xE0, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF0,0x00,0x01,0xF0,0x3F,0xFF,0xD7,0xFE,0xFF,0xE0,

0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x40,0x1F,0xF0,0x00,0x3F,0xE7,0xFE,0x00,0x00, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF1,0x00,0x00,0xE7,0xFE,0x00,0x00, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xE0,0x00,0x07,0xFE,0x00,0x00,

0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xC0,0x07,0xFE,0x00,0x00

};

#define delayNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};

void delay0(uchar x); //x*0.14MS

void dataconv();

void lcd_pos(uchar X,uchar Y); //确定显示位置

void delay(int ms)

{ while(ms--)

{

uchar i;

for(i=0;i<250;i++)

{ _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); }

}

}

/*************/

/* */

/*检查LCD忙状态 */

/*lcd_busy为1时，忙，等待。lcd-busy为0时,闲，可写指令与数据。 */

/* */

/*************/

bit lcd_busy()

{ bit result;

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 1;

LCD_EN = 1;

delayNOP();

result = (bit)(P0&0x80);

LCD_EN = 0;

return(result);

}

/*************/

/*写指令数据到LCD */

/*RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码。 */

/*************/

void lcd_wcmd(uchar cmd)

{

while(lcd_busy());

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 0;

LCD_EN = 0;

_nop_(); _nop_();

P0 = cmd;

delayNOP();

LCD_EN = 1;

delayNOP();

LCD_EN = 0;

}

/*************/

/* */

/*写显示数据到LCD */

/*RS=H，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=数据。 */

/* */

/*************/

void lcd_wdat(uchar dat)

{

while(lcd_busy());

LCD_RS = 1;

LCD_RW = 0;

LCD_EN = 0;

P0 = dat;

delayNOP();

LCD_EN = 1;

delayNOP();

LCD_EN = 0;

}

/*************/

/* */

/* LCD初始化设定 */

/* */

/*************/

void lcd_init()

{

LCD_PSB = 1; //并口方式

lcd_wcmd(0x34); //扩充指令操作

delay(5);

lcd_wcmd(0x30); //基本指令操作

delay(5);

lcd_wcmd(0x0C); //显示开，关光标

delay(5);

lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的显示内容

delay(5);

}

/*******

函数名称:Draw_PM

功 能:在整个液晶屏幕上画图

参 数:无

返回值 :无

********/

void Draw_PM(const uchar *ptr)

{

uchar i,j,k;

lcd_wcmd(0x34); //打开扩展指令集

i = 0x80;

for(j = 0;j < 32;j++)

{

lcd_wcmd(i++);

lcd_wcmd(0x80);

for(k = 0;k < 16;k++)

{ lcd_wdat(*ptr++);}

}

i = 0x80;

for(j = 0;j < 32;j++)

{ lcd_wcmd(i++);

lcd_wcmd(0x88);

for(k = 0;k < 16;k++)

{ lcd_wdat(*ptr++); }

}

lcd_wcmd(0x36); //打开绘图显示

lcd_wcmd(0x30); //回到基本指令集

}

main()

{ lcd_init(); //初始化LCD

Draw_PM(zhu); //显示设定的图片

while(1);

}

实物图

04

液晶显示模块接口方式的分类及优缺点:

并行接口

优点：

1.传递数据速度快;

2.可以从显示出来的图案或字符再读出来，这样就可以自由画点、及线

缺点：

1.接口线多（13个).为了省钱，客户会选择最少引脚的CPU,这样变成不得不考虑接口数量了。

2.如果客户主板与液晶屏的距离比较远，电线的成本也必须考虑。

串行接口

优点：

1.接口线少。

2.有些单片机有专门的SPI接口传输，正好配合。

缺点：

1.速度稍慢;

2.不可以读已显示到液晶屏上的图案、字符等数据。

I2C总线

优点：

1.接口线更少。

2.有些单片机有专门的I2C总线接口传输，正好配合。这种接口可以不用增加占用任何接口的情况下增加外部I2C设备：比如AT24C02 EEPROM

缺点：

1.因是飞利浦的专利,IC一般较贵。

2.应用不是很普遍，所以业务推广较难

05

供应商A:晶联讯

1、产品能力

（1）选型手册

（2）主推型号1：LX25696G-968-PL

对应的产品详情介绍

LX25696G-968-PL 型液晶显示模块既可以当成普通的图像型液晶显示模块使用（即显示普通图像型的

单色图片功能），又含有 JLX-GB2312-3207 字库 IC，可以从字库 IC 中读出内置的字库的点阵数据写入到

LCD 驱动 IC 中，以达到显示汉字的目的。

模块由 LCD 驱动 IC ST75256、字库 IC、背光组成

• 硬件参考设计

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