128×64图形LCD与Arduino的接口教程

在这个项目中，我将向您展示如何接口一个128X64图形LCD与Arduino UNO。这个特殊的LCD模块是基于ST7920 LCD控制器。所以，我们将首先看到一点关于图形LCD模块和它的LCD控制器ST7920。

然后我们将看到128×64图形LCD与Arduino UNO板的接口和显示一些位图图像的步骤。

简介

在之前的Arduino项目中，我使用了一个接口诺基亚5110 LCD模块与Arduino．它也是一种图形LCD，可以显示一些基本的位图图像和图形。但诺基亚5110 LCD模块的问题是它的分辨率。

在84 x 48像素，诺基亚5110 LCD可用于实现基于菜单的用户界面。由于它的尺寸小，产生的菜单将限制在每页3或4个项目。

如果我们想要一个更大的显示器和更多的空间来工作，那么明显的选择是去更大更好的128×64图形LCD模块。

作为演示，在完成所有硬件连接后，我将在图形LCD模块上显示位图图像。如果您对使用Arduino实现一个简单的16×2 Alpha-Numeric LCD感兴趣，那么请查看这教程。

关于128×64图形LCD的简要说明

乍一看，128×64图形LCD模块似乎是著名的16×2 LCD或20×4 LCD模块的哥哥，它们有着相似的结构和几乎相似的引脚布局。

但这两者之间有一个显著的区别。16×2或20×4 lcd本质上是字符显示。它们只能显示字母-数字字符和一些限制在5×8矩阵中的简单自定义字符。

来到128×64图形LCD，顾名思义，它是一个由128×64组成的图形显示，即8192个独立的可控点。

通过使用不同的像素组合，我们基本上可以显示各种大小的字符。但奇迹并没有就此结束。您还可以显示图像和图形(小动画)。在一个128×64液晶模块，有64行128列。

ST7920液晶控制器

在市场上有几个版本的图形LCD。尽管使用、应用和实现几乎相同，但主要的区别在于用于驱动点阵显示的内部LCD控制器。

一些常用的LCD控制器有KS0108, SSD1306, ST7920, SH1106, SSD1322等。最终LCD模块的引脚可能会根据使用的LCD控制器而变化。因此，请在购买前验证液晶控制器以及引脚。

我购买的图形LCD模块由ST7920控制器组成。它是由Sitronix制造的，支持三种类型的总线接口，即8位模式，4位模式和串行接口。

如果您以前使用过16×2 LCD Display，那么您可能熟悉4位和8位并行接口。串行接口是一个新的东西，我们将在这个项目中探索这个选项。

128×64 LCD引出线

正如我已经提到的，请与制造商仔细检查图形LCD模块的针孔。下表描述的是我所拥有的128×64液晶模块的插针。

下面的图像显示了液晶显示器的后部与它的针孔印刷。

接口128×64图形LCD与Arduino

现在我们已经了解了图形LCD和它的控制器ST7920，现在让我们继续128×64图形LCD与Arduino的接口。我将实现一个简单的电路来演示使用很少的外部组件来连接LCD和Arduino是多么容易。

我将使用串行接口进行数据传输，并在图形LCD上显示位图图像。

线路图

下图是ST7920图形LCD与Arduino UNO接口的电路图。

组件的要求

• Arduino UNO
• 128×64图形显示模块
• 10 kΩ电位计
• 电路试验板
• 试验板电源
• 连接电线

硬件连接

如前所述，有三种不同的方法可以将图形LCD与Arduino连接起来。它们是:

• 4比特并行模式
• 8位并行模式
• 串行模式

在串行模式下，我们只需要三个引脚进行实际的数据传输。RS、RW和e是串行通信中的选片引脚。RW和E分别充当串行数据IN和串行CLK引脚。

因此，将LCD的RS, RW和E连接到Arduino UNO的数字IO引脚10,11和13。此外，为了选择串行接口模式，PCB引脚必须连接到GND。

其余的连接类似于传统的16×2 LCD。VCC、GND接电源5V接地。VO接10KΩ POT的雨刮器，POT的另外两个端子分别接5V和GND。

为了用背光照亮LCD，将BLA连接到5V，将BLK连接到GND。

我的液晶显示器的背光是蓝色的。但是白色和绿色也很常见。

为位图图像生成十六进制代码

我将直接以位图的形式显示图像，而不是显示不同字体的字符(是的，有一些库可以使用它们实现各种字体)。在编写代码之前，需要将位图图像转换为字节数组。

我使用了上面的“办公室”标志。记住，128×64 LCD的分辨率是128×64像素。因此，最大的图像大小应该是128×64。所以，使用Microsoft Paint，我把上面的图像的分辨率降低到128×64像素，并将其保存为Monochrome Bitmap image。

下一步是将这个位图图像转换为字节数组。我已经尝试了几个转换工具(在线和离线)，但没有一个能够生成与我的设置兼容的代码。

所以，我使用了“GIMP”软件。可以从以下网站下载GIMP这链接并安装它。安装完成后，可以在GIMP软件中打开“128×64位图”，导出为“X位图图”。

将生成一个.xbm文件。它包含所选的128×64位图图像的HEX代码。用任何文本编辑器(如notepad++)打开它，并进行以下更改。数组应该是一个静态的const无符号字符，并在数组名后附加" programmem "。

静态const unsigned char myBitmap [] promem = {

0xf8, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff，

0xff, 0xff, 0xff, 0x3f, 0x3e, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

...．．

0xff, 0xff, 0xff, 0x7f};

代码

在编写代码之前，您需要下载一个名为“U8g2”的特殊库。在Arduino IDE中，进入Tools -> Manage Libraries…搜索“u8g2”并安装最新版本。它是一个复杂的库github页面包含所有必要的文档。

之前生成的HEX代码必须添加到我们的代码中。

结论

这里实现了一个简单的项目，将128×64图形LCD与Arduino连接起来。我没有显示纯字符，而是在LCD上显示了位图图像，以显示其功能。

在下一个项目中，我将向您展示如何使用旋转编码器在128×64图形LCD上设计一个简单的菜单显示。