教你玩转Nokia 5110液晶屏

液晶显示模块具有体积小、显示内容丰富、超薄、轻巧等优点，在嵌入式系统，尤其是低功耗场合中，得到越来越广泛的应用。目前，市场上比较常见的液晶显示屏有LCD1602、LCD12232、LCD12864等，但这几款液晶屏的功耗都比较高，本文将介绍一款低功耗的液晶显示模块——Nokia 5110，它是从诺基亚的经典手机Nokia 5110上拆下来的，具有较高的性价比。

Nokia 5110液晶屏(见图23.1)采用串行通信接口与主控制器进行通信，具有84像素×48像素的分辨率，工作电压为2.7～3.3V，在正常工作模式下，电流为240µA，具有掉电模式，特别适合以电池供电的便携式移动设备。

图23.1 Nokia 5110实物图

表23.1 Nokia 5110液晶屏的引脚

硬件电路设计

Nokia 5110液晶屏共有9个引脚，除去电源和地，通信引脚只有5个，功能如表23.1所示。CLK为时钟输入引脚，最高输入频率为4MHz;DIN为串行数据输入引脚，在时钟的上升沿传输;D/C为数据和指令切换引脚，高电平发送数据，低电平发送控制指令;CS为片选引脚，低电平有效;OSC为振荡器引脚，如果使用内部振荡器，需要将该引脚接高电平，如果使用外部振荡器，则直接将该引脚连接外部晶体振荡器;VOUT为供电设置引脚，外接0.1µF电容;RST为复位引脚，用于初始化液晶屏，低电平有效。

Nokia 5110液晶的串行通信接口只需要简单的几个阻容元件即可工作，电路如图23.2所示。使用内部振荡器，OSC引脚直接接高电平，VOUT引脚通过一个0.1µF电容接地。Nokia 5110液晶屏自身并没有背光电路，需要外接几个LED作为背光源，经实际验证表明，以贴片的蓝光或者白光二极管作为背光源，效果比较好，图23.2中共有4路蓝色LED作为背光源。

图23.2 Nokia 5110硬件电路原理图

驱动程序设计

1. 驱动指令

Nokia 5110 液晶屏通过控制D/C 引脚的电平高、低显示数据或者发送控制指令。当D/C为低电平时，输出的是控制指令信息;当D/C为高电平时，输出的是显示数据。由于控制指令数目比较少，因此Nokia 5110内部并没有设置寄存器存储指令，通过指令的数据格式进行识别，指令集如表23.2所示。不同指令的数据格式明显不同，总是在传输字节的某一位置高电平，如X坐标的第7位固定为高电平，Y坐标的第6位固定为高电平。

功能设置指令的PD位用来设置液晶工作模式，当PD为1时，芯片处于掉电模式，消耗电流降低到1.5µA;V位用来设置液晶屏寻址方式，当V为1时，启用垂直寻址方式，当V为0时，启用水平寻址方式，一般启用后者;H位用来控制指令集选择，H为高电平时，使用扩展指令集，H设置为低电平时，使用基本指令集。

显示设置通过D位和E位的组合进行调整，当D、E设置为0、0时，液晶屏显示空白，设置为1、0时，对应普通显示模式，0、1和1、1方式用得比较少。X坐标通过组合X6～X0设置，地址范围为0～83，Y坐标通过组合Y2～Y0设置，地址范围为0～5。

扩展指令集主要用于设置液晶屏的工作参数，可以根据经验进行设置。温度控制一般设置为0x06;偏置系统设置为0x13;Vop用于设置液晶屏操作电压，可通过下式进行计算，其中Vop取值范围为0～0x7F，即Vlcd设置范围为3.06～10.68V。

表23.2 Nokia 5110液晶屏的指令集

2. 程序设计

Nokia 5110 液晶屏的驱动程序包括初始化、清屏、显示字符、显示汉字、显示图形等函数，用户也可以根据需要开发新的接口程序。首先来看一下Nokia 5110液晶屏的时序图(见图23.3)，在CS片选线的低电平有效期间发送数据，图中用圆圈标注的地方表示上升沿传输数据或者指令，传输数据高电平在先、低电平在后。串行总线发送多个字节的时序图，如图23.4所示。