液晶顯示模塊具有體積小、顯示內容豐富、超薄、輕巧等優點，在嵌入式系統，尤其是低功耗場合中，得到越來越廣泛的應用。目前，市場上比較常見的液晶顯示屏有LCD1602、LCD12232、LCD12864等，但這幾款液晶屏的功耗都比較高，本文將介紹一款低功耗的液晶顯示模塊——Nokia 5110，它是從諾基亞的經典手機Nokia 5110上拆下來的，具有較高的性價比。

Nokia 5110液晶屏(見圖23.1)採用串行通信接口與主控制器進行通信，具有84像素×48像素的分辨率，工作電壓為2.7～3.3V，在正常工作模式下，電流為240µA，具有掉電模式，特別適合以電池供電的便攜式移動設備。

圖23.1 Nokia 5110實物圖

表23.1 Nokia 5110液晶屏的引腳

硬件電路設計

Nokia 5110液晶屏共有9個引腳，除去電源和地，通信引腳只有5個，功能如表23.1所示。CLK為時鐘輸入引腳，最高輸入頻率為4MHz;DIN為串行數據輸入引腳，在時鐘的上升沿傳輸;D/C為數據和指令切換引腳，高電平發送數據，低電平發送控制指令;CS為片選引腳，低電平有效;OSC為振盪器引腳，如果使用內部振盪器，需要將該引腳接高電平，如果使用外部振盪器，則直接將該引腳連接外部晶體振盪器;VOUT為供電設置引腳，外接0.1µF電容;RST為復位引腳，用於初始化液晶屏，低電平有效。

Nokia 5110液晶的串行通信接口只需要簡單的幾個阻容元件即可工作，電路如圖23.2所示。使用內部振盪器，OSC引腳直接接高電平，VOUT引腳通過一個0.1µF電容接地。Nokia 5110液晶屏自身並沒有背光電路，需要外接幾個LED作為背光源，經實際驗證表明，以貼片的藍光或者白光二極管作為背光源，效果比較好，圖23.2中共有4路藍色LED作為背光源。

圖23.2 Nokia 5110硬件電路原理圖

驅動程序設計

1. 驅動指令

Nokia 5110 液晶屏通過控制D/C 引腳的電平高、低顯示數據或者發送控制指令。當D/C為低電平時，輸出的是控制指令信息;當D/C為高電平時，輸出的是顯示數據。由於控制指令數目比較少，因此Nokia 5110內部並沒有設置寄存器存儲指令，通過指令的數據格式進行識別，指令集如表23.2所示。不同指令的數據格式明顯不同，總是在傳輸字節的某一位置高電平，如X座標的第7位固定為高電平，Y座標的第6位固定為高電平。

功能設置指令的PD位用來設置液晶工作模式，當PD為1時，芯片處於掉電模式，消耗電流降低到1.5µA;V位用來設置液晶屏尋址方式，當V為1時，啟用垂直尋址方式，當V為0時，啟用水平尋址方式，一般啟用後者;H位用來控制指令集選擇，H為高電平時，使用擴展指令集，H設置為低電平時，使用基本指令集。

顯示設置通過D位和E位的組合進行調整，當D、E設置為0、0時，液晶屏顯示空白，設置為1、0時，對應普通顯示模式，0、1和1、1方式用得比較少。X座標通過組合X6～X0設置，地址範圍為0～83，Y座標通過組合Y2～Y0設置，地址範圍為0～5。

擴展指令集主要用於設置液晶屏的工作參數，可以根據經驗進行設置。溫度控制一般設置為0x06;偏置系統設置為0x13;Vop用於設置液晶屏操作電壓，可通過下式進行計算，其中Vop取值範圍為0～0x7F，即Vlcd設置範圍為3.06～10.68V。

表23.2 Nokia 5110液晶屏的指令集

2. 程序設計

Nokia 5110 液晶屏的驅動程序包括初始化、清屏、顯示字符、顯示漢字、顯示圖形等函數，用戶也可以根據需要開發新的接口程序。首先來看一下Nokia 5110液晶屏的時序圖(見圖23.3)，在CS片選線的低電平有效期間發送數據，圖中用圓圈標註的地方表示上升沿傳輸數據或者指令，傳輸數據高電平在先、低電平在後。串行總線發送多個字節的時序圖，如圖23.4所示。