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
图23.3 串行总线传送1个字节图23.4 串行总线传送多个字节这里以STC89C51 单片机为例，介绍Nokia 5110 液晶屏的驱动过程，如果采用AVR 或STM32 等自带 SPI 接口的单片机，可以通过 SPI 串行接口直接与 Nokia 5110 液晶屏通信
STC89C51单片机没有SPI接口，通过I/O口进行模拟也很方便
鉴于篇幅关系，函数不再一一介绍，有需要的读者可以从qq群657864614上下载源代码
应用案例由于Nokia 5110液晶屏本身不含有字库，因此实际应用过程中，需要用户自己做字库、图形文件，存储在嵌入式处理器或者外部的存储器中
如果显示字符信息，字模大小一般设置为6像素×8像素，则每行可以显示14个字符，显示6行，一共84个字符
这里向大家介绍一款不错的字模软件——3310液晶显示屏汉字提取程序，其界面如图23.5所示，该软件可以很方便地制作出12像素×12像素与16像素×16像素大小的汉字字库
如果用户需要制作其他格式的字库，可以使用Zimo21软件，该软件功能强大，除了制作字库，还可以生成图片的HEX代码
通过STC89C51单片机运行如下主程序，即可显示汉字和图形，如图23.6和图23.7所示
用户可以参照本文，很方便地将Nokia 5110液晶屏应用到自己的产品设计中
main(void){LCD_init();//初始化液晶LCD_clear();//清屏while(1){LCD_write_english_string(0,0,\" Nokia5110 LCD \");//显示字符LCD_write_chinese_string(15,2,12,4,0,2);//显示汉字LCD_write_chinese_string(1,4,12,6,4,2);//显示汉字//LCD_draw_bmp_pixel (0,0,picture1,40,40);//显示图形1//LCD_draw_bmp_pixel (42,0,picture2,40,40);//显示图形2}}图23.5 3310液晶显示屏汉字提取程序图23.6 Nokia 5110液晶屏显示汉字图23.7 Nokia 5110液晶屏显示图形