简介：STC单片机搭配ST7567显示屏的SPI通信示例，面向使用STC15W系列等51内核单片机的学习者与开发者，解决点阵LCD驱动、SPI时序配置和显示控制等常见问题。资源共22个文件，压缩包约35KB，含3个C源文件、5个头文件，以及Hex固件、Keil工程配置和调试列表文件，目录紧凑、结构清晰，便于直接导入编译与烧录验证。已有1514人学习下载，适合入门参考和项目复用。读者可从中获取完整SPI通信初始化流程、ST7567指令写入与显示数据发送示例，掌握清屏、定位光标、显示开关等基础控制方法，同时可参考工程中的引脚连接与程序组织方式，快速迁移到实际项目中。对于需要快速点亮ST7567屏或排查显示异常的开发者，既能获得直接可用的代码框架，也能得到调试提示。
1. STC单片机+ST7567显示屏的SPI通信：先点亮，再提速
STM32 生态里 12864 屏的例子一抓一大把，8051 系用 ST7567 的完整工程却经常找到一半就断在初始化序列上。STC15 和 STC8 都内置硬件 SPI，但很多人宁可一边翻 datasheet 一边用软件模拟，原因不外乎三个：ST7567 没有字库，画图要自建帧缓冲；它的显存按页寻址，和平时按行存点阵的习惯不一样；SPI 模式到底是 Mode 0 还是 Mode 3，不同模块还不太一致。这里给出的做法是先把页寻址和显存映射讲透，再给一套硬件 SPI 的寄存器配置和驱动代码，最后把你很可能遇上的白屏、花屏、镜像问题按现象定位。
2. ST7567驱动原理与STC硬件SPI寄存器配置
2.1 ST7567是什么：与ST7920、SSD1306的关键区别
ST7567 是一款 LCD 驱动控制器，典型的玻璃分辨率是 132×65，多数模块厂商把它裁成 128×64 使用。它内部没有字符发生器，也没有完整帧缓冲，只有一页一页的显示 RAM 和配套的地址计数器，MCU 通过 SPI 或并口把像素写进去，再靠内部的偏压电路去刷新玻璃。
ST7920 的普及度高是因为内置了常用汉字库，但它的绘图模式写一个字节要处理命令/数据交替，速度上不去。ST7567 没有字库，反而让“往显存里写什么就显示什么”这件事变得直接。SSD1306 用在 OLED 上，功耗和对比度逻辑不一样，初始化里没有电荷泵和偏压比的概念。ST7567 的驱动方式更像老款的 KS0108，但没有左右半屏区分，也不需要读忙标志，只要按页地址写入即可。
选 SPI 而不选并口，除了省引脚，还有两个实际因素：STC15/STC8 的硬件 SPI 可以做到主频的 1/4，24MHz 主频下约 6MHz，一个字节传输不到 2μs；而软件模拟在 1T 的 STC8 上要做到稳定至少需要 8 次 IO 翻转，加上边界判断往往要 10μs 以上。并口要多占 8 根数据线，在 STC8 的小封装上确实不现实。
2.2 STC硬件SPI的引脚映射、SPCTL配置与发送函数
以 STC15W4K32S4 为例，SPI 默认映射在 P1.2（SCLK）、P1.3（MOSI）、P1.4（MISO）、P1.5（SS），通过 P_SW1 的 SPI_S 位可以整组切到 P2.2~P2.5。STC8 系列的大部分型号同样默认放在 P1，部分型号可切到 P5.4~P5.7。ST7567 只需要 SCLK 和 MOSI，MISO 可以不接，但硬件 SPI 模块仍要求这两个引脚配置为推挽输出，否则边沿变缓会导致采样错误。
| 信号 | STC15W4K32S4 | STC8 常见引脚 | ST7567 端 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| SCLK | P1.2 或 P2.2 | P1.2 或 P5.4 | SCL | SPI 时钟输出 |
| MOSI | P1.3 或 P2.3 | P1.3 或 P5.5 | SDA | 主机发送 |
| MISO | P1.4 或 P2.4 | P1.4 或 P5.6 | 不接 | 只写不读 |
| CS | 任意 IO | 任意 IO | CS | 低电平有效 |
| A0 | 任意 IO | 任意 IO | A0 | 1=数据，0=命令 |
SPCTL 的配置要抓住四个位：SSIG 置 1 后不使用硬件 SS 引脚，CS 完全由普通 IO 控制，这对驱动 ST7567 是必须的，因为如果 SSIG=0，一旦 SS 引脚被拉低，SPI 会自动从主机切到从机；SPEN 是 SPI 总开关；MSTR 决定主机模式；CPOL 和 CPHA 决定采样沿。ST7567 数据手册里 SPI 写操作采用上升沿采样，对应 Mode 0（CPOL=0，CPHA=0），也就是 SCL 空闲为低、数据在上升沿被锁存。
// STC15/STC8 硬件 SPI 初始化，用于 ST7567 void ST7567_SPI_Init(void) { SPCTL = 0xD0; // SSIG=1, SPEN=1, DORD=0(MSB先), MSTR=1, // CPOL=0, CPHA=0, SPR=00 -> SCLK=fosc/4 SPSTAT = 0xC0; // 写1清 SPIF、WCOL 标志 } // 查询方式发送一字节 void ST7567_SPI_Write(unsigned char dat) { SPSTAT = 0x80; // 清 SPIF SPDAT = dat; // 写入 SPDAT 即启动移位发送 while ((SPSTAT & 0x80) == 0) { } }SPDAT 是发送/接收共用的数据寄存器，写入后硬件自动把 8 个 bit 按 SCLK 移出。对这个应用，读回的内容没有意义，只需要等 SPIF 置位。STC 的 SPIF 标志比较特殊，清零方式是“写 1”，所以每次发送前先SPSTAT = 0x80不会影响 WCOL。查询等待不会死锁，因为 SPI 时钟是主机自己产生的；真正要小心的是开启中断后 SPIF 的竞争，第 5 章会单独说。
2.3 软件SPI通信代码：引脚被占用时的兜底方案
有些应用里 P1.2/P1.3 已被 ADC 或 PWM 占用，STC8 虽然能切换 SPI 引脚组，但切换后可能影响其他外设。这时候用软件 SPI 驱动 ST7567 完全可行，尤其刷新不频繁的静态界面。软件实现要包含intrins.h以使用_nop_()。
// 软件 SPI，Mode 0：SCL 空闲低，上升沿采样 // SCL_PIN、SDA_PIN 在头文件中定义为 sbit void SW_SPI_Write(unsigned char dat) { unsigned char i; for (i = 0; i < 8; i++) { SCL_PIN = 0; if (dat & 0x80) { SDA_PIN = 1; } else { SDA_PIN = 0; } _nop_(); // 数据建立时间，短杜邦线下 1~2 个 NOP 足够 SCL_PIN = 1; _nop_(); // 保持时间，让 LCM 在上升沿采样 dat <<= 1; } SCL_PIN = 0; }每个 bit 的操作顺序是：先拉低 SCL，再改 SDA，最后拉高 SCL。这个顺序不能反过来，因为如果 SDA 在 SCL 为高时变化，ST7567 会把它当作非法边沿，造成显示错乱。NOP 数量与主频强相关：STC8 在 24MHz 1T 模式下，1 个 NOP 只有约 42ns，对多数模块不够稳，建议至少 2 个；如果是 12MHz 的 STC89 系列，普通 IO 翻转本身够慢，不加 NOP 也可以。选硬件还是软件，我的习惯是工程刚起步先软件点亮，确认屏和玻璃方向没问题后，再切到硬件 SPI 提速度，这样硬件配置出错时不会和屏本身的问题混在一起。
3. ST7567初始化序列与页寻址显存映射：从指令到首帧画面
3.1 初始化指令表与参数说明
ST7567 初始化没有标准答案，不同厂商的模块对偏压比和对比度预设值差异很大，但命令集合是一致的。下面这版序列兼容 UC1701，很多 ST7567 模块的 datasheet 直接复用。
| 步骤 | 命令 | 参数/值 | 作用 |
|---|---|---|---|
| 软复位 | 0xE2 | 无 | 复位内部状态和地址计数器 |
| 电源控制 | 0x2F | 无 | 打开内部升压、稳压、跟随器 |
| 偏压比 | 0xA2 | 无 | 1/9 bias，多数 12864 玻璃适用 |
| ADC 选择 | 0xA1 | 无 | 列扫描方向，玻璃走线决定 |
| SHL 选择 | 0xC8 | 无 | COM 扫描方向，玻璃走线决定 |
| 稳压比 | 0x26 | 无 | 内部电阻率，粗调对比度 |
| 电子音量 | 0x81 | 0x18~0x25 | 细调对比度 |
| 显示开 | 0xAF | 无 | 打开显示 |
void ST7567_Init(void) { ST7567_SPI_Init(); CS_PIN = 0; // 片选有效，整段初始化保持低 A0_PIN = 0; // 进入命令模式 ST7567_WriteCmd(0xE2); // 软复位 delay_10ms(1); ST7567_WriteCmd(0x2F); // 电源：booster+regulator+follower 全开 delay_10ms(2); // 等升压稳定 ST7567_WriteCmd(0xA2); // 1/9 bias ST7567_WriteCmd(0xA1); // ADC 反向，多数模块列扫描从左到右 ST7567_WriteCmd(0xC8); // COM 反向 ST7567_WriteCmd(0x26); // 内部电阻率，按模块推荐值取中档 ST7567_WriteCmd(0x81); // 电子音量（细调对比度） ST7567_WriteCmd(0x20); // 初始给中间值，后续按实屏校正 ST7567_WriteCmd(0xAF); // 显示开 }需要说明的是，0xA0/0xA1、0xC0/0xC8 这两组的方向没有绝对的对错，完全看模块玻璃的 FPC 走线。很多模块厂商会在同一块 PCBA 上用不同批次的玻璃，同一型号两个批次可能一个要 0xA1/0xC8，另一个要 0xA0/0xC0。所以初始化里一定要把这两个命令单独拉出来做成宏，方便排线时切换。命令和数据函数也要写成独立接口：
void ST7567_WriteCmd(unsigned char cmd) { A0_PIN = 0; // 命令模式 ST7567_SPI_Write(cmd); } void ST7567_WriteData(unsigned char dat) { A0_PIN = 1; // 数据模式 ST7567_SPI_Write(dat); }A0 与数据时序的关系是：ST7567 在 SPI 字节的第一个上升沿采样 A0，所以写入 SPDAT 之前必须完成 A0 切换。初始化里的命令函数每次都把 A0 拉低，进入连续数据区后再切为高，直到这轮写结束。
3.2 页地址与列地址：ST7567显存坐标怎么映射
ST7567 的显示 RAM 按页组织，一页对应 8 行像素。以 128×64 屏幕来说，就是 8 页 × 132 列，其中 128 列可见。垂直方向，页 0 覆盖行 0~7，页 1 覆盖行 8~15，依此类推。要往指定位置写像素，先发 0xB0+页号，再发列地址高 4 位和低 4 位，然后连续写数据。列地址会在写完一个字节后自动加 1。
void ST7567_SetCursor(unsigned char page, unsigned char col) { ST7567_WriteCmd(0xB0 | (page & 0x0F)); // 页号 0~8 ST7567_WriteCmd(0x10 | ((col >> 4) & 0x0F)); // 列地址高 4 位 ST7567_WriteCmd(0x00 | (col & 0x0F)); // 列地址低 4 位 }参数含义：0xB0 是页指令基地址，0x10 是列高位基地址，0x00 是列低位基地址。如果 col=0x53，则实际发送 0x15、0x03。虽然 132 列用 8 位地址足够，但指令格式仍分两段拼接，这个写法在 UC1701、ST7565、ST7567 上通用。
3.3 8页还是9页：65行玻璃的边界处理
ST7567 的物理分辨率是 132×65，65 行意味着完整显存有 9 页，而 12864 模块只使用前 8 页。不要把第 9 页写在 0xB8 上让它参与刷新，否则某些玻璃会出现一行残影或滚动错位。如果要做平滑滚动，用显示起始行指令 0x40~0x7F，它改的是 LCD 驱动从哪一行开始取数，不改显存内容，滚动代价很低。
注意：列地址计数器在到达 131 之后回绕到隐藏列，不是自动换页。所以在循环里连续写完 128 列后，必须重新调用 ST7567_SetCursor，否则下一行会从错误列开始。
调试时还可以使用 0xA5 命令做全亮测试。0xA5 会忽略显存内容强制全亮，不改变显存数据，退出测试用 0xA4。先用这条命令确认排线和玻璃没问题，再往下调显存写入，能省很多排查时间。
4. 帧缓冲与字模：在STC上实现可复用的绘图库
4.1 为什么要在单片机侧维护128×8的帧缓冲
ST7567 支持读回显存，但那要接 MISO，而且 STC 硬件 SPI 在半双工读模式下需要额外控制 MOSI 方向，时序很麻烦。更常见也更稳的做法是在 STC 内部 RAM 里维护一份 128×8 的帧缓冲，所有绘图操作先改缓冲，需要显示时整体刷到 LCD。
// 帧缓冲：8 页 × 128 列，共 1024 字节 // Keil C51 用 xdata，若用 SDCC 写作 __xdata xdata unsigned char frame_buffer[8][128]; void draw_pixel(unsigned char x, unsigned char y, bit color) { unsigned char page, mask; if (x > 127 || y > 63) return; // 边界裁剪 page = y >> 3; // 行号除以 8 得到页 mask = 1 << (y & 7); // 页内位偏移，bit0 是页首行 if (color) { frame_buffer[page][x] |= mask; } else { frame_buffer[page][x] &= ~mask; } }注意 Keil C51 里数组超过 256 字节必须放 xdata，STC15 的 edata 只有 256 字节，去掉堆栈和寄存器组余量不到 200 字节，所以帧缓冲只能进 xdata。STC8 的 XRAM 更大，1KB 宽裕。全屏刷新的开销在 6MHz SPI 下约 1.4ms，加上页地址切换指令和函数调用不到 2ms，对仪表类应用足够了。
void flush_all(void) { unsigned char page, col; for (page = 0; page < 8; page++) { ST7567_SetCursor(page, 0); A0_PIN = 1; // 数据模式 for (col = 0; col < 128; col++) { ST7567_SPI_Write(frame_buffer[page][col]); } } }4.2 按页刷新与脏页标记：增量调优
如果只改了一页的内容，全屏重发就浪费了 7/8 的 SPI 带宽。简单做法是维护一个脏页标志，每次画点后标记所在页，刷新时只重发脏页。
void flush_page(unsigned char page) { if (page >= 8) return; ST7567_SetCursor(page, 0); A0_PIN = 1; for (unsigned char col = 0; col < 128; col++) { ST7567_SPI_Write(frame_buffer[page][col]); } } unsigned char dirty_pages; // bit0~bit7 对应 8 页 void flush_dirty(void) { unsigned char page = 0; while (dirty_pages) { if (dirty_pages & 1) { flush_page(page); dirty_pages &= ~1; } dirty_pages >>= 1; page++; } }按页刷新要理解一个底层限制：页里一个字节包含垂直 8 个像素，画任意一个点都会导致该字节所在的整列被重写，所以脏页的粒度是整页 128 字节，不是像素。这也是为什么闪烁优化要先从脏页做起，而不是从“只更新变化点”做起。
4.3 字模方向：为什么8×8、16×16字库要先做转换
ST7567 的每字节纵向排列，而大多数汉字取模工具默认横向排列。直接横向字模按字节刷进纵向显存，字符会侧躺。建议在取模工具里直接选择“列行式、低位在前”，让字模存储顺序与显存一致，否则需要转置。
| 取模方式 | 字节排列方向 | 写入 ST7567 前 |
|---|---|---|
| 列行式（纵向） | 每字节是一列的 8 个点 | 可直接写入 |
| 横向逐行 | 每字节是一行的 8 个点 | 需要旋转后拆分到页 |
跨页画 8×8 ASCII 的通用版代码如下，它允许 y 落在任意行而不是只能从页首开始：
void draw_char(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch) { unsigned char i, page, offset; page = y >> 3; offset = y & 7; // ascii_0808 是纵向 8x8 字模，每字符 8 字节 for (i = 0; i < 8; i++) { frame_buffer[page][x + i] |= ascii_0808[ch - 0x20][i] << offset; if (page + 1 < 8) { frame_buffer[page + 1][x + i] |= ascii_0808[ch - 0x20][i] >> (8 - offset); } } }逻辑说明：当 y 落在页中间时，一列像素要拆到两页。低位部分<< offset留在本页，高位溢出部分>> (8-offset)放到下一页。如果 offset=0，第二个表达式右移 8 位的结果是 0，不影响下一页。16×16 中文字模的转换类似，区别是行序字模 HZK16 要先从每一列收集 16 个点，再拆成上下两个页字节。做 GUI 时，最省事的组合就是纵向字模 + 帧缓冲：文字和图形都先画到缓冲，界面结束后一次 Flush。
5. SPI通信疑难排错：白屏、花屏、镜像的四个定位入口
5.1 白屏优先查电源、复位和升压
白屏是最容易被冤枉成“SPI 没写对”的现象，实际按这个顺序查：
- 量 VCC 与 GND 之间的电压。模块逻辑电压范围一般是 2.7~5.5V，低于 2.7V 时控制器不工作。
- RST 引脚上电后必须被拉高。如果 RC 复位电容太大，会出现上电后几秒无显示。
- 初始化里有没有发 0x2F。ST7567 的电荷泵必须由软件打开，只发显示开 0xAF 不会亮。
- 对比度 0x81 后的参数不能太低，低于 0x10 时就算显示开了也几乎看不见。
void st7567_hard_reset(void) { RST_PIN = 0; delay_10ms(1); RST_PIN = 1; delay_10ms(5); }这个硬复位放在初始化最前面，比只发 0xE2 软复位更可靠。注意如果用的是模块自带的 RC 复位，RST 引脚悬空即可，但上电瞬间要保证 VDD 爬升曲线没有反复，否则偶尔会出现需要重新上电才能点亮的情况。
5.2 花屏大概率是SPI采样沿与时钟极性不匹配
我见过不少花屏是 CPHA 设置反了。ST7567 官方手册支持 Mode 0 和 Mode 3，绝大多数模块按 Mode 0 布线，但也有模块因为 SCL 线上接了 RC 滤波，实际要 Mode 3 才稳定。分辨方法是看空闲 SCL 电平：空闲低是 Mode 0，空闲高是 Mode 3。软件上最省事的做法是准备两个宏：
#define SPI_MODE0 0xD0 // SSIG=1 SPEN=1 MSTR=1 CPOL=0 CPHA=0 #define SPI_MODE3 0xD8 // SSIG=1 SPEN=1 MSTR=1 CPOL=1 CPHA=1先按 Mode 0 初始化，显示花屏或错位时改成 Mode 3 重新下载。另一种“花”是垂直方向上一条条噪点，多半是 SCL 太快、杜邦线太长。线长超过 20cm 时把 SPI 时钟降到 fosc/16，也就是 SPR=10。ST7567 本身能跑几 MHz，瓶颈往往是飞线和面包板寄生电容，不是驱动 IC。
5.3 镜像与上下颠倒：ADC/SHL的方向组合
ST7567 的列方向由 ADC 指令控制，行方向由 SHL 指令控制，两两组合出四种扫描方向。
| 现象 | ADC 命令 | SHL 命令 |
|---|---|---|
| 文字左右镜像 | 0xA0 与 0xA1 互换 | 不变 |
| 文字上下颠倒 | 不变 | 0xC0 与 0xC8 互换 |
| 上下颠倒且左右镜像 | 0xA0/0xA1 互换 | 0xC0/0xC8 互换 |
调试时用四个组合依次试，每次初始化后显示一个带数字的图形，比如左上角画一个 5×5 的 L 形边框，看到 L 的开口朝向正确就停下。注意改方向后必须重新走完整初始化或至少重发页地址，单纯补发命令可能被地址计数器掩盖。
5.4 SPIF标志被中断干扰：发送函数的临界区保护
如果开了全局中断且 SPI 中断使能，SPIF 置位会进入中断服务程序。中断里无论是否清了这位，外层 while 也可能错过置位，特别是中断来得早一步，刚准备发送时被打断。STC 官方例程一般不建议 SPI 用中断，除非做了缓冲队列。
void SPI_WriteByte_Atomic(unsigned char dat) { EA = 0; // 关总中断 SPSTAT = 0x80; SPDAT = dat; while (!(SPSTAT & 0x80)) { } EA = 1; // 发送完成立即恢复 }这个函数发送期间关中断，最长时间约 2μs，对定时器中断的累积误差影响可以接受。如果系统里有必须严格定时器的中断，比如红外解码，那就把 SPI 放到主循环里做，不要在中断服务函数里直接调用发送函数，否则容易出现 SPIF 等待死循环。
6. 把ST7567驱动封装成库：验证技巧与最小工程骨架
6.1 把引脚与SPI传输层分离的接口设计
做 C51 的 SPI 通信库文件时，最常见的问题是一上来就把所有函数写成全局可调，结果换一块屏要改 10 个文件。建议拆三层：HAL 层只负责引脚和寄存器，驱动层只负责 ST7567 指令，应用层只面对帧缓冲。
// st7567.h 建议的最小接口 void ST7567_Init(void); void ST7567_Cmd(unsigned char cmd); void ST7567_Data(unsigned char dat); void ST7567_SetCursor(unsigned char page, unsigned char col); void ST7567_FlushAll(void); void ST7567_DrawPixel(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char color);分离之后，换引脚只改 HAL 文件，换驱动芯片只重写 ST7567 层，应用层永远不直接调 SPI 发送函数。这样调试时也能快速分清是硬件接线问题还是驱动逻辑问题。STC15 和 STC8 的寄存器基本兼容，这套库在两个系列间移植时通常只需要改头文件里的 sbit 定义和 SPI 初始化里的时钟分频。
6.2 一张图验证链路是否通
初始化后先清屏，再画一个 127×63 的边框，对角线各画一条线，然后显示一行“ST7567 OK”的 8×8 字符。这个自检能同时暴露 SPI 时钟极性、页地址顺序、字模方向和显示范围四类问题。确认无异常后，再测一次全亮 0xA5 和全灭 0xA4，确认对比度电位器或电子音量参数在有效区间内。
帧率验证可以直接在定时器中断里累计 Flush 次数，1 秒后读出来。对 12864 静息显示来说，10fps 已经够用；如果做简易动画，优先优化脏页刷新，把不变页跳过。后续接 GUI 库时，只要保证 ST7567_SetCursor 之后按页连续写数据，画线和反色这类效果都能直接在 frame_buffer 上做，不再需要关心 SPI 时序。
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