简介：这套基于STM32单片机的LCD12864显示例程源码，面向嵌入式初学者与开发者，主要解决开机画面绘制与多级菜单交互设计问题。压缩包共157个文件，大小仅2.78MB，以34个.h与33个.c源文件为核心，同时包含.uvproj、.uvopt等Keil工程文件及.hex、.axf等编译产物，便于直接打开工程阅读和重新编译。LCD12864驱动部分覆盖GPIO配置、SPI/I2C接口通信、显示数据传输等关键环节，菜单部分采用多级结构设计，并融入状态机与中断处理逻辑；源码中还附带AD9851相关驱动，可作为外设扩展参考。已有937人学习下载，适合通过实际例程理解液晶控制原理，并在此基础上快速移植或扩展功能。
1. 为什么一个STM32驱动LCD12864的工程还能拆出这么多东西
接手过带屏小仪器的人都有这种经历：给设备加个「开机显示LOGO、按键进入设置」的交互，方案里塞一块串口屏嫌贵，上RGB彩屏又得折腾驱动板和DMA，最后回到LCD12864。这块128×64、内置ST7920控制器的点阵屏，串行时序只要CS、SCLK、SID三根线，3.3V能跑，还带中文字库，小批量成本压得很低。
这个工程跟网上常见的「点亮屏幕」demo不太一样。目录里除了lcd12864.__i，还有menu.__i和ad9851.__i，可以看出整套例程是「DDS信号源 + 多级菜单」的结构：开机画面只是第一步，后面频率设置、波形选择都走同一套菜单框架。想拿来做课程设计，或者把一台旧设备改成按键操作，这套代码是合适的参考底子。
适合谁：刚把F103点亮的入门者可以照着时序把屏刷起来；做过多级菜单的熟手，重点看菜单节点的组织和GDRAM刷图的方式。
2. LCD12864驱动底层：GPIO配置与ST7920串行时序
2.1 接口选型：为什么这颗屏的串行方式不能照搬SPI
LCD12864模块常见的控制器是ST7920，它原生支持并行和串行两种接口。并行8080方式需要DB0~DB7、RS、RW、E至少11根线，占用太多GPIO；串行方式把CS、SCLK、SID三根线拉出来，对STM32F103这种引脚紧张的单片机友好得多。
但要注意，ST7920的串行帧格式不是标准SPI。它每一帧固定是15位：先发5个高电平同步位，再发1个RW位（写为0），接着1个RS位（0命令/1数据），最后8位数据、高位在前。标准SPI是8位或16位一帧，直接拿硬件SPI去发，需要把15位拆拼成两个字节，处理起来很别扭，实际工程里反而很少这么做。
我一般直接用GPIO模拟这15位时序。这样做还有个好处：换到GD32F103、APM32这类兼容芯片时，只需要改RCC和GPIO初始化，时序代码完全不用动。这套例程虽然主体是STM32F103标准外设库写的，但搬运成本很低。
LCD12864模块这边需要确认一个引脚：PSB。它接地（低电平）才进入串行模式，悬空或者接高电平是并行模式。很多板子默认通过跳线或电阻把PSB拉高了，接好线不显示，先查它准没错。
| LCD12864引脚 | 接到STM32 | 方向 | 说明 |
|---|---|---|---|
| CS | PB12 | 输出 | 片选，高电平选中 |
| SCLK | PB13 | 输出 | 同步时钟，上升沿采样 |
| SID | PB14 | 输出 | 串行数据，高位先出 |
| PSB | GND | - | 接地进入串行模式 |
| V0 | 10K电位器中点 | - | 调节对比度 |
2.2 GPIO初始化与底层写字节函数
先看GPIO配置。这里用的是标准外设库，时钟使能、推挽输出、50MHz速率：
void LCD_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); LCD_CS_H(); }GPIO_Mode_Out_PP是推挽输出，驱动能力足够直接带ST7920的串行输入脚。如果你的模块是5V供电的，需要确认它的VIH门槛，部分5V模块用3.3V推挽能驱动，但也有模块需要加电平转换，这里建议先查模块手册，别直接上。
底层写位函数是整个驱动的基础，时序要求是：SID数据先稳定，然后SCLK拉高、再拉低，数据在上升沿被采样：
static void LCD_Delay(void) { volatile uint8_t i = 30; while (i--); } static void LCD_WriteBit(uint8_t bit) { if (bit) LCD_SID_H(); else LCD_SID_L(); LCD_SCLK_H(); // SID 稳定后，时钟上升沿 LCD_Delay(); LCD_SCLK_L(); LCD_Delay(); }这段代码里，LCD_SID_H()这类宏建议直接用寄存器操作，比如GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_14，比函数调用快，也方便在不同工程间复制。LCD_Delay()的空循环次数跟主频有关，STM32F103跑72MHz时30次循环大约在1~2微秒量级，能满足ST7920的时序要求。
有了写位函数，就能组合出写命令/写数据的完整帧：
void LCD_WriteByte(uint8_t isData, uint8_t dat) { uint8_t i; LCD_CS_H(); // 片选拉高，开始一帧 for (i = 0; i < 5; i++) // 5 位同步高电平 LCD_WriteBit(1); LCD_WriteBit(0); // RW = 0，写操作 if (isData) LCD_WriteBit(1); // RS = 1，写数据 else LCD_WriteBit(0); // RS = 0，写命令 for (i = 0; i < 8; i++) // 8 位数据，高位在前 { LCD_WriteBit((dat >> 7) & 0x01); dat <<= 1; } LCD_CS_L(); // 片选拉低，结束一帧 }参数isData用来区分命令和数据：0发命令，1发数据。整个函数不关心这颗屏内部在做什么，它只负责把ST7920认识的串行帧送出去。后面所有显示操作，包括初始化、清屏、画图、写字符，最终都归结为调这个函数。
2.3 初始化序列和DDRAM地址映射
ST7920的初始化序列有一定要求，不能上电直接写显示命令。常见做法是连续写多次0x30做同步，再依次设地址归零、显示开关和清屏：
void LCD_Init(void) { LCD_GPIO_Init(); LCD_DelayMs(50); // 上电等待电源稳定 LCD_WriteByte(0, 0x30); LCD_DelayMs(5); LCD_WriteByte(0, 0x30); LCD_DelayMs(1); LCD_WriteByte(0, 0x30); // 连续三次 0x30，让控制器稳定在 8 位基本指令集 LCD_DelayMs(1); LCD_WriteByte(0, 0x02); // DDRAM 地址归零 LCD_WriteByte(0, 0x06); // 写入后光标右移 LCD_WriteByte(0, 0x0C); // 显示开，光标关，闪烁关 LCD_WriteByte(0, 0x01); // 清屏 LCD_DelayMs(2); }初始化完成后，文本模式可以直接用了。ST7920文本模式下DDRAM地址是分四行的，行首地址不连续，这是最容易踩坑的地方：
| 显示行 | 行首地址 | 一行的汉字数 |
|---|---|---|
| 第1行 | 0x80 | 8个 |
| 第2行 | 0x90 | 8个 |
| 第3行 | 0x88 | 8个 |
| 第4行 | 0x98 | 8个 |
第3行地址是0x88而不是0xA0，因为ST7920内部DDRAM按两块64×16区域组织。写字符时先设地址再连续写，地址会自动递增，写到行尾后会自动跳到下一块，所以每行显示前都要重新设置一次行首地址。
3. 开机画面：字模数据、GDRAM写入与取模方向
3.1 用取模软件生成128×64的图像数组
LCD12864的图形区逻辑分辨率是128×64像素，一屏完整图像在代码里表现为1024字节的数组（128×64÷8）。生成这个数组，我一般用PCtoLCD2002或者字模大师，设置项比较关键，稍微设错，屏幕上出现的就是乱条纹。
| 参数 | 推荐设置 | 说明 |
|---|---|---|
| 图片尺寸 | 128×64 | 正好一屏 |
| 取模方式 | 逐行式（行列式） | 和GDRAM写入顺序对应 |
| 字节顺序 | 高位在前 | 和LCD_WriteByte移位方向一致 |
| 颜色 | 阴码 | 像素点为1，不点亮点为0 |
生成出来的数组长这样：
const uint8_t logo_12864[] = { 0x00, 0x00, 0x00, 0x1F, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x03, 0xFF, 0xFE, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0F, 0x80, 0x0F, 0x80, 0x00, 0x00, // ...... 共 1024 字节 };图片不足128像素宽时，右侧补0x00。这里强调阴码，是因为LCD12864的LED背光像素点亮逻辑是写1点亮，取反后显示效果正好相反。
3.2 GDRAM写入函数：先关显示，再整帧写入
ST7920的图形区叫GDRAM，它和文本区DDRAM是两套独立地址空间。写GDRAM必须切到扩展指令集，也就是先发0x34。这里有个经验：写GDRAM之前最好先把显示关掉，全部写完再开，否则刷屏过程中能看到明显的雪花和撕裂感。
void LCD_DrawBitmap(const uint8_t *data) { uint8_t y, i; LCD_WriteByte(0, 0x34); // 扩展指令集，关显示，进入 GDRAM 访问模式 for (y = 0; y < 32; y++) // GDRAM 垂直地址 0~31 { LCD_WriteByte(0, 0x80 + y); // 设置垂直地址 LCD_WriteByte(0, 0x80); // 水平地址从 0 开始 for (i = 0; i < 16; i++) // 16 次，每次 2 字节，共 32 字节 { LCD_WriteByte(1, *data++); LCD_WriteByte(1, *data++); } } LCD_WriteByte(0, 0x36); // 扩展指令集，开显示 LCD_WriteByte(0, 0x30); // 回到基本指令集，恢复文本操作 }参数data指向1024字节的图像数组。我按逐行式取模来写：每个垂直地址对应屏幕上下两条8像素行，前16字节是上方行，后16字节是下方行。如果你的取模软件输出的是按页排列的数据，把这两段交换即可。
最后那两条命令经常被漏掉。0x36是扩展指令集下的开显示，0x30是切回基本指令集。如果只写0x36不切回，后面调用LCD_ShowString时地址计算全会乱。
3.3 开机流程：从Logo到主菜单
实际开机显示流程，顺序是：清屏、刷Logo、停留、回文本模式、显示版本信息、切到菜单框架：
void ShowWelcome(void) { LCD_WriteByte(0, 0x01); // 清屏 LCD_DrawBitmap(logo_12864); // 全屏刷 Logo LCD_DelayMs(1500); LCD_WriteByte(0, 0x30); // 先切回基本指令集 LCD_WriteByte(0, 0x01); // 再清屏 LCD_ShowString(0, 0, (char*)"欢迎使用信号源"); LCD_ShowString(1, 0, (char*)"V1.0"); LCD_DelayMs(800); }顺序上有个细节：清屏命令0x01在扩展指令集和基本指令集下含义不同，建议先切回0x30再清屏，避免清不干净。多级菜单的入口函数在开机流程最后调用，这样从开机画面到系统设置菜单的过渡是连续的。
4. 多级菜单：结构体数组、按键扫描与状态机
4.1 菜单数据结构：用数组代替链表
多级菜单最常见的实现方式是「结构体数组 + 父子节点索引」。菜单项数量在编译期就是确定的，用链表反而增加动态内存管理负担。STM32F103的RAM本来就紧张，菜单表放Flash更合适。
typedef struct { uint8_t id; // 节点编号 uint8_t parent_id; // 父节点编号，0xFF 表示根 uint8_t item_count; // 子项数量 uint8_t sub_start; // 第一个子项在数组中的下标 uint8_t *title; // 菜单标题（汉字字符串） void (*on_enter)(void); // 进入节点时执行的回调，NULL 表示无 } MenuNode;id和parent_id组成树形关系，item_count和sub_start用来遍历子项。on_enter函数指针是关键设计：选中某个菜单项按下确认键时，直接调用对应的处理函数，比如设置频率、切换波形。
菜单表这样组织：
const MenuNode menu_table[] = { {0, 0xFF, 2, 1, (uint8_t*)"系统设置", NULL}, // 根菜单 {1, 0, 3, 3, (uint8_t*)"频率输出", NULL}, // 根菜单的第 1 个子项 {2, 0, 2, 6, (uint8_t*)"载波电平", NULL}, // 根菜单的第 2 个子项 {3, 1, 0, 0, (uint8_t*)"10MHz", set_freq_10M}, {4, 1, 0, 0, (uint8_t*)"20MHz", set_freq_20M}, {5, 1, 0, 0, (uint8_t*)"50MHz", set_freq_50M}, // 后续节点依次排列 };节点顺序上，把同一个父节点的子项连续存放，sub_start就能直接索引到第一个子项。这种组织方式在调试时特别方便：menu_table[3]一定是menu_table[0]的第3个子项，不需要遍历链表。
4.2 按键扫描与菜单状态机
按键处理我习惯做成独立模块，返回一个事件而不是直接操作菜单，这样按键消抖逻辑和菜单逻辑解耦。四个按键：上翻、下翻、确认、返回。
uint8_t Key_Scan(void) { static uint8_t last_state = 0; uint8_t state = 0; if (KEY_UP_PIN == 0) state |= KEY_UP; if (KEY_DOWN_PIN == 0) state |= KEY_DOWN; if (KEY_ENTER_PIN == 0) state |= KEY_ENTER; if (KEY_BACK_PIN == 0) state |= KEY_BACK; if (state != last_state) { DelayMs(10); // 简单消抖 last_state = state; } return last_state; }状态机处理菜单跳转，这是整个菜单系统的核心：
typedef struct { uint8_t current_node; // 当前所在节点 uint8_t selected_index; // 当前选中项在本层中的序号 } MenuState; void Menu_ProcessEvent(uint8_t key, MenuState *state) { const MenuNode *node = &menu_table[state->current_node]; switch (key) { case KEY_UP: if (state->selected_index == 0) state->selected_index = node->item_count - 1; // 循环回卷 else state->selected_index--; break; case KEY_DOWN: state->selected_index = (state->selected_index + 1) % node->item_count; break; case KEY_ENTER: { MenuNode *child = (MenuNode *)&menu_table[node->sub_start + state->selected_index]; if (child->item_count > 0) { state->current_node = child->id; // 进入子菜单 state->selected_index = 0; } else if (child->on_enter) { child->on_enter(); // 叶子节点，执行功能 } break; } case KEY_BACK: if (node->parent_id != 0xFF) { state->current_node = node->parent_id; // 返回父菜单 state->selected_index = 0; } break; } }selected_index是本层序号，不是全局节点ID，这一点要注意。进入子菜单时selected_index归零，返回父菜单时也归零。循环回卷用的取模运算，上翻和下翻都能在首尾之间绕圈，避免菜单项多时翻到边界卡住。
4.3 菜单渲染：每屏四行与选中项指示
LCD12864文本模式下最多显示4行中文，所以每屏菜单最多放4个子项。绘制菜单时，先清屏，再显示当前节点标题，然后从sub_start开始取子项逐行打印：
void Menu_Draw(const MenuState *state) { uint8_t i; const MenuNode *node = &menu_table[state->current_node]; LCD_WriteByte(0, 0x01); // 清屏 LCD_ShowString(0, 0, node->title); for (i = 0; i < node->item_count && i < 4; i++) { const MenuNode *child = &menu_table[node->sub_start + i]; LCD_ShowString(i + 1, 0, child->title); if (i == state->selected_index) { // 选中行：在行首补一个 16x16 的三角图标字模 // 或者用反显方式，把整行区域填黑后重新写白字 } } }菜单项超过4个时，需要做翻页而不是继续往下打，否则会冲到DDRAM下一行。一般做法是增加一个page_offset偏移量，一次最多显示当前页的4项。选中行指示，最省事的办法是在行首输出一个小三角图标字模，或者利用GDRAM画一个16×16的黑色方块反显整行。注意GDRAM和DDRAM是两个独立图层，反显后重新刷新文本时，GDRAM层不会被清掉，所以要在每次Menu_Draw开头把图形区一起清理。
5. 仿真与真机调试：从波形、PSB电平到字模方向的几个验证点
5.1 先看CS/SCLK/SID波形，再怀疑代码
串行LCD12864不上电没反应，先别急着改驱动。拿示波器或者逻辑分析仪探头接SID和SCLK，按一下复位键，抓初始化那段波形。正常应该看到CS拉高后，SCLK上先出现5个高电平，然后RW位、RS位，再跟着8位数据。如果SCLK没有上升沿，检查GPIO时钟是否使能；如果SID一直为低，检查是不是把命令和数据参数传反了。
没有示波器时，可以写一个测试循环，把PB12、PB13、PB14同时翻转，用万用表测引脚电平变化，能确认GPIO模式是不是推挽输出。
5.2 PSB引脚和对比度电平是两大隐形开关
串行模式必须把模块的PSB引脚接地。某些模块PSB引脚默认通过跳线帽接VCC，不拆跳线帽，发再多命令屏幕也不亮。另外V0引脚要接一个10K电位器到GND，调出合适的对比度电压，ST7920的显示电压典型值在3~5V之间，太高会全黑，太低会全白。
5.3 用0xAA和0x55图案验证字模方向
刷开机位图出现乱条纹，优先怀疑取模设置，而不是驱动逻辑。写一个测试图像填进GDRAM，用最直观的方法判断字节顺序：
uint8_t test_pattern[1024]; memset(test_pattern, 0xAA, sizeof(test_pattern)); // 每字节 10101010 LCD_DrawBitmap(test_pattern);0xAA每字节是10101010，正常显示应该是横向棋盘格。如果看到的是竖条纹，说明字节内的位序反了，取模软件里把「高位在前」改成「低位在前」。如果看到的是斜向条纹，说明逐行式和逐列式选错了。这个测试图案比对着资料猜快得多。
最后说一个提升体验的技巧：开机Logo刷新时，整个GDRAM写入过程都处于0x34关显示状态，全部1024字节写完后再用0x36开显示，这样用户看到的是完整画面一次出现，而不是从上往下逐行刷出来。同理，菜单切换时先清GDRAM、再写新内容、最后开显示，视觉上就不会有残影和撕裂。
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