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基于STM32F429 的 FreeRTOS 环境下 LCD1602驱动实现

2023-05-16

本文是基于STM32F429在FreeRTOS下的HAL库开发，并验证在多任务不同优先级情况下运行情况。

LCD1602介绍：

 

 是一个只能显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。一行可以显示16个字符，可以显示两行，所以叫做1602。

 引脚定义：

 

数据和命令发送时序：

cubeMx引脚

引脚定义
LCD1602_D1PB15
LCD1602_D2PA2
LCD1602_D3PA3
LCD1602_D4PA4
LCD1602_D5PA5
LCD1602_D6PA6
LCD1602_D7PA7
LCD1602_D8PA8
LCD1602_RSPB12
LCD1602_RWPB13
LCD1602_ENPB14

创建三个任务，其中任务“Task_100HZ”实现LCD的显示，Task_200HZ 实现数据采集和计算工作，Task_5HZ 显示Task_200HZ 任务计算的结果

  /* definition and creation of Task_200HZ */
  osThreadDef(Task_200HZ, StartTask_200, osPriorityNormal, 0, 128);
  Task_200HZHandle = osThreadCreate(osThread(Task_200HZ), NULL);

  /* definition and creation of Task_100HZ */
  osThreadDef(Task_100HZ, StartTask_100HZ, osPriorityHigh, 0, 128);
  Task_100HZHandle = osThreadCreate(osThread(Task_100HZ), NULL);

  /* definition and creation of Task_5HZ */
  osThreadDef(Task_5HZ, StartTask_5HZ, osPriorityIdle, 0, 128);
  Task_5HZHandle = osThreadCreate(osThread(Task_5HZ), NULL);

 LCD1602.C  代码实现

 /******************************************************************************
  * 函数名称:void GPIO_Configuration()                           *
  * 函数功能:LCD1602引脚初始化                                                        *
  * 输入参数:无                                                   *
  * 返回值  :无                                                                *
  * 其他说明:                                                                    *
  ******************************************************************************/
 /*******************根据自己的硬件引脚做修改*****************************************/
 void GPIO_Configuration()
 {

     *   *
 }
 /******************************************************************************
  * 函数名称:void LCD1602_Init()                         *
  * 函数功能:LCD1602初始化                                                      *
  * 输入参数:无                                                   *
  * 返回值  :无                                                                *
  * 其他说明:                                                                    *
  ******************************************************************************/
 void LCD1602_Init()
 {
     GPIO_Configuration();           //初始化引脚
 
     LCD1602_Write_Cmd( 0x38 );      //显示模式设置
     delay_ms( 5 );
     LCD1602_Write_Cmd( 0x0c );      //显示开及光标设置
     delay_ms( 5 );
     LCD1602_Write_Cmd( 0x06 );      //显示光标移动位置
     delay_ms( 5 );
     LCD1602_Write_Cmd( 0x01 );      //显示清屏
     delay_ms( 5 );  
 }
 void DATAOUT( cmd ){
     HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D1_GPIO_Port, LCD1602_D1_Pin, ((cmd>>0)&0x01));
         HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D2_GPIO_Port, LCD1602_D2_Pin, ((cmd>>1)&0x01));
         HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D3_GPIO_Port, LCD1602_D3_Pin, ((cmd>>2)&0x01));
         HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D4_GPIO_Port, LCD1602_D4_Pin, ((cmd>>3)&0x01));
         HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D5_GPIO_Port, LCD1602_D5_Pin, ((cmd>>4)&0x01));
         HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D6_GPIO_Port, LCD1602_D6_Pin, ((cmd>>5)&0x01));
         HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D7_GPIO_Port, LCD1602_D7_Pin, ((cmd>>6)&0x01));
       HAL_GPIO_WritePin( LCD1602_D8_GPIO_Port, LCD1602_D8_Pin, ((cmd>>7)&0x01));
 }
 
 /******************************************************************************
  * 函数名称:void LCD1602_Write_Cmd(u8 cmd)                          *
  * 函数功能:写命令函数                                                           *
  * 输入参数:    cmd 命令                                                      *
  * 返回值  :无                                                                *
  * 其他说明:                                                                    *
  ******************************************************************************/
 void LCD1602_Write_Cmd( u8 cmd )
 {
     LCD_RS_Clr();
     LCD_RW_Clr();
       DATAOUT( cmd );
       delay_us( 500 );//这个延迟时间是实际调试结果，太短会造成显示不全的问题
     LCD_EN_Set();   
     delay_us( 500 );
     LCD_EN_Clr();
 }
 
 /******************************************************************************
  * 函数名称:void LCD1602_Write_Dat(u8 date)                         *
  * 函数功能:写数据函数                                                           *
  * 输入参数:    date 数据                                                     *
  * 返回值  :无                                                                *
  * 其他说明:                                                                    *
  ******************************************************************************/
 void LCD1602_Write_Dat( u8 data )
 {
     LCD_RS_Set();
     LCD_RW_Clr();
       DATAOUT( data );
     delay_us( 500 );
     LCD_EN_Set();
     delay_us( 500 );
     LCD_EN_Clr();
 }
 
 /******************************************************************************
  * 函数名称:void LCD1602_ClearScreen()                          *
  * 函数功能:1602清屏函数                                                            *
  * 输入参数:无                                                       *
  * 返回值  :无                                                                *
  * 其他说明:                                                                    *
  ******************************************************************************/
 void LCD1602_ClearScreen()
 {
     LCD1602_Write_Cmd( 0x01 );
 }
 
 /******************************************************************************
  * 函数名称:void LCD1602_Set_Cursor(u8 x, u8 y)                         *
  * 函数功能:设置1602位置函数                                                    *
  * 输入参数:x 横坐标 y 纵坐标                                                     *
  * 返回值  :无                                                                *
  * 其他说明:                                                                    *
  ******************************************************************************/
 void LCD1602_Set_Cursor( u8 x, u8 y )
 {
     u8 addr;
 
     if ( y == 0 )
         addr = 0x00 + x;
     else
         addr = 0x40 + x;
     LCD1602_Write_Cmd( addr | 0x80 );
 }
 
 /******************************************************************************
  * 函数名称:void LCD1602_Show_Str( u8 x, u8 y, u8 *str )                            *
  * 函数功能:指定位置显示字符串函数                                                   *
  * 输入参数:x 横坐标 y 纵坐标     *str 字符串                                  *
  * 返回值  :   无                                                             *
  * 其他说明:                                                                    *
  ******************************************************************************/
 void LCD1602_Show_Str( u8 x, u8 y, u8 *str )
 {
     LCD1602_Set_Cursor( x, y );
     while ( *str != '\0' )
     {
         LCD1602_Write_Dat( *str++ );
     }
 }

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask_100HZ */
void delay(u16 z)
{
    u16 x,y;
    for(x=z;x>0;x--)
        for(y=114;y>0;y--);
}
/**
* @brief Task_100HZ 任务 驱动 LCD1602
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask_100HZ */

void StartTask_100HZ(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_100HZ */
    LCD1602_Init();
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
        
        LCD1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
        delay(10);
      LCD1602_Show_Str(0,0,"I want to bring");
        LCD1602_Show_Str(0,1,"out the secret");
        
        delay_ms(1500);
       LCD1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
        delay(10);
        
    LCD1602_Show_Str(0,0,"of nature and");
        LCD1602_Show_Str(0,1,"apply them for");
        
        delay_ms(1500);
       LCD1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
        delay(10);
        
    LCD1602_Show_Str(0,0,"the happiness of");
        LCD1602_Show_Str(0,1,"man.I don't know");
        
        delay_ms(1500);
       LCD1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
        delay(10);        
        
      LCD1602_Show_Str(0,0,"of any better s-");
        LCD1602_Show_Str(0,1,"-ervice to offer");
        
        delay_ms(1500);
       LCD1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
        delay(10);    
        
      LCD1602_Show_Str(0,0,"for the short t-");
        LCD1602_Show_Str(0,1,"-ime we are in");
        
        delay_ms(1500);
       LCD1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
        delay(10);            

      LCD1602_Show_Str(0,0,"the world.");
        LCD1602_Show_Str(0,1,"---Thomas Edison");
        
        delay_ms(1500);
;                    
        
        printf("LCD1206 test\r\n");

    osDelay(500);
  }
  /* USER CODE END StartTask_100HZ */
}

实验现象：

       以上在 StartTask_100HZ 任务 优先级最高的情况下，由于StartTask_100HZ 的运行时间占用资源好几秒 只有在程序运行到最后  osDelay(500) 之后才进入堵塞状态，释放资源，导致 其他任务不能得到及时的运行。

总结：

在FreeRTOS 中为了避免影响其他任务的实时运行，程序运行时间长的任务尽量降低优先级。 

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