OLED顯示-並口方式:


使用原子模塊,以及驅動:http://openedv.com/posts/list/0/11969.htm#74038

我們使用的是ALINETEK的OLED顯示模塊,該模塊有以下特點:

1)模塊有單色和雙色兩種可選,單色為純藍色,而雙色則為黃藍雙色。

2)尺寸小,顯示尺寸為0.96寸,而模塊的尺寸僅為27mm*26mm大小。

3)高分辨率,該模塊的分辨率為128*64。

4)多種接口方式,該模塊提供了總共5種接口包括:6800、8080兩種並行接口方式、3線或4線的穿行SPI接口方式,、IIC接口方式(只需要2根線就可以控制OLED了!)。

5)不需要高壓,直接接3.3V就可以工作了。

這里要提醒大家的是,該模塊不和5.0V接口兼容,所以請大家在使用的時候一定要小心,別直接接到5V的系統上去,否則可能燒壞模塊。以上5種模式通過模塊的BS0~2設置,BS0~2的設置與模塊接口模式的關系如表17.1.1所示:

 

                       表17.1.1 OLED模塊接口方式設置表

 

表17.1.1中:“1”代表接VCC,而“0”代表接GND。

該模塊的外觀圖如圖17.1.1所示:

 

 

圖17.1.1 ALIENTEK OLED模塊外觀圖

ALIENTEK OLED模塊默認設置的是BS0接GND,BS1和BS2接VCC ,即使用8080並口方式,如果你想要設置為其他模式,則需要在OLED的背面,用烙鐵修改BS0~2的設置。

 

模塊采用8*2的2.54排針與外部連接,總共有16個管腳,在16條線中,我們只用了15條,有一個是懸空的。15條線中,電源和地線占了2條,還剩下13條信號線。在不同模式下,我們需要的信號線數量是不同的,在8080模式下,需要全部13條,而在IIC模式下,僅需要2條線就夠了!這其中有一條是共同的,那就是復位線RST(RES),RST上的低電平,將導致OLED復位,在每次初始化之前,都應該復位一下OLED模塊。

ALIENTEK OLED模塊的控制器是SSD1306,本章,我們將學習如何通過STM32來控制該模塊顯示字符和數字,本章的實例代碼將可以支持2種方式與OLED模塊連接,一種是8080的並口方式,另外一種是4線SPI方式。

首先我們介紹一下模塊的8080並行接口,8080並行接口的發明者是INTEL,該總線也被廣泛應用於各類液晶顯示器,ALIENTEK OLED模塊也提供了這種接口,使得MCU可以快速的訪問OLED。ALIENTEK OLED模塊的8080接口方式需要如下一些信號線:

       CS:OLED片選信號。

       WR:向OLED寫入數據。

       RD:從OLED讀取數據。

       D[7:0]:8位雙向數據線。

       RST(RES):硬復位OLED。

       DC:命令/數據標志(0,讀寫命令;1,讀寫數據)。

模塊的8080並口讀/寫的過程為:先根據要寫入/讀取的數據的類型,設置DC為高(數據)/低(命令),然后拉低片選,選中SSD1306,接着我們根據是讀數據,還是要寫數據置RD/WR為低,然后:

在RD的上升沿, 使數據鎖存到數據線(D[7:0])上;

在WR的上升沿,使數據寫入到SSD1306里面;

SSD1306的8080並口寫時序圖如圖17.1.3所示:

 

 

圖17.1.3  8080並口寫時序圖

SSD1306的8080並口讀時序圖如圖17.1.4所示:

 

 

圖17.1.4  8080並口讀時序圖

SSD1306的8080接口方式下,控制腳的信號狀態所對應的功能如表17.1.2:

功能

RD

WR

CS

DC

寫命令

H

L

L

讀狀態

H

L

L

寫數據

H

L

H

讀數據

H

L

H

                             表17.1.2  控制腳信號狀態功能表

在8080方式下讀數據操作的時候,我們有時候(例如讀顯存的時候)需要一個假讀命(Dummy Read),以使得微控制器的操作頻率和顯存的操作頻率相匹配。在讀取真正的數據之前,由一個的假讀的過程。這里的假讀,其實就是第一個讀到的字節丟棄不要,從第二個開始,才是我們真正要讀的數據。

一個典型的讀顯存的時序圖,如圖17.1.5所示:

 

圖17.1.5  讀顯存時序圖

 

可以看到,在發送了列地址之后,開始讀數據,第一個是Dummy Read,也就是假讀,我們從第二個開始,才算是真正有效的數據。

SPI方式此處先不做介紹

采用的辦法是在STM32的內部建立一個OLED的GRAM(共128*8個字節),在每次修改的時候,只是修改STM32上的GRAM(實際上就是SRAM),在修改完了之后,一次性把STM32上的GRAM寫入到OLED的GRAM。當然這個方法也有壞處,就是對於那些SRAM很小的單片機(比如51系列)就比較麻煩了。

SSD1306的命令比較多,這里我們僅介紹幾個比較常用的命令,這些命令如表17.1.4所示:

 

表17.1.4  SSD1306常用命令表

第一個命令為0X81,用於設置對比度的,這個命令包含了兩個字節,第一個0X81為命令,隨后發送的一個字節為要設置的對比度的值。這個值設置得越大屏幕就越亮。

第二個命令為0XAE/0XAF。0XAE為關閉顯示命令;0XAF為開啟顯示命令。

第三個命令為0X8D,該指令也包含2個字節,第一個為命令字,第二個為設置值,第二個字節的BIT2表示電荷泵的開關狀態,該位為1,則開啟電荷泵,為0則關閉。在模塊初始化的時候,這個必須要開啟,否則是看不到屏幕顯示的。

第四個命令為0XB0~B7,該命令用於設置頁地址,其低三位的值對應着GRAM的頁地址。

第五個指令為0X00~0X0F,該指令用於設置顯示時的起始列地址低四位。

第六個指令為0X10~0X1F,該指令用於設置顯示時的起始列地址高四位。

其他命令,我們就不在這里一一介紹了,大家可以參考SSD1306 datasheet的第28頁。從這頁開始,對SSD1306的指令有詳細的介紹。

最后,我們再來介紹一下OLED模塊的初始化過程,SSD1306的典型初始化框圖如圖17.1.7所示:

 

 

圖17.1.7  SSD1306初始化框圖

驅動IC的初始化代碼,我們直接使用廠家推薦的設置就可以了,只要對細節部分進行一些修改,使其滿足我們自己的要求即可,其他不需要變動。

 

OLED都是靠左插的

OLED與戰艦STM32開發板的IO口對應關系如下:

       OLED_CS對應PD6;

OLED_RST對應PG15;

       OLED_RS對應PD3;

       OLED_WR對應PG14;

       OLED_RD對應PG13;

       OLED_D[7:0]對應PC[7:0];

 

在OLED中對一個點寫1或者0:

OLED_DrawPoint
 1 //畫點 
 2 //x:0~127
 3 //y:0~63
 4 //t:1 填充 0,清空                   
 5 void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
 6 {
 7     u8 pos,bx,temp=0;
 8     if(x>127||y>63)return;//超出范圍了.
 9     pos=7-y/8;
10     bx=y%8;
11     temp=1<<(7-bx);
12     if(t)OLED_GRAM[x][pos]|=temp;
13     else OLED_GRAM[x][pos]&=~temp;        
14 }

里面對y做了轉化因為方向相反,對於顯示器,左下角(0,0)而我們如果顯示時候左上角為(0,0),所以x不變。y方向相反。因為字是從上往下不是從下往上寫的,個人這么理解。不知道對不對。

OLED_GRAM[128][8]中的128代表列數(x坐標),而8代表的是頁,每頁又包含8行,總共64行(y坐標)。從高到低對應行數從小到大。比如,我們要在x=100,y=29這個點寫入1,則可以用這個句子實現:

                                          OLED_GRAM[100][4]|=1<<2;

一個通用的在點(x,y)置1表達式為:

                                          OLED_GRAM[x][7-y/8]|=1<<(7-y%8);

其中x的范圍為:0~127;y的范圍為:0~63。

其實用個63-y就不用每次使用7-XX了。

 

下面又看了輸出一個字符函數:

OLED_ShowChar
 1 //在指定位置顯示一個字符,包括部分字符
 2 //x:0~127
 3 //y:0~63
 4 //mode:0,反白顯示;1,正常顯示                 
 5 //size:選擇字體 16/12 
 6 void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode)
 7 {                      
 8     u8 temp,t,t1;
 9     u8 y0=y;
10     chr=chr-' ';//得到偏移后的值                   
11     for(t=0;t<size;t++)
12     {   
13         if(size==12)temp=oled_asc2_1206[chr][t];  //調用1206字體
14         else temp=oled_asc2_1608[chr][t];         //調用1608字體                               
15         for(t1=0;t1<8;t1++)
16         {
17             if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
18             else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
19             temp<<=1;
20             y++;
21             if((y-y0)==size)
22             {
23                 y=y0;
24                 x++;
25                 break;
26             }
27         }       
28     }          
29 }

原子里關於取模:從第一列開始向下每取8個點作為一個字節,如果最后不足8個點就補滿8位。取模順序是從高到低,即第一個點作為最高位。如*-------取為10000000。其實就是按如圖17.3.3所示的這種方式:

 

 

圖17.3.3 取模方式圖解

從上到下,從左到右,高位在前。我們按這樣的取模方式,然后把ASCII字符集按12*6大小和16*0大小取模出來(對應漢字大小為12*12和16*16,字符的只有漢字的一半大!),保存在oledfont.h里面,每個12*6的字符占用12個字節,每個16*8的字符占用16個字節。具體見oledfont.h部分代碼(該部分我們不再這里列出來了,請大家參考光盤里面的代碼)。

代碼邏輯:先判斷size然后從oledfont中找到對應數組中的char,比如16,第一個for總共要取16個字節,第二個for將取出的字節輸出給oled,if((y-y0)==size)判斷成功則換到下一列,就是里面x++;這就是換到新的列了。一列寫倆字節換一個列,總共寫size字節。看了半個小時,真是有點笨啊。

再來看看showstring

OLED_ShowString
 1 //顯示字符串
 2 //x,y:起點坐標  
 3 //*p:字符串起始地址
 4 //用16字體
 5 void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p)
 6 {
 7 #define MAX_CHAR_POSX 122
 8 #define MAX_CHAR_POSY 58          
 9     while(*p!='\0')
10     {       
11         if(x>MAX_CHAR_POSX){x=0;y+=16;}
12         if(y>MAX_CHAR_POSY){y=x=0;OLED_Clear();}
13         OLED_ShowChar(x,y,*p,16,1);     
14         x+=8;
15         p++;
16     }  
17 }

還有一個shownum

OLED_ShowNum
 1 //顯示3個數字
 2 //x,y :起點坐標     
 3 //len :數字的位數
 4 //size:字體大小
 5 //mode:模式    0,填充模式;1,疊加模式
 6 //num:數值(0~4294967295);               
 7 void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size)
 8 {             
 9     u8 t,temp;
10     u8 enshow=0;                           
11     for(t=0;t<len;t++)
12     {
13         temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;
14         if(enshow==0&&t<(len-1))
15         {
16             if(temp==0)
17             {
18                 OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,' ',size,1);
19                 continue;
20             }else enshow=1; 
21               
22         }
23          OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,temp+'0',size,1); 
24     }
25 } 
oled_pow
1 //m^n函數
2 u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
3 {
4     u32 result=1;     
5     while(n--)result*=m;    
6     return result;
7 }

一個小邏輯,取出百位,個位,十位,百位如果為0使用空格,>1則顯示數字。其余位顯示0-9;if用來給百位做判斷。

 show完之后需要調用OLED_Refresh_Gram更新顯存到OLED

OLED_Refresh_Gram
 1 //更新顯存到LCD         
 2 void OLED_Refresh_Gram(void)
 3 {
 4     u8 i,n;            
 5     for(i=0;i<8;i++)  
 6     {  
 7         OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //設置頁地址(0~7)
 8         OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //設置顯示位置—列低地址
 9         OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //設置顯示位置—列高地址   
10         for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA); 
11     }   
12 }

之前用到的基礎函數幾個

OLED_WR_Byte
 1 並口方式,SPI方式會有所不同
 2 void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
 3 {
 4     DATAOUT(dat);        
 5     if(cmd)
 6       OLED_RS_Set();
 7     else 
 8       OLED_RS_Clr();           
 9     OLED_CS_Clr();
10     OLED_WR_Clr();     
11     OLED_WR_Set();
12     OLED_CS_Set();      
13     OLED_RS_Set();     
14 }
OLED_Display_On/Off
 1 //開啟OLED顯示    
 2 void OLED_Display_On(void)
 3 {
 4     OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
 5     OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD);  //DCDC ON
 6     OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD);  //DISPLAY ON
 7 }
 8 //關閉OLED顯示     
 9 void OLED_Display_Off(void)
10 {
11     OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
12     OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD);  //DCDC OFF
13     OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD);  //DISPLAY OFF
14 }    
OLED_DrawPoint
 1 //畫點 
 2 //x:0~127
 3 //y:0~63
 4 //t:1 填充 0,清空                   
 5 void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
 6 {
 7     u8 pos,bx,temp=0;
 8     if(x>127||y>63)return;//超出范圍了.
 9     pos=7-y/8;
10     bx=y%8;
11     temp=1<<(7-bx);
12     if(t)OLED_GRAM[x][pos]|=temp;
13     else OLED_GRAM[x][pos]&=~temp;        
14 }

初始化函數稍后移植到神舟IV試試

OLED_Init
 1 //初始化SSD1306
 2 /*     
 3        OLED_CS對應PA6;
 4  
 5        OLED_RST對應PD15;
 6  
 7        OLED_RS對應PA7;
 8  
 9        OLED_WR對應PD14;
10  
11        OLED_RD對應PD13;
12  
13        OLED_D[7:0]對應PE[7:0];
14 
15 */                        
16 void OLED_Init(void)
17 {     
18  
19      GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
20      
21      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);     //使能PC,D,G端口時鍾
22 
23     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;     //PE8,PE9推挽輸出  
24      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;          //推挽輸出
25     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
26      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);      //初始化PE8,PE9
27      GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);    //PE8,PE9 輸出高
28 
29  #if OLED_MODE==1
30  
31      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =0xFF; //PE0~7 OUT推挽輸出
32      GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
33      GPIO_SetBits(GPIOE,0xFF); //PC0~7輸出高
34 
35      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;                 //PD13,14,15 OUT推挽輸出
36      GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
37      GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);                         //PD13,14,15 OUT  輸出高
38 
39  #else
40      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;                 //PC0,1 OUT推挽輸出
41      GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
42      GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);                         //PC0,1 OUT  輸出高
43 
44     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;                 //PG15 OUT推挽輸出      RST
45      GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
46      GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_15);                         //PG15 OUT  輸出高
47 
48 
49  #endif
50                                 
51     OLED_RST_Clr();
52     delay_ms(100);
53     OLED_RST_Set(); 
54                       
55     OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD); //關閉顯示
56     OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //設置時鍾分頻因子,震盪頻率
57     OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD);   //[3:0],分頻因子;[7:4],震盪頻率
58     OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //設置驅動路數
59     OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默認0X3F(1/64) 
60     OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //設置顯示偏移
61     OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默認為0
62 
63     OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD); //設置顯示開始行 [5:0],行數.
64                                                         
65     OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD); //電荷泵設置
66     OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD); //bit2,開啟/關閉
67     OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD); //設置內存地址模式
68     OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD); //[1:0],00,列地址模式;01,行地址模式;10,頁地址模式;默認10;
69     OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD); //段重定義設置,bit0:0,0->0;1,0->127;
70     OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD); //設置COM掃描方向;bit3:0,普通模式;1,重定義模式 COM[N-1]->COM0;N:驅動路數
71     OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD); //設置COM硬件引腳配置
72     OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD); //[5:4]配置
73          
74     OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); //對比度設置
75     OLED_WR_Byte(0xEF,OLED_CMD); //1~255;默認0X7F (亮度設置,越大越亮)
76     OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD); //設置預充電周期
77     OLED_WR_Byte(0xf1,OLED_CMD); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;
78     OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD); //設置VCOMH 電壓倍率
79     OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD); //[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc;
80 
81     OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD); //全局顯示開啟;bit0:1,開啟;0,關閉;(白屏/黑屏)
82     OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD); //設置顯示方式;bit0:1,反相顯示;0,正常顯示                                   
83     OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); //開啟顯示     
84     OLED_Clear();
85 }  

顯示成功,雖然沒做啥工作,但是看到成功還是很高興。

下一步試試顯示漢字

在showchar基礎上修改的很簡單

首先生成字庫:

oled_chinese_1616
1 const unsigned char oled_chinese_1616[2][32]={
2 {0x00,0x02,0x40,0x02,0x41,0x02,0x41,0x02,0x41,0x02,0x41,0x02,0x41,0x02,0x7F,0xFE,0x41,0x02,0x41,0x02,0x41,0x02,0x41,0x02,0x41,0x02,0x40,0x02,0x00,0x02,0x00,0x00},/*"王",0*/
3 {0x00,0x00,0x7F,0xFF,0x40,0x10,0x44,0x08,0x5B,0x10,0x60,0xE0,0x00,0x00,0x3F,0xFF,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x3F,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"陽",1*/
4 };

大小16*16,32個字節,我只生成了倆,我的名字
顯示函數:

OLED_ShowChinese
 1 //在指定位置顯示一個漢字,16*16
 2 //x:0~127
 3 //y:0~63
 4 //mode:0,反白顯示;1,正常顯示                 
 5 //size:漢字為32
 6 void OLED_ShowChinese (u8 x,u8 y,u8 chr,u8 mode)
 7 {                      
 8     u8 temp,t,t1;
 9     u8 y0=y;                   
10     for(t=0;t<32;t++)
11     {   
12         temp=oled_chinese_1616[chr][t];                              
13         for(t1=0;t1<8;t1++)
14         {
15             if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
16             else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
17             temp<<=1;
18             y++;
19             if((y-y0)==16)
20             {
21                 y=y0;
22                 x++;
23                 break;
24             }
25         }       
26     }          
27 }


 


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