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:
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:

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:

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

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

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 }

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

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

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 }

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 }

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

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:

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:

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 }