樹莓派在 OLED 顯示屏上輸出文字

本文記錄如何用樹莓派和下圖的顯示屏展示內容。

用到的設備：

• OLED顯示屏模塊，IIC接口，128*32點陣，驅動芯片SSD1306（購買鏈接）
• 樹莓派 3 Model B+，有外接顯示屏、鼠標（如果沒有可以用個人電腦連接樹莓派，Mac 系統的可點擊參考《Mac 通過 VNC 打開樹莓派遠程桌面（不用獨立顯示屏）》）

連接設備

 

如上圖所示，這個 OLED 有五個 Pin，和樹莓派引腳分別對映如下：

OLED Pin	樹莓派 GPIO Pin (Board 編碼）	備注
3.3v	1 或 17	3.3 v
GND	6 或 9/14/20/25/30/34/39	Ground
SCL	5	I2C SCL
SDA	3	I2C SCA
RES	可以不連	Reset，我的代碼中沒有用到這個

市面上大多數 OLED 有4個或6個 Pin，連接方式略有不同，4個的少一個 RES，其他都一樣，如下圖。

Enable I2C Interface

有兩種方式：

1. 樹莓派終端中執行 sudo raspi-config ，選擇 Interfacing Options > I2C ，出現如下界面，確認后重啟。

2. 桌面版樹莓派可點擊桌面左上角菜單鍵，再選擇“首選項/Preferences" > "Raspberry Pi Configuration"，然后再彈出的窗口中選擇 Interfaces 標簽，I2C 選項中選擇 Enable，如下圖。

樹莓派環境准備

根據參考資料【1】中的提示，我檢查了所有需要安裝的基本庫，基本上都是最新版本的，只下載了其中一個叫 python-smbus 的庫。

安裝可以進行在 Python 2.7 或 Python 3 里，推薦使用 Python 3。

Python 3 的可以執行下面的一系列命令進行自查：

sudo apt install -y python3-dev
sudo apt install -y python-imaging python-smbus i2c-tools
sudo apt install -y python3-pil
sudo apt install -y python3-pip
sudo apt install -y python3-setuptools
sudo apt install -y python3-rpi.gpio

Python 2.7 的：

sudo apt install -y python-dev
sudo apt install -y python-imaging python-smbus i2c-tools
sudo apt install -y python-pil
sudo apt install -y python-pip
sudo apt install -y python-setuptools 

樹莓派下載安裝 SSD1306 屏幕驅動庫

有很多開源的 SSD1306 屏幕驅動庫，我使用的是 Adafruit 的 Python 庫，可以用於 128x32 和 128x64 的顯示屏。地址是：https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306。

下載安裝方式有兩種：

1. 直接從 gitHub 上 clone 到本地
   • git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306.git
   • cd Adafruit_Python_SSD1306
   •  Python 3 下： sudo python3 setup.py install ；Python 2 下：sudo python setup.py install
2. 用 pip 下載
   • sudo pip install Adafruit-SSD1306

我用到是第一種下載安裝方式。

測試代碼

下載的 Python 庫中有很多現成的例子，在 examples 文件夾中。終端進入該文件夾下，執行 python shapes.py 或 python3 shapes.py 顯示屏會顯示如下界面：

還有別的例子都可以嘗試一下。

其中有一個 buttons.py 例子可以配合按鍵一起測試。我就拿了四個輕觸四腳按鍵測試了一下，代碼中顯示可以用七個按鈕控制。

先展示一下效果：

具體操作如下：

用編輯器打開 buttons.py，觀察代碼，如下圖，

可以猜出 L, R, C, U, D 分別表示 Left, Right, Center, Up, Down，因為我只有四個按鈕，我就只連接了上下左右這四個按鈕，按照代碼中給的 BCM 號連接上對應的 GPIO 引腳，效果如下圖。

同時參考所有給出的例子，你就實現按鈕等元件控制顯示內容等效果。

在顯示屏上顯示文字

在 shapes.py 文件中有關於顯示字母的例子，我們可以在這個代碼上進行修改。

原代碼內容：

# Load default font.
font = ImageFont.load_default()

# Alternatively load a TTF font.  Make sure the .ttf font file is in the same directory as the python script!
# Some other nice fonts to try: http://www.dafont.com/bitmap.php
#font = ImageFont.truetype('Minecraftia.ttf', 8)

想要顯示中文，就需要下載中文的字體，有很多免費網站可以下載到，需要是 ttf 文件。我下載了一個楷體的 ttf，然后需要將這個 ttf 文件和代碼放在同一路徑下（如果不同路徑，代碼中的路徑需要修改正確），修改代碼如下：

# Load default font.
#font = ImageFont.load_default()

# Alternatively load a TTF font.  Make sure the .ttf font file is in the same directory as the python script!
# Some other nice fonts to try: http://www.dafont.com/bitmap.php
font = ImageFont.truetype('Kaiti.ttf', 30)

展示文字的代碼可以是 draw.text((x,top), u'測試', font=font, fill=255) ，運行結果如下。

完整的參考代碼：（第二行如果不定義 utf-8，可能會報錯）

#!/usr/bin/python 
# -*- coding: utf-8 -*-

import RPi.GPIO as GPIO

import time

import Adafruit_GPIO.SPI as SPI
import Adafruit_SSD1306

from PIL import Image
from PIL import ImageDraw
from PIL import ImageFont

# Raspberry Pi pin configuration:
RST = 24
# 128x32 display with hardware I2C:
disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_32(rst=RST)

# Initialize library.
disp.begin()

# Clear display.
disp.clear()
disp.display()

# Create blank image for drawing.
# Make sure to create image with mode '1' for 1-bit color.
width = disp.width
height = disp.height
image = Image.new('1', (width, height))

# Get drawing object to draw on image.
draw = ImageDraw.Draw(image)

# Load default font.
#font = ImageFont.load_default()

# Alternatively load a TTF font.  Make sure the .ttf font file is in the same directory as the python script!
# Some other nice fonts to try: http://www.dafont.com/bitmap.php
font = ImageFont.truetype('kaiti.ttf', 30)

# First define some constants to allow easy resizing of shapes.
padding = 0
top = padding
bottom = height-padding

# Move left to right keeping track of the current x position for drawing shapes.
# 增加 x 值可以將文字向右移動
x = 0

draw.text((x, top), u'測試', font=font, fill=255) # 字段前加 u 表示是文字
disp.image(image)
disp.display()

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參考資料

1. 《Using an I2C OLED Display Module with the Raspberry Pi》

2. 《Enable I2C Interface on the Raspberry Pi》