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  • OLED显示并口方式:

    使用原子模块,以及驱动:http://openedv.com/posts/list/0/11969.htm#74038

    我们使用的是ALINETEK的OLED显示模块,该模块有以下特点:

    1)模块有单色和双色两种可选,单色为纯蓝色,而双色则为黄蓝双色。

    2)尺寸小,显示尺寸为0.96寸,而模块的尺寸仅为27mm*26mm大小。

    3)高分辨率,该模块的分辨率为128*64。

    4)多种接口方式,该模块提供了总共5种接口包括:6800、8080两种并行接口方式、3线或4线的穿行SPI接口方式,、IIC接口方式(只需要2根线就可以控制OLED了!)。

    5)不需要高压,直接接3.3V就可以工作了。

    这里要提醒大家的是,该模块不和5.0V接口兼容,所以请大家在使用的时候一定要小心,别直接接到5V的系统上去,否则可能烧坏模块。以上5种模式通过模块的BS0~2设置,BS0~2的设置与模块接口模式的关系如表17.1.1所示:

     

                           表17.1.1 OLED模块接口方式设置表

    表17.1.1中:“1”代表接VCC,而“0”代表接GND。

    该模块的外观图如图17.1.1所示:

     

    图17.1.1 ALIENTEK OLED模块外观图

    ALIENTEK OLED模块默认设置的是BS0接GND,BS1和BS2接VCC ,即使用8080并口方式,如果你想要设置为其他模式,则需要在OLED的背面,用烙铁修改BS0~2的设置。

     

    模块采用8*2的2.54排针与外部连接,总共有16个管脚,在16条线中,我们只用了15条,有一个是悬空的。15条线中,电源和地线占了2条,还剩下13条信号线。在不同模式下,我们需要的信号线数量是不同的,在8080模式下,需要全部13条,而在IIC模式下,仅需要2条线就够了!这其中有一条是共同的,那就是复位线RST(RES),RST上的低电平,将导致OLED复位,在每次初始化之前,都应该复位一下OLED模块。

    ALIENTEK OLED模块的控制器是SSD1306,本章,我们将学习如何通过STM32来控制该模块显示字符和数字,本章的实例代码将可以支持2种方式与OLED模块连接,一种是8080的并口方式,另外一种是4线SPI方式。

    首先我们介绍一下模块的8080并行接口,8080并行接口的发明者是INTEL,该总线也被广泛应用于各类液晶显示器,ALIENTEK OLED模块也提供了这种接口,使得MCU可以快速的访问OLED。ALIENTEK OLED模块的8080接口方式需要如下一些信号线:

           CS:OLED片选信号。

           WR:向OLED写入数据。

           RD:从OLED读取数据。

           D[7:0]:8位双向数据线。

           RST(RES):硬复位OLED。

           DC:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。

    模块的8080并口读/写的过程为:先根据要写入/读取的数据的类型,设置DC为高(数据)/低(命令),然后拉低片选,选中SSD1306,接着我们根据是读数据,还是要写数据置RD/WR为低,然后:

    在RD的上升沿, 使数据锁存到数据线(D[7:0])上;

    在WR的上升沿,使数据写入到SSD1306里面;

    SSD1306的8080并口写时序图如图17.1.3所示:

     

    图17.1.3  8080并口写时序图

    SSD1306的8080并口读时序图如图17.1.4所示:

     

    图17.1.4  8080并口读时序图

    SSD1306的8080接口方式下,控制脚的信号状态所对应的功能如表17.1.2:

    功能

    RD

    WR

    CS

    DC

    写命令

    H

    L

    L

    读状态

    H

    L

    L

    写数据

    H

    L

    H

    读数据

    H

    L

    H

                                 表17.1.2  控制脚信号状态功能表

    在8080方式下读数据操作的时候,我们有时候(例如读显存的时候)需要一个假读命(Dummy Read),以使得微控制器的操作频率和显存的操作频率相匹配。在读取真正的数据之前,由一个的假读的过程。这里的假读,其实就是第一个读到的字节丢弃不要,从第二个开始,才是我们真正要读的数据。

    一个典型的读显存的时序图,如图17.1.5所示:

     

    图17.1.5  读显存时序图

    可以看到,在发送了列地址之后,开始读数据,第一个是Dummy Read,也就是假读,我们从第二个开始,才算是真正有效的数据。

    SPI方式此处先不做介绍

    采用的办法是在STM32的内部建立一个OLED的GRAM(共128*8个字节),在每次修改的时候,只是修改STM32上的GRAM(实际上就是SRAM),在修改完了之后,一次性把STM32上的GRAM写入到OLED的GRAM。当然这个方法也有坏处,就是对于那些SRAM很小的单片机(比如51系列)就比较麻烦了。

    SSD1306的命令比较多,这里我们仅介绍几个比较常用的命令,这些命令如表17.1.4所示:

     

    表17.1.4  SSD1306常用命令表

    第一个命令为0X81,用于设置对比度的,这个命令包含了两个字节,第一个0X81为命令,随后发送的一个字节为要设置的对比度的值。这个值设置得越大屏幕就越亮。

    第二个命令为0XAE/0XAF。0XAE为关闭显示命令;0XAF为开启显示命令。

    第三个命令为0X8D,该指令也包含2个字节,第一个为命令字,第二个为设置值,第二个字节的BIT2表示电荷泵的开关状态,该位为1,则开启电荷泵,为0则关闭。在模块初始化的时候,这个必须要开启,否则是看不到屏幕显示的。

    第四个命令为0XB0~B7,该命令用于设置页地址,其低三位的值对应着GRAM的页地址。

    第五个指令为0X00~0X0F,该指令用于设置显示时的起始列地址低四位。

    第六个指令为0X10~0X1F,该指令用于设置显示时的起始列地址高四位。

    其他命令,我们就不在这里一一介绍了,大家可以参考SSD1306 datasheet的第28页。从这页开始,对SSD1306的指令有详细的介绍。

    最后,我们再来介绍一下OLED模块的初始化过程,SSD1306的典型初始化框图如图17.1.7所示:

     

    图17.1.7  SSD1306初始化框图

    驱动IC的初始化代码,我们直接使用厂家推荐的设置就可以了,只要对细节部分进行一些修改,使其满足我们自己的要求即可,其他不需要变动。

     

    OLED都是靠左插的

    OLED与战舰STM32开发板的IO口对应关系如下:

           OLED_CS对应PD6;

    OLED_RST对应PG15;

           OLED_RS对应PD3;

           OLED_WR对应PG14;

           OLED_RD对应PG13;

           OLED_D[7:0]对应PC[7:0];

     

    在OLED中对一个点写1或者0:

    OLED_DrawPoint
     1 //画点 
     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;//超出范围了.
     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 }

    里面对y做了转化因为方向相反,对于显示器,左下角(0,0)而我们如果显示时候左上角为(0,0),所以x不变。y方向相反。因为字是从上往下不是从下往上写的,个人这么理解。不知道对不对。

    OLED_GRAM[128][8]中的128代表列数(x坐标),而8代表的是页,每页又包含8行,总共64行(y坐标)。从高到低对应行数从小到大。比如,我们要在x=100,y=29这个点写入1,则可以用这个句子实现:

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

    一个通用的在点(x,y)置1表达式为:

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

    其中x的范围为:0~127;y的范围为:0~63。

    其实用个63-y就不用每次使用7-XX了。

     

    下面又看了输出一个字符函数:

    OLED_ShowChar
     1 //在指定位置显示一个字符,包括部分字符
     2 //x:0~127
     3 //y:0~63
     4 //mode:0,反白显示;1,正常显示                 
     5 //size:选择字体 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];  //调用1206字体
    14         else temp=oled_asc2_1608[chr][t];         //调用1608字体                               
    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 }

    原子里关于取模:从第一列开始向下每取8个点作为一个字节,如果最后不足8个点就补满8位。取模顺序是从高到低,即第一个点作为最高位。如*-------取为10000000。其实就是按如图17.3.3所示的这种方式:

     

    图17.3.3 取模方式图解

    从上到下,从左到右,高位在前。我们按这样的取模方式,然后把ASCII字符集按12*6大小和16*0大小取模出来(对应汉字大小为12*12和16*16,字符的只有汉字的一半大!),保存在oledfont.h里面,每个12*6的字符占用12个字节,每个16*8的字符占用16个字节。具体见oledfont.h部分代码(该部分我们不再这里列出来了,请大家参考光盘里面的代码)。

    代码逻辑:先判断size然后从oledfont中找到对应数组中的char,比如16,第一个for总共要取16个字节,第二个for将取出的字节输出给oled,if((y-y0)==size)判断成功则换到下一列,就是里面x++;这就是换到新的列了。一列写俩字节换一个列,总共写size字节。看了半个小时,真是有点笨啊。

    再来看看showstring

    OLED_ShowString
     1 //显示字符串
     2 //x,y:起点坐标  
     3 //*p:字符串起始地址
     4 //用16字体
     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 }

    还有一个shownum

    OLED_ShowNum
     1 //显示3个数字
     2 //x,y :起点坐标     
     3 //len :数字的位数
     4 //size:字体大小
     5 //mode:模式    0,填充模式;1,叠加模式
     6 //num:数值(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函数
    2 u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
    3 {
    4     u32 result=1;     
    5     while(n--)result*=m;    
    6     return result;
    7 }

    一个小逻辑,取出百位,个位,十位,百位如果为0使用空格,>1则显示数字。其余位显示0-9;if用来给百位做判断。

     show完之后需要调用OLED_Refresh_Gram更新显存到OLED

    OLED_Refresh_Gram
     1 //更新显存到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);    //设置页地址(0~7)
     8         OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址
     9         OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   
    10         for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA); 
    11     }   
    12 }

    之前用到的基础函数几个

    OLED_WR_Byte
     1 并口方式,SPI方式会有所不同
     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 //开启OLED显示    
     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 //关闭OLED显示     
     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 //画点 
     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;//超出范围了.
     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 }

    初始化函数稍后移植到神舟IV试试

    OLED_Init
     1 //初始化SSD1306
     2 /*     
     3        OLED_CS对应PA6;
     4  
     5        OLED_RST对应PD15;
     6  
     7        OLED_RS对应PA7;
     8  
     9        OLED_WR对应PD14;
    10  
    11        OLED_RD对应PD13;
    12  
    13        OLED_D[7:0]对应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端口时钟
    22 
    23     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;     //PE8,PE9推挽输出  
    24      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;          //推挽输出
    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 输出高
    28 
    29  #if OLED_MODE==1
    30  
    31      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =0xFF; //PE0~7 OUT推挽输出
    32      GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
    33      GPIO_SetBits(GPIOE,0xFF); //PC0~7输出高
    34 
    35      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;                 //PD13,14,15 OUT推挽输出
    36      GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
    37      GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);                         //PD13,14,15 OUT  输出高
    38 
    39  #else
    40      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;                 //PC0,1 OUT推挽输出
    41      GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    42      GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);                         //PC0,1 OUT  输出高
    43 
    44     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;                 //PG15 OUT推挽输出      RST
    45      GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
    46      GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_15);                         //PG15 OUT  输出高
    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); //关闭显示
    56     OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //设置时钟分频因子,震荡频率
    57     OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD);   //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率
    58     OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //设置驱动路数
    59     OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默认0X3F(1/64) 
    60     OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //设置显示偏移
    61     OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默认为0
    62 
    63     OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD); //设置显示开始行 [5:0],行数.
    64                                                         
    65     OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD); //电荷泵设置
    66     OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD); //bit2,开启/关闭
    67     OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD); //设置内存地址模式
    68     OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD); //[1:0],00,列地址模式;01,行地址模式;10,页地址模式;默认10;
    69     OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD); //段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127;
    70     OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD); //设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数
    71     OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD); //设置COM硬件引脚配置
    72     OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD); //[5:4]配置
    73          
    74     OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); //对比度设置
    75     OLED_WR_Byte(0xEF,OLED_CMD); //1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮)
    76     OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD); //设置预充电周期
    77     OLED_WR_Byte(0xf1,OLED_CMD); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;
    78     OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD); //设置VCOMH 电压倍率
    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); //全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏)
    82     OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD); //设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示                                   
    83     OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); //开启显示     
    84     OLED_Clear();
    85 }  

    显示成功,虽然没做啥工作,但是看到成功还是很高兴。

    下一步试试显示汉字

    在showchar基础上修改的很简单

    首先生成字库:

    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},/*"阳",1*/
    4 };

    大小16*16,32个字节,我只生成了俩,我的名字
    显示函数:

    OLED_ShowChinese
     1 //在指定位置显示一个汉字,16*16
     2 //x:0~127
     3 //y:0~63
     4 //mode:0,反白显示;1,正常显示                 
     5 //size:汉字为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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