[RISC-V MCU 应用开发] 第六十九章、CH32V103应用教程——IIC-硬件IIC驱动OLED

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 楼主| RISCVLAR 发表于 2021-2-21 16:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
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CH32V103应用教程——IIC-硬件IIC驱动OLED

本章教程主要在第十四章硬件IIC读写EEPROM的基础上进行改动,使用硬件IIC驱动OLED屏。

1、IIC简介及相关函数介绍
关于IIC,在前面第十四章以及第三十七章已进行过介绍,在此不再赘述。

2、硬件设计
本章教程主要使用硬件IIC驱动OLED屏,所用OLED屏为0.96寸OLED屏。程序中使用IIC1驱动OLED屏,因此配置PB7作为SDA线,PB6作为SCL线,具体连接方式如下:
  • PB7连接OLED屏的SDA引脚
  • PB6连接OLED屏的SCL引脚

3软件设计
关于硬件IIC的初始化配置以及各状态的配置,在前面第十四章已经介绍,在此不再赘述。本章教程主要对OLED相关配置文件进行介绍,其与模拟IIC驱动OLED相比,程序变化不大,具体如下:
oled.h文件
  1. #ifndef __OLED_H
  2. #define __OLED_H

  3. #include "ch32v10x.h"
  4. #include "ch32v10x_conf.h"

  5. #define OLED_CMD  0
  6. #define OLED_DATA 1

  7. void Write_IIC_Command(u8 IIC_Command);
  8. void Write_IIC_Data(u8 IIC_Data);
  9. void OLED_ClearPoint(u8 x,u8 y);
  10. void OLED_ColorTurn(u8 i);
  11. void OLED_DisplayTurn(u8 i);
  12. void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 mode);
  13. void OLED_DisPlay_On(void);
  14. void OLED_DisPlay_Off(void);
  15. void OLED_Refresh(void);
  16. void OLED_Clear(void);
  17. void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);
  18. void OLED_DrawLine(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 mode);
  19. void OLED_DrawCircle(u8 x,u8 y,u8 r);
  20. void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1,u8 mode);
  21. void OLED_ShowChar6x8(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 mode);
  22. void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1,u8 mode);
  23. void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1,u8 mode);
  24. void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode);
  25. void OLED_ScrollDisplay(u8 num,u8 space,u8 mode);
  26. void OLED_ShowPicture(u8 x,u8 y,u8 sizex,u8 sizey,u8 BMP[],u8 mode);
  27. void OLED_Init(void);

  28. #endif
oled.h文件主要进行相关定义和函数声明;
oled.c文件
  1. #include "oled.h"
  2. #include "oledfont.h"
  3. #include "iic.h"
  4. #include "debug.h"

  5. u8 OLED_GRAM[144][8];

  6. //反显函数
  7. void OLED_ColorTurn(u8 i)
  8. {
  9.     if(i==0)
  10.         {
  11.             OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//正常显示
  12.         }
  13.     if(i==1)
  14.         {
  15.             OLED_WR_Byte(0xA7,OLED_CMD);//反色显示
  16.         }
  17. }

  18. //屏幕旋转180度
  19. void OLED_DisplayTurn(u8 i)
  20. {
  21.     if(i==0)
  22.         {
  23.             OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//正常显示
  24.             OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);
  25.         }
  26.     if(i==1)
  27.         {
  28.             OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD);//反转显示
  29.             OLED_WR_Byte(0xA0,OLED_CMD);
  30.         }
  31. }

  32. //发送一个字节
  33. //mode:数据/命令标志  0,表示命令;1,表示数据;
  34. void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 mode)
  35. {
  36.     if(mode)
  37.     {
  38.         Write_IIC_Byte(0x40,dat);
  39.     }
  40.     else
  41.     {
  42.         Write_IIC_Byte(0x00,dat);
  43.     }

  44. }

  45. //开启OLED显示
  46. void OLED_DisPlay_On(void)
  47. {
  48.     OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//电荷泵使能
  49.     OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//开启电荷泵
  50.     OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//点亮屏幕
  51. }

  52. //关闭OLED显示
  53. void OLED_DisPlay_Off(void)
  54. {
  55.     OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//电荷泵使能
  56.     OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//关闭电荷泵
  57.     OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//关闭屏幕
  58. }

  59. //更新显存到OLED
  60. void OLED_Refresh(void)
  61. {
  62.     u8 i,n;
  63.     for(i=0;i<8;i++)
  64.     {
  65.         OLED_WR_Byte(0xb0+i,OLED_CMD); //设置行起始地址
  66.         OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);   //设置低列起始地址
  67.         OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);   //设置高列起始地址

  68.         for(n=0;n<128;n++)
  69.         {
  70.             Write_IIC_Byte(0x40,OLED_GRAM[n][i]);
  71.         }
  72.     }
  73. }

  74. //清屏函数
  75. void OLED_Clear(void)
  76. {
  77.     u8 i,n;
  78.     for(i=0;i<8;i++)
  79.     {
  80.        for(n=0;n<128;n++)
  81.             {
  82.              OLED_GRAM[n][i]=0;//清除所有数据
  83.             }
  84.     }
  85.     OLED_Refresh();            //更新显示
  86. }

  87. //画点
  88. //x:0~127
  89. //y:0~63
  90. //t:1,填充 ;0,清空
  91. void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
  92. {
  93.     u8 i,m,n;
  94.     i=y/8;
  95.     m=y%8;
  96.     n=1<<m;
  97.     if(t){OLED_GRAM[x][i]|=n;}
  98.     else
  99.     {
  100.         OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];
  101.         OLED_GRAM[x][i]|=n;
  102.         OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];
  103.     }
  104. }

  105. //画线
  106. //x1,y1:起点坐标
  107. //x2,y2:结束坐标
  108. void OLED_DrawLine(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 mode)
  109. {
  110.     u16 t;
  111.     int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance;
  112.     int incx,incy,uRow,uCol;
  113.     delta_x=x2-x1; //计算坐标增量
  114.     delta_y=y2-y1;
  115.     uRow=x1;       //画线起点坐标
  116.     uCol=y1;
  117.     if(delta_x>0)incx=1; //设置单步方向
  118.     else if (delta_x==0)incx=0;//垂直线
  119.     else {incx=-1;delta_x=-delta_x;}
  120.     if(delta_y>0)incy=1;
  121.     else if (delta_y==0)incy=0;//水平线
  122.     else {incy=-1;delta_y=-delta_x;}
  123.     if(delta_x>delta_y)distance=delta_x; //选择基本增量坐标轴
  124.     else distance=delta_y;
  125.     for(t=0;t<distance+1;t++)
  126.     {
  127.         OLED_DrawPoint(uRow,uCol,mode);  //画点
  128.         xerr+=delta_x;
  129.         yerr+=delta_y;
  130.         if(xerr>distance)
  131.         {
  132.             xerr-=distance;
  133.             uRow+=incx;
  134.         }
  135.         if(yerr>distance)
  136.         {
  137.             yerr-=distance;
  138.             uCol+=incy;
  139.         }
  140.     }
  141. }
  142. //x,y:圆心坐标
  143. //r:圆的半径
  144. void OLED_DrawCircle(u8 x,u8 y,u8 r)
  145. {
  146.     int a, b,num;
  147.     a = 0;
  148.     b = r;
  149.     while(2 * b * b >= r * r)
  150.     {
  151.         OLED_DrawPoint(x + a, y - b,1);
  152.         OLED_DrawPoint(x - a, y - b,1);
  153.         OLED_DrawPoint(x - a, y + b,1);
  154.         OLED_DrawPoint(x + a, y + b,1);

  155.         OLED_DrawPoint(x + b, y + a,1);
  156.         OLED_DrawPoint(x + b, y - a,1);
  157.         OLED_DrawPoint(x - b, y - a,1);
  158.         OLED_DrawPoint(x - b, y + a,1);

  159.         a++;
  160.         num = (a * a + b * b) - r*r;   //计算画的点离圆心的距离
  161.         if(num > 0)
  162.         {
  163.             b--;
  164.             a--;
  165.         }
  166.     }
  167. }

  168. //在指定位置显示一个字符,包括部分字符
  169. //x:0~127
  170. //y:0~63
  171. //size1:选择字体 6x8/6x12/8x16/12x24
  172. //mode:0,反色显示;1,正常显示
  173. void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1,u8 mode)
  174. {
  175.     u8 i,m,temp,size2,chr1;
  176.     u8 x0=x,y0=y;
  177.     if(size1==8)size2=6;
  178.     else size2=(size1/8+((size1%8)?1:0))*(size1/2);  //得到字体一个字符对应点阵集所占字节数
  179.     chr1=chr-' ';  //计算偏移后的值
  180.     for(i=0;i<size2;i++)
  181.     {
  182.         if(size1==8)
  183.         {temp=asc2_0806[chr1][i];} //调用0806字体
  184.         else if(size1==12)
  185.         {temp=asc2_1206[chr1][i];} //调用1206字体
  186.         else if(size1==16)
  187.         {temp=asc2_1608[chr1][i];} //调用1608字体
  188.         else if(size1==24)
  189.         {temp=asc2_2412[chr1][i];} //调用2412字体
  190.         else return;
  191.         for(m=0;m<8;m++)
  192.         {
  193.             if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
  194.             else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
  195.             temp>>=1;
  196.             y++;
  197.         }
  198.         x++;
  199.         if((size1!=8)&&((x-x0)==size1/2))
  200.         {x=x0;y0=y0+8;}
  201.         y=y0;
  202.     }
  203. }

  204. //显示字符串
  205. //x,y:起点坐标
  206. //size1:字体大小
  207. //*chr:字符串起始地址
  208. //mode:0,反色显示;1,正常显示
  209. void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1,u8 mode)
  210. {
  211.     while((*chr>=' ')&&(*chr<='~'))//判断是不是非法字符
  212.     {
  213.         OLED_ShowChar(x,y,*chr,size1,mode);
  214.         if(size1==8)x+=6;
  215.         else x+=size1/2;
  216.         chr++;
  217.   }
  218. }

  219. //m^n
  220. u32 OLED_Pow(u8 m,u8 n)
  221. {
  222.     u32 result=1;
  223.     while(n--)
  224.     {
  225.       result*=m;
  226.     }
  227.     return result;
  228. }

  229. //显示数字
  230. //x,y :起点坐标
  231. //num :要显示的数字
  232. //len :数字的位数
  233. //size:字体大小
  234. //mode:0,反色显示;1,正常显示
  235. void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1,u8 mode)
  236. {
  237.     u8 t,temp,m=0;
  238.     if(size1==8)m=2;
  239.     for(t=0;t<len;t++)
  240.     {
  241.         temp=(num/OLED_Pow(10,len-t-1))%10;
  242.             if(temp==0)
  243.             {
  244.                 OLED_ShowChar(x+(size1/2+m)*t,y,'0',size1,mode);
  245.             }
  246.             else
  247.             {
  248.               OLED_ShowChar(x+(size1/2+m)*t,y,temp+'0',size1,mode);
  249.             }
  250.     }
  251. }

  252. //显示汉字
  253. //x,y:起点坐标
  254. //num:汉字对应的序号
  255. //mode:0,反色显示;1,正常显示
  256. void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode)
  257. {
  258.     u8 m,temp;
  259.     u8 x0=x,y0=y;
  260.     u16 i,size3=(size1/8+((size1%8)?1:0))*size1;  //得到字体一个字符对应点阵集所占字节数
  261.     for(i=0;i<size3;i++)
  262.     {
  263.         if(size1==16)
  264.                 {temp=Hzk1[num][i];}//调用16*16字体
  265.         else if(size1==24)
  266.                 {temp=Hzk2[num][i];}//调用24*24字体
  267.         else if(size1==32)
  268.                 {temp=Hzk3[num][i];}//调用32*32字体
  269.         else if(size1==64)
  270.                 {temp=Hzk4[num][i];}//调用64*64字体
  271.         else return;
  272.         for(m=0;m<8;m++)
  273.         {
  274.             if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
  275.             else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
  276.             temp>>=1;
  277.             y++;
  278.         }
  279.         x++;
  280.         if((x-x0)==size1)
  281.         {x=x0;y0=y0+8;}
  282.         y=y0;
  283.     }
  284. }

  285. //num 显示汉字的个数
  286. //space 每一遍显示的间隔
  287. //mode:0,反色显示;1,正常显示
  288. void OLED_ScrollDisplay(u8 num,u8 space,u8 mode)
  289. {
  290.     u8 i,n,t=0,m=0,r;
  291.     while(1)
  292.     {
  293.         if(m==0)
  294.         {
  295.         OLED_ShowChinese(128,24,t,16,mode); //写入一个汉字保存在OLED_GRAM[][]数组中
  296.             t++;
  297.         }
  298.         if(t==num)
  299.         {
  300.                 for(r=0;r<16*space;r++)     //显示间隔
  301.                  {
  302.                     for(i=1;i<144;i++)
  303.                         {
  304.                             for(n=0;n<8;n++)
  305.                             {
  306.                                 OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];
  307.                             }
  308.                         }
  309.            OLED_Refresh();
  310.                  }
  311.         t=0;
  312.         }
  313.         m++;
  314.         if(m==16){m=0;}
  315.         for(i=1;i<144;i++)                  //实现左移
  316.         {
  317.             for(n=0;n<8;n++)
  318.             {
  319.                 OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];
  320.             }
  321.         }
  322.         OLED_Refresh();
  323.     }
  324. }

  325. //x,y:起点坐标
  326. //sizex,sizey,图片长宽
  327. //BMP[]:要写入的图片数组
  328. //mode:0,反色显示;1,正常显示
  329. void OLED_ShowPicture(u8 x,u8 y,u8 sizex,u8 sizey,u8 BMP[],u8 mode)
  330. {
  331.     u16 j=0;
  332.     u8 i,n,temp,m;
  333.     u8 x0=x,y0=y;
  334.     sizey=sizey/8+((sizey%8)?1:0);
  335.     for(n=0;n<sizey;n++)
  336.     {
  337.          for(i=0;i<sizex;i++)
  338.          {
  339.                 temp=BMP[j];
  340.                 j++;
  341.                 for(m=0;m<8;m++)
  342.                 {
  343.                     if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
  344.                     else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
  345.                     temp>>=1;
  346.                     y++;
  347.                 }
  348.                 x++;
  349.                 if((x-x0)==sizex)
  350.                 {
  351.                     x=x0;
  352.                     y0=y0+8;
  353.                 }
  354.                 y=y0;
  355.      }
  356.      }
  357. }

  358. //OLED的初始化
  359. void OLED_Init(void)
  360. {
  361.     IIC_Init(800000,0x78);

  362.     Delay_Ms(200);              //初始化之前的延时很重要

  363.     OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//---turn off oled panel
  364.     OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
  365.     OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
  366.     OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//---set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
  367.     OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//---set contrast control register
  368.     OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD);//---Set SEG Output Current Brightness
  369.     OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//---Set SEG/Column Mapping       0xa0左右反置 0xa1正常
  370.     OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//---Set COM/Row Scan Direction   0xc0上下反置  0xc8正常
  371.     OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//---set normal display
  372.     OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//---set multiplex ratio(1 to 64)
  373.     OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//---1/64 duty
  374.     OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//---set display offset   Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
  375.     OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---not offset
  376.     OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//---set display clock divide ratio/oscillator frequency
  377.     OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//---set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
  378.     OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//---set pre-charge period
  379.     OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//---Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
  380.     OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//---set com pins hardware configuration
  381.     OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
  382.     OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//---set vcomh
  383.     OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//---Set VCOM Deselect Level
  384.     OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//---Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
  385.     OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
  386.     OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//---set Charge Pump enable/disable
  387.     OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//---set(0x10) disable
  388.     OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);//---Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
  389.     OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//---Disable Inverse Display On (0xa6/a7)
  390.     OLED_Clear();
  391.     OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);
  392. }

oled.c文件主要进行OLED显示相关函数的配置。关于函数的具体功能请查看程序中函数具体注释,在此不再一一介绍。
main.c文件
  1. /********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
  2. * File Name          : main.c
  3. * Author             : WCH
  4. * Version            : V1.0.0
  5. * Date               : 2020/04/30
  6. * Description        : Main program body.
  7. *******************************************************************************/

  8. /*
  9. *@Note
  10. 硬件IIC驱动OLED屏:
  11. PB7连接OLED屏的SDA引脚
  12. PB6连接OLED屏的SCL引脚

  13. */

  14. #include "debug.h"
  15. #include "iic.h"
  16. #include "oled.h"
  17. #include "bmp.h"

  18. /*******************************************************************************
  19. * Function Name  : main
  20. * Description    : Main program.
  21. * Input          : None
  22. * Return         : None
  23. *******************************************************************************/
  24. int main(void)
  25. {
  26.     u8 t=' ';
  27.     Delay_Init();
  28.     OLED_Init();
  29.     OLED_ColorTurn(0);    //0正常显示,1 反色显示
  30.     OLED_DisplayTurn(0);  //0正常显示 1 屏幕翻转显示
  31.     while(1)
  32.     {
  33.         OLED_ShowPicture(0,0,128,64,BMP2,1);
  34.         OLED_Refresh();
  35.         Delay_Ms(500);
  36.         OLED_Clear();
  37.         OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1); //沁
  38.         OLED_ShowChinese(18,0,1,16,1);//恒
  39.         OLED_ShowChinese(36,0,2,16,1);//单
  40.         OLED_ShowChinese(54,0,3,16,1);//片
  41.         OLED_ShowChinese(72,0,4,16,1);//机

  42.         OLED_ShowString(0,16,"IIC driving OLED",16,1);
  43.         OLED_ShowString(20,32,"2021/02/21",16,1);
  44.         OLED_ShowString(0,48,"ASCII:",16,1);
  45.         OLED_ShowString(63,48,"CODE:",16,1);
  46.         OLED_ShowChar(48,48,t,16,1);//显示ASCII字符
  47.         t++;
  48.         if(t>'~')t=' ';
  49.         OLED_ShowNum(103,48,t,3,16,1);
  50.         OLED_Refresh();
  51.         Delay_Ms(500);
  52.         OLED_Clear();
  53.         OLED_ShowString(0,0,"ABC",8,1);//6*8 “ABC”
  54.         OLED_ShowString(0,8,"ABC",12,1);//6*12 “ABC”
  55.         OLED_ShowString(0,20,"ABC",16,1);//8*16 “ABC”
  56.         OLED_ShowString(0,36,"ABC",24,1);//12*24 “ABC”
  57.         OLED_Refresh();
  58.         Delay_Ms(500);
  59.         OLED_ScrollDisplay(5,4,1);
  60.     }
  61. }

main.c文件主要进行OLED屏显示操作,显示图片、汉字等信息。

4下载验证
将编译好的程序下载到开发版并复位,OLED显示如下:
95a91f9ee8278f535b8665738f85acc.jpg

   

68、硬件IIC-OLED.rar

514.89 KB, 下载次数: 368

xinpian101 发表于 2021-2-22 10:13 | 显示全部楼层
这个帖好,学习一下如何利用硬件收发。
答案很长吧 发表于 2021-2-23 15:53 | 显示全部楼层
这是属于硬件的I2C吗?我记得当时使用ST的I2C怎么都无法驱动屏幕的,这个棒棒的。
 楼主| RISCVLAR 发表于 2021-2-23 16:05 | 显示全部楼层
答案很长吧 发表于 2021-2-23 15:53
这是属于硬件的I2C吗?我记得当时使用ST的I2C怎么都无法驱动屏幕的,这个棒棒的。 ...

对的,硬件IIC驱动
明天真的好 发表于 2021-2-23 16:11 | 显示全部楼层
硬件的I2C还是方便很多,软件的I2C最郁闷的就是每个细节都要进行调试的。
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