[STC单片机] AI8051试验箱数码管驱动学习笔记，自己实现I2C驱动OLED

/*************  功能说明    **************



本例程基于AI8051U为主控芯片的实验箱V1.1版本进行编写测试。



使用Keil C251编译器，Memory Model推荐设置XSmall模式，默认定义变量在edata，单时钟存取访问速度快。



edata建议保留1K给堆栈使用，空间不够时可将大数组、不常用变量加xdata关键字定义到xdata空间。



单色OLED12864显示屏驱动程序，驱动IC为SSD1306，I2C接口，通过I2C将1024字节的图片数据送到屏幕，传送时不占用CPU时间。



显示图形，汉字，英文，数字.



其中图形显示发送命令和图片数据使用I2C操作，传输数据时不占用CPU时间。做GUI最方便了，可以先操作定义于xdata的1024字节缓存，然后触发SPI DMA即可，523us或943us即可自己动刷完。

本例运行于40MHz, SPI速度为主频4分频(10MHz)，每次SPI DMA传输总时间943us，SPI速度为主频2分频(20MHz)，每次SPI DMA传输总时间523us。



将要显示的内容放在1024字节的显存中，启动DMA传输即可。



下载时, 选择时钟 40MHz (用户可自行修改频率后重新编译即可).



******************************************/





        #include        "AI8051U.h"

        #include        "ASCII6x8.h"

        #include        "HZK16.h"

        #include        "ASCII-10x24.h"

        #include        "picture1.h"

        #include        "picture2.h"



        #include "stdio.h"

        #include "intrins.h"



//************************************************************************************************



/****************************** 用户定义宏 ***********************************/



#define MAIN_Fosc       40000000UL   //定义主时钟

#define Baudrate        115200L

#define TM              (65536 -(MAIN_Fosc/Baudrate/4))

#define PrintUart       1        //1:printf 使用 UART1; 2:printf 使用 UART2

#define Timer0_Reload   (65536UL -(MAIN_Fosc / 1000))       //Timer 0 中断频率, 1000次/秒





/****************************** IO定义 ***********************************/

/*        定义接口        */

                                                        //GND        AI8051U实验箱 V1.1

                                                        //VCC        3~5V





sbit P_OLED_SCL        =          P3^2;        // II2 的时钟脚

sbit P_OLED_SDA        =   P3^3;        // II2 的数据脚







/*****************************************************************************/



/*************  本地常量声明    **************/



#define SLAW        (0x3C<<1)

#define SLAR        (SLAW +1)



/*************  本地变量声明    **************/



/*************  本地函数声明    **************/



void UartInit(void);





void  LCD_delay_ms(u16 ms)        // 1~65535

{

        u16 i;

        do

        {

                i = MAIN_Fosc / 6000;

                while(--i)        ;

        }while(--ms);

}



/********************** I2C函数 ************************/

void Wait()

{

    while (!(I2CMSST & 0x40));

    I2CMSST &= ~0x40;

}



void Start()

{

    I2CMSCR = 0x01;                         //发送START命令

    Wait();

}



void SendData(char dat)

{

    I2CTXD = dat;                           //写数据到数据缓冲区

    I2CMSCR = 0x02;                         //发送SEND命令

    Wait();

}



void RecvACK()

{

    I2CMSCR = 0x03;                         //发送读ACK命令

    Wait();

}



/*

char RecvData()

{

    I2CMSCR = 0x04;                         //发送RECV命令

    Wait();

    return I2CRXD;

}





void SendACK()

{

    I2CMSST = 0x00;                         //设置ACK信号

    I2CMSCR = 0x05;                         //发送ACK命令

    Wait();

}



void SendNAK()

{

    I2CMSST = 0x01;                         //设置NAK信号

    I2CMSCR = 0x05;                         //发送ACK命令

    Wait();

}

*/



void Stop()

{

    I2CMSCR = 0x06;                         //发送STOP命令

    Wait();

}



//******************************************

void OLED_WriteData(u8 dat)                        //write display data to LCD

{

    Start();                                //发送起始命令

    SendData(SLAW);                         //发送设备地址+写命令

    RecvACK();

    SendData(0x40);                         //设置D/C为1，为数据模式

    RecvACK();

                SendData(dat);

                RecvACK();

    Stop();                                 //发送停止命令

}



//******************************************

void        OLED_WriteCMD(u8 cmd)

{

    Start();                                //发送起始命令

    SendData(SLAW);                         //发送设备地址+写命令

    RecvACK();

    SendData(0x00);                         //设置D/C为0，为指令模式

    RecvACK();

                SendData(cmd);

                RecvACK();

    Stop();                                 //发送停止命令

}



//========================================================================

// 函数: void Set_Dot_Addr_LCD(int x,int y)

// 描述: 设置在LCD的真实坐标系上的X、Y点对应的RAM地址

// 参数: x                 X轴坐标

//                 y                 Y轴坐标

// 返回: 无

// 备注: 仅设置当前操作地址，为后面的连续操作作好准备

// 版本:

//      2007/04/10      First version

//========================================================================

void Set_Dot_Addr(u8 x,u8 y)

{

        OLED_WriteCMD((u8)(0xb0 + y));                //设置页0~7

        OLED_WriteCMD((x >> 4)  | 0x10);        //设置列0~127 高nibble

        OLED_WriteCMD(x & 0x0f);                        //设置列0~127 低nibble

}





//******************************************

void FillPage(u8 y,u8 color)                        //Clear Page LCD RAM

{

        u8 j;

        Set_Dot_Addr(0,y);

        for(j=0; j<128; j++)        OLED_WriteData(color);

}



//******************************************

void FillAll(u8 color)                        //Clear CSn LCD RAM

{

        u8 i;

        for(i=0; i<8; i++)        FillPage(i,color);

}







//******************************************

void Initialize_OLED(void)        //initialize OLED

{



        LCD_delay_ms(100);





        OLED_WriteCMD(0xAE);     //Set Display Off



        OLED_WriteCMD(0xd5);     //display divide ratio/osc. freq. mode

        OLED_WriteCMD(0x80);     //



        OLED_WriteCMD(0xA8);     //multiplex ration mode:63

        OLED_WriteCMD(0x3F);



        OLED_WriteCMD(0xD3);     //Set Display Offset

        OLED_WriteCMD(0x00);



        OLED_WriteCMD(0x40);     //Set Display Start Line



        OLED_WriteCMD(0x8D);     //Set Display Offset

        OLED_WriteCMD(0x14);



        OLED_WriteCMD(0xA1);     //Segment Remap



        OLED_WriteCMD(0xC8);     //Sst COM Output Scan Direction



        OLED_WriteCMD(0xDA);     //common pads hardware: alternative

        OLED_WriteCMD(0x12);



        OLED_WriteCMD(0x81);     //contrast control

        OLED_WriteCMD(0xCF);



        OLED_WriteCMD(0xD9);            //set pre-charge period

        OLED_WriteCMD(0xF1);



        OLED_WriteCMD(0xDB);     //VCOM deselect level mode

        OLED_WriteCMD(0x40);            //set Vvcomh=0.83*Vcc



        OLED_WriteCMD(0xA4);     //Set Entire Display On/Off



        OLED_WriteCMD(0xA6);     //Set Normal Display



        OLED_WriteCMD(0xAF);     //Set Display On



        FillAll(0);

}





//******************************************



void WriteAscii6x8(u8 x,u8 y, u8 number)

{

        u8 const *p;

        u8 i;



        if(x > (128-5))        return;

        if(y >= 8)        return;

        p = (u16)number * 6 + ASCII6x8;



        Set_Dot_Addr(x,y);

        for(i=0; i<6; i++)

        {

                OLED_WriteData(*p);

                p++;

        }

}



//=====================================================

void WriteHZ16(u8 x, u8 y, u16 hz)        //向指定位置写一个汉字, x为横向的点0~127, y为纵向的页0~7, hz为要写的汉字.

{

        u8 const *p;

        u8 i;



        if(x > (128-16))        return;

        if(y > 6)                        return;

        p = hz * 32 + HZK16;

        Set_Dot_Addr(x, y);

        for(i=0; i<16; i++)                {        OLED_WriteData(*p);        p++;}



        Set_Dot_Addr(x, (u8)(y+1));

        for(i=0; i<16; i++)                {        OLED_WriteData(*p);        p++;}

}







void        printf_ASCII_text(u8 x, u8 y, u8 *ptr)        //最快写入10个ASCII码(10*6+9=69个字节)耗时430us@24MHZ

{

        u8  c;



        for (;;)

        {

        c = *ptr;

                if(c == 0)                return;        //遇到停止符0结束

                if(c < 0x80)                        //ASCII码

                {

                        WriteAscii6x8(x,y,c);

                        x += 6;

                }

                ptr++;

        }

}



//******************************************

void WriteAscii_10x24(u8 x, u8 y, u8 chr)        //向指定位置写一个ASCII码字符, x为横向的点0~127, y为纵向的页0~7, chr为要写的字符

{

        u8 const *p;

        u8 i;



        if(x > (128-10))        return;

        if(y >= 6)                        return;

        p = (u16)chr * 30 + ASCII10x24;



        Set_Dot_Addr(x, y);

        for(i=0; i<10; i++)                {        OLED_WriteData(*p);        p++;        }



        Set_Dot_Addr(x, (u8)(y+1));

        for(i=0; i<10; i++)                {        OLED_WriteData(*p);        p++;        }



        Set_Dot_Addr(x, (u8)(y+2));

        for(i=0; i<10; i++)                {        OLED_WriteData(*p);        p++;        }

}



//******************************************

void WriteDot_3x3(u8 x, u8 y)        //向指定位置写一个小数点, x为横向的点0~127, y为纵向的页0~7

{

        if(x > (128-3))        return;

        if(y >= 8)                return;



        Set_Dot_Addr(x, y);

        OLED_WriteData(0x38);

        OLED_WriteData(0x38);

        OLED_WriteData(0x38);

}





//************ 打印ASCII 10x24英文字符串 *************************

void        printf_ascii_10x24(u8 x, u8 y, u8 const *ptr)        //x为横向的点0~127, y为纵向的页0~7, *ptr为要打印的字符串指针, 间隔2点.

{

    u8 c;



        for (;;)

        {

                if(x > (128-10))        return;

                if(y > 5)                        return;

                c = *ptr;

                if(c == 0)                return;        //遇到停止符0结束

                if((c >= '0') && (c <= '9'))                        //ASCII码

                {

                        WriteAscii_10x24(x,y,(u8)(c-'0'));

                        x += 12;

                }

                else if(c == '.')

                {

                        WriteDot_3x3(x,(u8)(y+2));

                        x += 6;

                }

                else if(c == ' ')        //显示空格

                {

                        WriteAscii_10x24(x,y,11);

                        x += 12;

                }

                else if(c == '-')        //显示空格

                {

                        WriteAscii_10x24(x,y,10);

                        x += 12;

                }

                        ptr++;

        }

}









//====================================================================================

u8        xdata DisTmp[1024];        //显示缓冲，将要显示的内容放在显存里，启动DMA即可. 由于LCM DMA有4字节对齐问题，所以这里定位对地址为4的倍数





//******************************************





void main(void)

{

        u16        i;



        EAXFR = 1;        //允许访问扩展寄存器

        WTST  = 0;

        CKCON = 0;





        P0M1 = 0x00;   P0M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        P1M1 = 0x00;   P1M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        P5M1 = 0x00;   P5M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        P6M1 = 0x00;   P6M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        P7M1 = 0x00;   P7M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        

        UartInit();

        

        I2C_S1 =1;      //I2C功能脚选择，00:P2.4,P2.3; 01:P1.5,P1.4; 11:P3.2,P3.3

        I2C_S0 =1;

        I2CCFG = 0xc2;  //使能I2C主机模式

        I2CPSCR = 0x00; //MSSPEED[13:6]

        I2CMSST = 0x00;

        EA = 1;

        Initialize_OLED();

        printf("SSD1306 OLED 128×64 \r\n");     //串口打印测试

        

        while(1)

        {

                for(i=0; i<1024; i++)        DisTmp[i] = 0;        //清除显存





                printf_ASCII_text(0, 0, "  OLED12864 SSD1306");

                for(i=0; i<8; i++)        WriteHZ16((u8)(i*16),2,i);

                printf_ascii_10x24(0,5,"-12.345 678");

                LCD_delay_ms(3000);



                for(i=0; i<1024; i++)        DisTmp[i] = gImage_picture1[i];        //将图片装载到显存



                LCD_delay_ms(3000);



                for(i=0; i<1024; i++)        DisTmp[i] = gImage_picture2[i];        //将图片装载到显存



                LCD_delay_ms(3000);

        }

}





/******************** 串口打印函数 ********************/

void UartInit(void)

{

#if(PrintUart == 1)

    S1_S1 = 0;      //UART1 switch to, 0x00: P3.0 P3.1, 0x40: P3.6 P3.7, 0x80: P1.6 P1.7, 0xC0: P4.3 P4.4

    S1_S0 = 0;

        SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40; 

        T1x12 = 1;      //定时器时钟1T模式

        S1BRT = 0;      //串口1选择定时器1为波特率发生器

        TL1  = TM;

        TH1  = TM>>8;

        TR1 = 1;        //定时器1开始计时



//        SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40; 

//        T2L  = TM;

//        T2H  = TM>>8;

//        AUXR |= 0x15;   //串口1选择定时器2为波特率发生器

#else

        S2_S = 1;       //UART2 switch to: 0: P1.2 P1.3,  1: P4.2 P4.3

    S2CFG |= 0x01;  //使用串口2时，W1位必需设置为1，否则可能会产生不可预期的错误

        S2CON = (S2CON & 0x3f) | 0x40; 

        T2L  = TM;

        T2H  = TM>>8;

        AUXR |= 0x14;              //定时器2时钟1T模式,开始计时

#endif

}



void UartPutc(unsigned char dat)

{

#if(PrintUart == 1)

        SBUF = dat; 

        while(TI==0);

        TI = 0;

#else

        S2BUF  = dat; 

        while(S2TI == 0);

        S2TI = 0;    //Clear Tx flag

#endif

}



char putchar(char c)

{

        UartPutc(c);

        return c;

}

//显示图片函数

void OLED_DisplayImage(const u8 *image)

{

    u8 i, j;

    for(i = 0; i < 8; i++)  // SSD1306 有 8 页

    {

        Set_Dot_Addr(0, i); // 设置起始地址

        

        for(j = 0; j < 128; j++) // 每页有 128 列

        {

            OLED_WriteData(image[i * 128 + j]); // 逐字节发送图像数据

        }

    }

}

        while(1)

        {

                printf_ASCII_text(0, 0, "  OLED12864 SSD1306");

                for(i=0; i<8; i++)        WriteHZ16((u8)(i*16),2,i);

                printf_ascii_10x24(0,5,"-12.345 678");

                LCD_delay_ms(3000);

                OLED_DisplayImage(gImage_picture1);

                LCD_delay_ms(3000);

                OLED_DisplayImage(gImage_picture2);

                LCD_delay_ms(3000);

                FillAll(0);



        }