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[活动专区] 【N32G430开发板试用】基于OLED ToolBox 同步显示图片和视频

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 楼主| yang377156216 发表于 2022-7-22 09:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
N32G430, OLED ToolBox, spi
本帖最后由 yang377156216 于 2022-7-22 09:40 编辑
@安小芯  @21小跑堂
在B站上看到AnChangNice大神制作过一个OLED ToolBox上位机软件，结合下位机可以将上位机打开的图片、正在播放的视频、选中的截屏区域实时同步显示到下位机驱动的OLED显示屏上。本文通过上位机的OLED ToolBox软件结合国民的N32G430C8L7-STB开发板驱动SPI接口的OLED实现同步显示图片和视频的功能。全篇分为OLED ToolBox环境部署、硬件环境介绍、功能实现方案、底层驱动实现、以及最后的成品效果演示。
OLED ToolBox环境部署
OLED ToolBox视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1v7411A7sF?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=c2d3413b74687345dfc8205a8d735598
OLED ToolBox说明：
https://www.bilibili.com/read/cv5097904?spm_id_from=333.999.0.0
OLED ToolBox开源代码：
https://github.com/AnChangNice/oled_display_gui

我们通过GitHub下载OLED ToolBox源代码，在解压的oled_display_gui文件夹下存放了3个文件夹，分别是Doc、mcu_prj和python_gui，还有一个README说明文件。Doc文件夹存放了一些图片文件和OLED手册；mcu_prj是基于STM32最小系统板的一个演示DEMO，其源码工程是基于GCC环境开发的；最后python_gui文件夹下存放的是OLED ToolBox的源代码，它是基于Python环境开发的上位机应用软件，所以我们需要参考README文件先来部署开发环境，包含安装Python以及需要使用到的软件插件包。
根据README文件中的描述，我们需要先安装Python3.x的版本，并且是32位版本（这个在README中没有描述过），如果是64位版本的会发现环境部署完成后程序运行报错，所以这边需要注意！接下来我们需要安装相应的组件，包含pyserial、numpy、opencv-python、PyQt5和pywin32，我们可以手动的通过pip install xxx命令一个一个来安装，也可以通过python_gui\tools文件夹下的environment_setup.py来自动安装。
在安装组件之前，建议先执行一下python get-pip.py这个文件，这个是将pip的版本更新到最新的版本，因为在后面安装组件的时候，可能会提示pip的版本过低，导致组件安装不成功的现象。
通过执行python environment_setup.py来自动安装的过程是在线下载组件的方式，如果下载速度过慢会导致组件安装失败，如果出现这种情况，可以到https://pypi.org/这个网站上先下载好编译后的组件包（WHL）文件，然后离线来安装这些组件。
等Python和组件包都安装完成后，我们就可以通过执行python main.py来运行OLED ToolBox上位机软件了，软件主界面如下所示：
软件主界面.jpg

硬件环境介绍
硬件准备了N32G430C8L7-STB开发板、0.96” SPI接口通讯的OLED显示屏、USB转TLL调试工具，如下图所示：
硬件环境.jpg
我们通过N32G430C8L7-STB开发板的端口引脚扩展针，将OLED显示屏连接到开发板上的SPI接口，将USB转TTL调试工具连接到开发板上的USART2，具体引脚分配如下表所示：
OLED <-> N32G430C8L7-STB
OLED
N32G430C8L7-STB
Function
GND
GND
GND
VCC
3.3V
VCC
SCL
PB13
SPI_SCK
SDA
PB15
SPI_MOSI
RES
PB10
GPIO
DC
PB11
GPIO
CS
PB12
SPI_NSS

USB转TTL <-> N32G430C8L7-STB
USB转TTL
N32G430C8L7-STB
Function
GND
GND
GND
RXD
PA2
USART_TX
TXD
PA3
USART_RX

功能实现方案
OLED ToolBox上位机软件经过处理将OLED显示数据通过USB转TTL调试工具以串口的方式传输给N32G430C8L7-STB开发板上的USART2，为了达到串行数据高速通讯，在N32G430C8L7端使用DMA的方式接收数据，将OLED显示数据缓存在内存数组中，再结合1Mbps的串口通讯速率和双数据缓存的乒乓操作，达到接收显示数据和更新OLED显示流畅的效果。OLED使用硬件SPI接口进行驱动，通过设置SPI的分频来调整SPI的传输速率，实现迅速更新显示缓存的功能。功能框图如下所示：
功能框图.jpg
底层驱动实现代码如下：
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  1. void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
    

  2. {
    

  3.     OLED_DC_L();
    

  4.     OLED_CS_L();
    

  5.     OLED_SPI_WriteByte(Command);
    

  6.     OLED_CS_H();
    

  7. }
    


  8. 

  9. void OLED_WriteData(uint8_t *Buffer, uint32_t Length)
    

  10. {
    

  11.     OLED_DC_H();
    

  12.     OLED_CS_L();
    


  13. 

  14.     while(Length--)
    

  15.     {
    

  16.         OLED_SPI_WriteByte(*Buffer++);
    

  17.     }
    


  18. 

  19.     OLED_CS_H();
    

  20. }
    


  21. 

  22. void OLED_HardwareReset(void)
    

  23. {
    

  24.     OLED_RST_H(); SysTick_DelayMS(100);
    

  25.     OLED_RST_L(); SysTick_DelayMS(100);
    

  26.     OLED_RST_H(); SysTick_DelayMS(100);
    

  27. }
    


  28. 

  29. void OLED_ConfigureREGn(void)
    

  30. {
    

  31.     OLED_WriteCommand(0xAE);
    

  32.     OLED_WriteCommand(0x20);
    

  33.     OLED_WriteCommand(0x00);
    

  34.     OLED_WriteCommand(0xB0);
    

  35.     OLED_WriteCommand(0xC8);
    

  36.     OLED_WriteCommand(0x00);
    

  37.     OLED_WriteCommand(0x10);
    

  38.     OLED_WriteCommand(0x40);
    

  39.     OLED_WriteCommand(0x81);
    

  40.     OLED_WriteCommand(0xFF);
    

  41.     OLED_WriteCommand(0xA1);
    

  42.     OLED_WriteCommand(0xA6);
    

  43.     OLED_WriteCommand(0xA8);
    

  44.     OLED_WriteCommand(0x3F);
    

  45.     OLED_WriteCommand(0xA4);
    

  46.     OLED_WriteCommand(0xD3);
    

  47.     OLED_WriteCommand(0x00);
    

  48.     OLED_WriteCommand(0xD5);
    

  49.     OLED_WriteCommand(0xF0);
    

  50.     OLED_WriteCommand(0xD9);
    

  51.     OLED_WriteCommand(0x22);
    

  52.     OLED_WriteCommand(0xDA);
    

  53.     OLED_WriteCommand(0x12);
    

  54.     OLED_WriteCommand(0xDB);
    

  55.     OLED_WriteCommand(0x20);
    

  56.     OLED_WriteCommand(0x8D);
    

  57.     OLED_WriteCommand(0x14);
    

  58.     OLED_WriteCommand(0xAF);
    

  59. }
    


  60. 

  61. void OLED_Configure(void)
    

  62. {
    

  63.     OLED_HardwareReset();
    


  64. 

  65.     OLED_ConfigureREGn();
    

  66. }
OLED SPI显示驱动实现代码如下：
复制
  1. void OLED_InitGPIO(void)
    

  2. {
    

  3.     GPIO_InitType GPIO_InitStructure;
    


  4. 

  5.     RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOB);
    


  6. 

  7.     GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);
    

  8.     GPIO_InitStructure.Pin       = GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11;
    

  9.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;
    

  10.     GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    

  11. }
    


  12. 

  13. void OLED_InitSPI2(void)
    

  14. {
    

  15.     GPIO_InitType GPIO_InitStructure;
    

  16.     SPI_InitType  SPI2_InitStructure;
    


  17. 

  18.     RCC_APB2_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB2_PERIPH_SPI2);
    

  19.     RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable( RCC_AHB_PERIPH_GPIOB);
    


  20. 

  21.     GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);
    

  22.     GPIO_InitStructure.Pin       = GPIO_PIN_12;
    

  23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;
    

  24.     GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    


  25. 

  26.     OLED_CS_H();
    


  27. 

  28.     GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);
    

  29.     GPIO_InitStructure.Pin            = GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_15;
    

  30.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode      = GPIO_MODE_AF_PP;
    

  31.     GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = GPIO_AF1_SPI2;
    

  32.     GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    


  33. 

  34.     SPI_I2S_Reset(SPI2);
    


  35. 

  36.     SPI_Initializes_Structure(&SPI2_InitStructure);
    

  37.     SPI2_InitStructure.DataDirection = SPI_DIR_SINGLELINE_TX;
    

  38.     SPI2_InitStructure.SpiMode       = SPI_MODE_MASTER;
    

  39.     SPI2_InitStructure.DataLen       = SPI_DATA_SIZE_8BITS;
    

  40.     SPI2_InitStructure.CLKPOL        = SPI_CLKPOL_LOW;
    

  41.     SPI2_InitStructure.CLKPHA        = SPI_CLKPHA_FIRST_EDGE;
    

  42.     SPI2_InitStructure.NSS           = SPI_NSS_SOFT;
    

  43.     SPI2_InitStructure.BaudRatePres  = SPI_BR_PRESCALER_2;
    

  44.     SPI2_InitStructure.FirstBit      = SPI_FB_MSB;
    

  45.     SPI2_InitStructure.CRCPoly       = 7;
    

  46.     SPI_Initializes(SPI2, &SPI2_InitStructure);
    


  47. 

  48.     SPI_NSS_Config(SPI2, SPI_NSS_SOFT);
    

  49.     SPI_Set_Nss_Level(SPI2, SPI_NSS_HIGH);
    


  50. 

  51.     SPI_ON(SPI2);
    

  52. }
    


  53. 


  54. 

  55. void OLED_SPI_WriteByte(uint8_t Data)
    

  56. {
    

  57.     SPI_I2S_Data_Transmit(SPI2, Data);
    

  58.     while(SPI_I2S_Flag_Status_Get(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TE)   == RESET);
    


  59. 

  60.     while(SPI_I2S_Flag_Status_Get(SPI2, SPI_I2S_FLAG_BUSY) != RESET);
    

  61. }
USART初始化及DMA接收实现代码如下：
复制
  1. void OLED_USART_Receive_DMA(uint8_t SelectIndex)
    

  2. {
    

  3.     DMA_InitType  DMA_InitStructure;
    

  4.     NVIC_InitType NVIC_InitStructure;
    


  5. 

  6.     RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_DMA);
    


  7. 

  8.     DMA_Reset(DMA_CH4);
    


  9. 

  10.     DMA_Structure_Initializes(&DMA_InitStructure);
    

  11.     DMA_InitStructure.PeriphAddr     = (uint32_t)(USART2_BASE + 0x04);
    

  12.     DMA_InitStructure.MemAddr        = (uint32_t)OLED_USART_RxBuffer[SelectIndex];
    

  13.     DMA_InitStructure.Direction      = DMA_DIR_PERIPH_SRC;
    

  14.     DMA_InitStructure.BufSize        = 1024;
    

  15.     DMA_InitStructure.PeriphInc      = DMA_PERIPH_INC_MODE_DISABLE;
    

  16.     DMA_InitStructure.MemoryInc      = DMA_MEM_INC_MODE_ENABLE;
    

  17.     DMA_InitStructure.PeriphDataSize = DMA_PERIPH_DATA_WIDTH_BYTE;
    

  18.     DMA_InitStructure.MemDataSize    = DMA_MEM_DATA_WIDTH_BYTE;
    

  19.     DMA_InitStructure.CircularMode   = DMA_CIRCULAR_MODE_DISABLE;
    

  20.     DMA_InitStructure.Priority       = DMA_CH_PRIORITY_HIGHEST;
    

  21.     DMA_InitStructure.Mem2Mem        = DMA_MEM2MEM_DISABLE;
    

  22.     DMA_Initializes(DMA_CH4, &DMA_InitStructure);
    


  23. 

  24.     DMA_Channel_Request_Remap(DMA_CH4, DMA_REMAP_USART2_RX);
    


  25. 

  26.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA_Channel4_IRQn;
    

  27.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    

  28.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    

  29.     NVIC_Initializes(&NVIC_InitStructure);
    


  30. 

  31.     DMA_Interrupts_Enable(DMA_CH4, DMA_INT_TXC);
    


  32. 

  33.     DMA_Channel_Enable(DMA_CH4);
    

  34. }
    


  35. 

  36. void DMA_Channel4_IRQHandler(void)
    

  37. {
    

  38.     if(DMA_Interrupt_Status_Get(DMA, DMA_CH4_INT_TXC) != RESET)
    

  39.     {
    

  40.         OLED_USART_RxCompleteDMA = 1;
    

  41.         DMA_Interrupt_Status_Clear(DMA, DMA_CH4_INT_TXC);
    

  42.         DMA_Channel_Disable(DMA_CH4);
    

  43.     }
    

  44. }
    


  45. 


  46. 

  47. void OLED_InitUSART(void)
    

  48. {
    

  49.     GPIO_InitType   GPIO_InitStructure;
    

  50.     USART_InitType  USART_InitStructure;
    


  51. 

  52.     RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA);
    

  53.     RCC_APB1_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB1_PERIPH_USART2);
    


  54. 

  55.     GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);
    

  56.     GPIO_InitStructure.Pin            = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
    

  57.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode      = GPIO_MODE_AF_PP;
    

  58.     GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = GPIO_AF5_USART2;
    

  59.     GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  60. 

  61.     USART_Structure_Initializes(&USART_InitStructure);
    

  62.     USART_InitStructure.BaudRate            = 1000000;
    

  63.     USART_InitStructure.WordLength          = USART_WL_8B;
    

  64.     USART_InitStructure.StopBits            = USART_STPB_1;
    

  65.     USART_InitStructure.Parity              = USART_PE_NO;
    

  66.     USART_InitStructure.HardwareFlowControl = USART_HFCTRL_NONE;
    

  67.     USART_InitStructure.Mode                = USART_MODE_RX | USART_MODE_TX;
    

  68.     USART_Initializes(USART2, &USART_InitStructure);
    


  69. 

  70.     USART_DMA_Transfer_Enable(USART2, USART_DMAREQ_RX);
    


  71. 

  72.     USART_Enable(USART2);
    

  73. }
OLED ToolBox交互处理实现代码如下：
复制
  1. void OLED_Handler(void)
    

  2. {
    

  3.     char Buffer[32];
    


  4. 

  5.     if(OLED_USART_RxCompleteDMA == 1)
    

  6.     {
    

  7.         sprintf(Buffer, "time : %d ms\n", SysTick_Tick);
    

  8.         OLED_USART_SendString(Buffer);
    


  9. 

  10.         uint8_t Index = OLED_USART_RxBufferIndex;
    


  11. 

  12.         OLED_USART_RxBufferIndex += 1;
    

  13.         OLED_USART_RxBufferIndex %= 2;
    


  14. 

  15.         OLED_USART_RxCompleteDMA  = 0;
    

  16.         OLED_USART_Receive_DMA(OLED_USART_RxBufferIndex);
    


  17. 

  18.         OLED_UpdateScreenWithBuffer(OLED_USART_RxBuffer[Index]);
    

  19.     }
    

  20. }

成品效果演示，请移步哔站链接：
https://www.bilibili.com/video/BV1tT411E719/

大家可以拿去播放任意图片或者小视频，小屏观看也很快乐！

OLED_ToolBox_OK.zip (3.57 MB, 下载次数: 27)


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xld0932 发表于 2022-7-22 10:01 | 显示全部楼层
原来OLED还可以这么玩呀……

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xld0932 发表于 2022-8-31 16:52 | 显示全部楼层

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Afanx 发表于 2022-8-31 18:38 | 显示全部楼层
大佬牛啊
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月亮 发表于 2022-8-31 19:49 | 显示全部楼层
发源码的都强烈支持！！！
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pklong 发表于 2022-9-3 16:31 | 显示全部楼层
这个的效果看着不错。   
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cemaj 发表于 2022-9-3 17:30 | 显示全部楼层
ToolBox 包含了哪些功能呢
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belindagraham 发表于 2022-9-3 20:12 | 显示全部楼层
OLED ToolBox有什么用呢   
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pklong 发表于 2022-9-3 21:31 | 显示全部楼层
这个使用什么开发的上位机呢  
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soodesyt 发表于 2022-9-4 22:20 | 显示全部楼层
这个使用了什么通信协议呢   
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Stahan 发表于 2022-9-5 22:46 | 显示全部楼层
厉害啊，楼主给提供了个led新思路
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usysm 发表于 2022-12-5 21:26 | 显示全部楼层
使用串口接收数据的吗？              
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modesty3jonah 发表于 2022-12-5 21:46 | 显示全部楼层
怎么保证接收数据的完整性呢？              
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hudi008 发表于 2022-12-5 22:27 | 显示全部楼层
OLED ToolBox是什么软件？
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i1mcu 发表于 2022-12-6 15:11 | 显示全部楼层
如何判断一帧图片接收完成？              
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abotomson 发表于 2022-12-6 17:00 | 显示全部楼层
可以实现图片的压缩吗？              
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