[STM32F1] 基于stm32的OLED各种显示实现

[复制链接]
3531|34
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
  前言:OLED模块作为人们日常生活中常见屏幕类型之一,使用的受众面非常广阔。例如:显示各个传感器数值,显示精美界面,多级化菜单系统等等都不离不开他的身影。可以说学会OLED模块是嵌入式开发必须掌握的驱动开发技能之一,同时,也是嵌入式开发调试配置的重要手段与技巧!(文章结尾会有代码开源)

        实验硬件:STM32F103C8T6;0.96寸OLED

一、OLED简介
        OLED,即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display, OELD)。OLED 由于同时具备自发光,不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性,被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

        LCD 都需要背光,而 OLED 不需要,因为它是自发光的。这样同样的显示,OLED 效果要来得好一些。以目前的技术,OLED 的尺寸还难以大型化,但是分辨率确可以做到很高。市场上常见OLED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。

        特别注意,市面上有部分的OLED屏幕不可以直接接5.0v电压,否则可能烧坏!

        总结:目前市面上常用的0.96寸OLED屏幕通讯方式主要有SPI和I2C两种!SPI为4线制较多,而I2C为2线制。2种通讯协议较为浅显的区别:总所周知,SPI的通讯速度明显快于I2C的通讯速度,所以通常使用SPI通讯协议的OLED屏幕可以实现更高的帧数显示,画面更为流畅丝滑。

        当然,OLED屏幕显示的帧数高低不仅取决于通讯协议的不同,DMA (直接存储器访问)的使用也可以大幅提升OLED显示帧数。

评论

c17
———————————————— 版权声明:本文为CSDN博主「混分巨兽龙某某」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/black_sneak/article/details/125418537  发表于 2023-7-29 15:04
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:04 | 显示全部楼层
二、I2C通讯
        本次实验所采用的0.96寸OLED屏幕为I2C通讯方式,故在此稍微给读者介绍一下I2C通讯原理。

        IIC(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线,可发送和接收数据。在 CPU 与被控 IC 之间、IC 与 IC 之间进行双向传送,高速 IIC 总线一般可达 400kbps 以上。
        I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号, 它们分别是:开始信号、结束信号和应答信号。
        开始信号:SCL 为高电平时,SDA 由高电平向低电平跳变,开始传送数据。
        结束信号:SCL 为高电平时,SDA 由低电平向高电平跳变,结束传送数据。
        应答信号:接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后,向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲,
        表示已收到数据。CPU 向受控单元发出一个信号后,等待受控单元发出一个应答信号,CPU 接收到应答信号后,根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号,由判断为受控单元出现故障。

        这些信号中,起始信号是必需的,结束信号和应答信号,都可以不要。

        目前大部分 MCU 都带有 IIC 总线接口,STM32 也不例外。但是这里我们不使用 STM32的硬件 IIC ,而是通过软件模拟。STM32 的硬件 IIC 非常复杂,更重要的是不稳定,故不推荐使用。所以我们这里就通过模拟来实现了。

        本文的主要目的是为实现OLED各种显示(含动态),I2C的通讯原理只给大家稍微科普梳理一下。如果有需要进一步了解的读者,可以移步笔者的其他文章进行详细学习。
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:04 | 显示全部楼层
三、CubexMX配置
        为了缩短开发周期和方便后续讲解,这里使用HAL库编程。这部分的Cubex配置较为简单,具体过程如下:

        1、SYS配置:Debug选择Serial Wire(否则芯片可能自锁)

5373064c4ba07d9f0a.png
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:04 | 显示全部楼层
     2、RCC配置:选择外部高速晶振
4954164c4ba152589d.png
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:05 | 显示全部楼层
        3、I2C配置:选择I2C2,Parameter Settings为默认即可
2072464c4ba22ad072.png
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:07 | 显示全部楼层
  4、时钟树配置:
5617264c4baa8e63ef.png
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:07 | 显示全部楼层
四、代码实现与实验效果
4.1 OLED基础的初始化
        oled.c中的代码:
  1. #include "oled.h"
  2. #include "asc.h"    //字库(可以自己制作)
  3. #include "main.h"

  4. void WriteCmd(unsigned char I2C_Command) //写命令利用I2C通讯
  5. {
  6.         HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,OLED0561_ADD,COM,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&I2C_Command,1,100);
  7. }
  8.                
  9. void WriteDat(unsigned char I2C_Data)    //写数据利用I2C通讯
  10. {
  11.                 HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,OLED0561_ADD,DAT,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&I2C_Data,1,100);
  12.   }

  13. void OLED_Init(void)
  14. {
  15.         HAL_Delay(100); //这里的延时很重要
  16.        
  17.         WriteCmd(0xAE); //display off
  18.         WriteCmd(0x20);        //Set Memory Addressing Mode       
  19.         WriteCmd(0x10);        //00,Horizontal Addressing Mode;01,Vertical Addressing Mode;10,Page Addressing Mode (RESET);11,Invalid
  20.         WriteCmd(0xb0);        //Set Page Start Address for Page Addressing Mode,0-7
  21.         WriteCmd(0xc8);        //Set COM Output Scan Direction
  22.         WriteCmd(0x00); //---set low column address
  23.         WriteCmd(0x10); //---set high column address
  24.         WriteCmd(0x40); //--set start line address
  25.         WriteCmd(0x81); //--set contrast control register
  26.         WriteCmd(0xff); //亮度调节 0x00~0xff
  27.         WriteCmd(0xa1); //--set segment re-map 0 to 127
  28.         WriteCmd(0xa6); //--set normal display
  29.         WriteCmd(0xa8); //--set multiplex ratio(1 to 64)
  30.         WriteCmd(0x3F); //
  31.         WriteCmd(0xa4); //0xa4,Output follows RAM content;0xa5,Output ignores RAM content
  32.         WriteCmd(0xd3); //-set display offset
  33.         WriteCmd(0x00); //-not offset
  34.         WriteCmd(0xd5); //--set display clock divide ratio/oscillator frequency
  35.         WriteCmd(0xf0); //--set divide ratio
  36.         WriteCmd(0xd9); //--set pre-charge period
  37.         WriteCmd(0x22); //
  38.         WriteCmd(0xda); //--set com pins hardware configuration
  39.         WriteCmd(0x12);
  40.         WriteCmd(0xdb); //--set vcomh
  41.         WriteCmd(0x20); //0x20,0.77xVcc
  42.         WriteCmd(0x8d); //--set DC-DC enable
  43.         WriteCmd(0x14); //
  44.         WriteCmd(0xaf); //--turn on oled panel
  45. }

  46. void OLED_SetPos(unsigned char x, unsigned char y) //设置起始点坐标
  47. {
  48.         WriteCmd(0xb0+y);
  49.         WriteCmd(((x&0xf0)>>4)|0x10);
  50.         WriteCmd((x&0x0f)|0x01);
  51. }

  52. void OLED_Fill(unsigned char fill_Data)//全屏填充
  53. {
  54.         unsigned char m,n;
  55.         for(m=0;m<8;m++)
  56.         {
  57.                 WriteCmd(0xb0+m);                //page0-page1
  58.                 WriteCmd(0x00);                //low column start address
  59.                 WriteCmd(0x10);                //high column start address
  60.                 for(n=0;n<128;n++)
  61.                         {
  62.                                 WriteDat(fill_Data);
  63.                         }
  64.         }
  65. }


  66. void OLED_CLS(void)//清屏
  67. {
  68.         OLED_Fill(0x00);
  69. }

  70. void OLED_ON(void)
  71. {
  72.         WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵
  73.         WriteCmd(0X14);  //开启电荷泵
  74.         WriteCmd(0XAF);  //OLED唤醒
  75. }

  76. void OLED_OFF(void)
  77. {
  78.         WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵
  79.         WriteCmd(0X10);  //关闭电荷泵
  80.         WriteCmd(0XAE);  //OLED休眠
  81. }
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:07 | 显示全部楼层
    以上代码都是OLED初始化等必不可少的基础函数,目的在于配置和方便以后使用OLED。用户可以直接移植使用,注意笔者这里是选用了I2C2接口。
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:07 | 显示全部楼层
4.2 OLED各种显示API函数
        其实从本质上来说OLED等一众屏幕显示都是基于每个像素点的点亮,这里的像素点就可以等效于一个极小的LED灯(当然,LED可以是单色的,也可以是基于三原色的RGB灯),我们利用取模工具将我们表现得汉字,字符串,图片,动画等做成字库,进而利用字库去点亮规定好得LED灯及像素点,即可完成OLED得显示目的。
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:08 | 显示全部楼层
4.2.1 显示字符串
        字符串的显示是在字符显示基础上实现的,是OLED显示中常见的API函数之一。
  1. // Parameters     : x,y -- 起始点坐标(x:0~127, y:0~7); ch[] -- 要显示的字符串; TextSize -- 字符大小(1:6*8 ; 2:8*16)
  2. // Description    : 显示codetab.h中的ASCII字符,有6*8和8*16可选择
  3. void OLED_ShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch[], unsigned char TextSize)
  4. {
  5.         unsigned char c = 0,i = 0,j = 0;
  6.         switch(TextSize)
  7.         {
  8.                 case 1:
  9.                 {
  10.                         while(ch[j] != '\0')
  11.                         {
  12.                                 c = ch[j] - 32;
  13.                                 if(x > 126)
  14.                                 {
  15.                                         x = 0;
  16.                                         y++;
  17.                                 }
  18.                                 OLED_SetPos(x,y);
  19.                                 for(i=0;i<6;i++)
  20.                                         WriteDat(F6x8[c][i]);
  21.                                 x += 6;
  22.                                 j++;
  23.                         }
  24.                 }break;
  25.                 case 2:
  26.                 {
  27.                         while(ch[j] != '\0')
  28.                         {
  29.                                 c = ch[j] - 32;
  30.                                 if(x > 120)
  31.                                 {
  32.                                         x = 0;
  33.                                         y++;
  34.                                 }
  35.                                 OLED_SetPos(x,y);
  36.                                 for(i=0;i<8;i++)
  37.                                         WriteDat(F8X16[c*16+i]);
  38.                                 OLED_SetPos(x,y+1);
  39.                                 for(i=0;i<8;i++)
  40.                                         WriteDat(F8X16[c*16+i+8]);
  41.                                 x += 8;
  42.                                 j++;
  43.                         }
  44.                 }break;
  45.         }
  46. }
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:08 | 显示全部楼层
     main代码:

OLED_ShowStr(20,3,"hello world",2);
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:08 | 显示全部楼层
    显示效果: 3367664c4baf49d09c.png
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:08 | 显示全部楼层
4.2.2 显示汉字
        汉字显示也是我们实际工程运用中非常常见的一种显示要求,这里我们通常会用运用到取模工具。

        笔者选用了PCtoLCD2002完美版,取模过程如下:
5115364c4bb0320085.png
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:09 | 显示全部楼层
9837064c4bb0c94f2f.png
    注意:读者使用的取模设置方式一定要和程序所写画点的方式对应起来,否则可能会出现乱码现象。
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:09 | 显示全部楼层
  单个汉字显示的API函数:

  1. // Parameters     : x,y -- 起始点坐标(x:0~127, y:0~7); N:汉字在.h中的索引
  2. // Description    : 显示ASCII_8x16.h中的汉字,16*16点阵
  3. void OLED_ShowCN(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char N)
  4. {
  5.         unsigned char wm=0;
  6.         unsigned int  adder=32*N;
  7.         OLED_SetPos(x , y);
  8.         for(wm = 0;wm < 16;wm++)
  9.         {
  10.                 WriteDat(F16x16[adder]);
  11.                 adder += 1;
  12.         }
  13.         OLED_SetPos(x,y + 1);
  14.         for(wm = 0;wm < 16;wm++)
  15.         {
  16.                 WriteDat(F16x16[adder]);
  17.                 adder += 1;
  18.         }
  19. }
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:15 | 显示全部楼层
汉字串显示的API函数:

  1. // 这是自己写的显示中文字符串的函数,要先把中文字符串“共阴——列行式——逆向输出”取字模后存入asc.h相应的位置(连续存入)
  2. //传入参数分别为:x:起始横坐标  
  3. //                                                                y:纵坐标(填入0-7)  
  4. //                                                                begin:填入的中文字符串的第一个字在我们asc.c字库里面的序号  
  5. //                num:我们要填写几个字
  6. //                比如要填“测试”,取完字模存入后这两个字在字库中序号为0,1,横坐标0,纵坐标第二行,就填:x:0,y:2,begin:0,num:2
  7. void OLED_ShowCN_STR(u8 x , u8 y , u8 begin , u8 num)
  8. {
  9.         u8 i;
  10.         for(i=0;i<num;i++){OLED_ShowCN(i*16+x,y,i+begin);}    //OLED显示标题
  11. }
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:15 | 显示全部楼层
main代码:

        OLED_ShowCN_STR(10,3,0,7);
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:15 | 显示全部楼层
显示效果:
1573964c4bc94c4fe5.png
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:16 | 显示全部楼层
4.2.3 显示图片
        这里的图片可以是PCtoLCD2002完美版软件下的灵魂画师模式,也可以是将图片转换为变成单色(黑与白)——数组形式,而且大小应该在128*64内。

        灵魂画师:

6624064c4bca723a1b.png

本次重点讲解如何把读者所需要的图片显示到OLED上,使用的软件为Img2Lcd2.9。

        打开Img2Lcd2.9软件后如下进行设置,之后点击保存,可以得到一个大数组。
 楼主| c17 发表于 2023-7-29 15:16 | 显示全部楼层
    样例图片(分辨率50*59):
739264c4bcc500d34.png
7796364c4bcccb0e6d.png
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

c17

40

主题

312

帖子

1

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部