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[STM32F1]

基于stm32的OLED各种显示实现

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c17|  楼主 | 2023-7-29 15:04 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |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。

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c17 2023-7-29 15:04 回复TA
———————————————— 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 
沙发
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:04 | 只看该作者
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。

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板凳
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:04 | 只看该作者
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)

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地板
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:04 | 只看该作者
     2、RCC配置:选择外部高速晶振

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c17|  楼主 | 2023-7-29 15:05 | 只看该作者
        3、I2C配置:选择I2C2,Parameter Settings为默认即可

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6
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:07 | 只看该作者
  4、时钟树配置:

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7
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:07 | 只看该作者
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:
#include "oled.h"
#include "asc.h"    //字库(可以自己制作)
#include "main.h"

void WriteCmd(unsigned char I2C_Command) //写命令利用I2C通讯
{
        HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,OLED0561_ADD,COM,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&I2C_Command,1,100);
}
               
void WriteDat(unsigned char I2C_Data)    //写数据利用I2C通讯
{
                HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,OLED0561_ADD,DAT,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&I2C_Data,1,100);
  }

void OLED_Init(void)
{
        HAL_Delay(100); //这里的延时很重要
       
        WriteCmd(0xAE); //display off
        WriteCmd(0x20);        //Set Memory Addressing Mode       
        WriteCmd(0x10);        //00,Horizontal Addressing Mode;01,Vertical Addressing Mode;10,Page Addressing Mode (RESET);11,Invalid
        WriteCmd(0xb0);        //Set Page Start Address for Page Addressing Mode,0-7
        WriteCmd(0xc8);        //Set COM Output Scan Direction
        WriteCmd(0x00); //---set low column address
        WriteCmd(0x10); //---set high column address
        WriteCmd(0x40); //--set start line address
        WriteCmd(0x81); //--set contrast control register
        WriteCmd(0xff); //亮度调节 0x00~0xff
        WriteCmd(0xa1); //--set segment re-map 0 to 127
        WriteCmd(0xa6); //--set normal display
        WriteCmd(0xa8); //--set multiplex ratio(1 to 64)
        WriteCmd(0x3F); //
        WriteCmd(0xa4); //0xa4,Output follows RAM content;0xa5,Output ignores RAM content
        WriteCmd(0xd3); //-set display offset
        WriteCmd(0x00); //-not offset
        WriteCmd(0xd5); //--set display clock divide ratio/oscillator frequency
        WriteCmd(0xf0); //--set divide ratio
        WriteCmd(0xd9); //--set pre-charge period
        WriteCmd(0x22); //
        WriteCmd(0xda); //--set com pins hardware configuration
        WriteCmd(0x12);
        WriteCmd(0xdb); //--set vcomh
        WriteCmd(0x20); //0x20,0.77xVcc
        WriteCmd(0x8d); //--set DC-DC enable
        WriteCmd(0x14); //
        WriteCmd(0xaf); //--turn on oled panel
}

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

void OLED_Fill(unsigned char fill_Data)//全屏填充
{
        unsigned char m,n;
        for(m=0;m<8;m++)
        {
                WriteCmd(0xb0+m);                //page0-page1
                WriteCmd(0x00);                //low column start address
                WriteCmd(0x10);                //high column start address
                for(n=0;n<128;n++)
                        {
                                WriteDat(fill_Data);
                        }
        }
}


void OLED_CLS(void)//清屏
{
        OLED_Fill(0x00);
}

void OLED_ON(void)
{
        WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵
        WriteCmd(0X14);  //开启电荷泵
        WriteCmd(0XAF);  //OLED唤醒
}

void OLED_OFF(void)
{
        WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵
        WriteCmd(0X10);  //关闭电荷泵
        WriteCmd(0XAE);  //OLED休眠
}

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c17|  楼主 | 2023-7-29 15:07 | 只看该作者
    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。

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c17|  楼主 | 2023-7-29 15:07 | 只看该作者
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。

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10
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:08 | 只看该作者
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。
// 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)
// Description    : 显示codetab.h中的ASCII字符,有6*8和8*16可选择
void OLED_ShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch[], unsigned char TextSize)
{
        unsigned char c = 0,i = 0,j = 0;
        switch(TextSize)
        {
                case 1:
                {
                        while(ch[j] != '\0')
                        {
                                c = ch[j] - 32;
                                if(x > 126)
                                {
                                        x = 0;
                                        y++;
                                }
                                OLED_SetPos(x,y);
                                for(i=0;i<6;i++)
                                        WriteDat(F6x8[c][i]);
                                x += 6;
                                j++;
                        }
                }break;
                case 2:
                {
                        while(ch[j] != '\0')
                        {
                                c = ch[j] - 32;
                                if(x > 120)
                                {
                                        x = 0;
                                        y++;
                                }
                                OLED_SetPos(x,y);
                                for(i=0;i<8;i++)
                                        WriteDat(F8X16[c*16+i]);
                                OLED_SetPos(x,y+1);
                                for(i=0;i<8;i++)
                                        WriteDat(F8X16[c*16+i+8]);
                                x += 8;
                                j++;
                        }
                }break;
        }
}

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11
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:08 | 只看该作者
     main代码:

OLED_ShowStr(20,3,"hello world",2);

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12
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:08 | 只看该作者
    显示效果:

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13
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:08 | 只看该作者
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:

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14
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:09 | 只看该作者

    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。

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15
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:09 | 只看该作者
  单个汉字显示的API函数:

// Parameters     : x,y -- 起始点坐标(x:0~127, y:0~7); N:汉字在.h中的索引
// Description    : 显示ASCII_8x16.h中的汉字,16*16点阵
void OLED_ShowCN(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char N)
{
        unsigned char wm=0;
        unsigned int  adder=32*N;
        OLED_SetPos(x , y);
        for(wm = 0;wm < 16;wm++)
        {
                WriteDat(F16x16[adder]);
                adder += 1;
        }
        OLED_SetPos(x,y + 1);
        for(wm = 0;wm < 16;wm++)
        {
                WriteDat(F16x16[adder]);
                adder += 1;
        }
}

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16
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:15 | 只看该作者
汉字串显示的API函数:

// 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)
//传入参数分别为:x:起始横坐标  
//                                                                y:纵坐标(填入0-7)  
//                                                                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  
//                num:我们要填写几个字
//                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
void OLED_ShowCN_STR(u8 x , u8 y , u8 begin , u8 num)
{
        u8 i;
        for(i=0;i<num;i++){OLED_ShowCN(i*16+x,y,i+begin);}    //OLED显示标题
}

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17
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:15 | 只看该作者
main代码:

        OLED_ShowCN_STR(10,3,0,7);

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18
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:15 | 只看该作者
显示效果:

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19
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:16 | 只看该作者
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:



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。

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20
c17|  楼主 | 2023-7-29 15:16 | 只看该作者
    样例图片(分辨率50*59):

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