STM32+12864实现RGB灯亮度的菜单调节

只看该作者 · 2023-9-29 18:55

写在前面
这是我第一次写文章，可能有很多错误或者描述不到位的地方，**大家多多包涵。如果有前辈发现我的文章中有什么问题，欢迎指出，谢谢。同时，这篇文章也是用作我自己以后查询一些资料之用，所以我会分析很多的源码、协议等。不需要的朋友可以自行省略。程序上参考了野火和中景园的部分例程。

昨天，做了个小实验，使用STM32配合OLED12864实现对多个LED发光二极管的亮度管理。具体的要求如下：能够在OLED上显示出的LED的种类，如红灯、绿灯、蓝灯等。并在后面显示当前板子上对应的LED的实际亮度。利用两个按键进行调节。其中第一个按键用于选择LED，第二个按键实现对当前选中的LED的亮度进行调节。调节LED亮度的手段为PWM，调节的亮度等级为0-9。

只看该作者 · 2023-9-29 18:55

硬件方案
我使用了野火霸道V-2开发板，板上的芯片为STM32F103ZET6。板上外设搭载了一个RGB灯，可以分别控制红色、绿色、蓝色光的亮度。红、绿、蓝分别接在板子的PB5、PB0、PB1引脚。原理图如下：

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12864采用了OLED的版本，支持SPI通讯协议。

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SPI通讯协议
SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。最早由摩托罗拉公司提出，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。现广泛的用于ADC、LCD等设备。

只看该作者 · 2023-9-29 18:56

SPI的优缺点：
优点：1.传输速度快
2.用4条线完成数据传输，节约芯片管脚
缺点：1没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据

只看该作者 · 2023-9-29 18:56

SPI的硬件组成
SPI由四条数据线组成：
1.SCK:时钟线，由主机控制
2.MISO: M代表主机，I代表INPUT，S代表从机，O代表OUTPUT，即主收从发数据线
3.MOSI: M代表主机，O代表OUTPUT，S代表从机，I代表INPUT，即主发从收数据线
4.CS：片选信号线。0代表被选中，1代表没被选中

只看该作者 · 2023-9-29 18:56

关于SPI协议本文只做基本的介绍，更多详细的了解大家可以在CSDN上查找其他的笔记，也可以在b 站搜索SPI协议，查找相关视频进行学习。

只看该作者 · 2023-9-29 18:57

12864显示屏
12864简介
12864显示屏是一种统称，并非指专门的某一型号的显示屏。12864代表的含义是横向有128个像素，纵向有64个像素，即128*64大小的液晶屏。类似的命明规则包括1602（16代表一行可以显示16个字符，02表示有两行），1601（16代表一行可以显示16个字符，01表示有一行）等。不同的厂商生产的12864具体的使用方法可能不同，所以需要大家注意。

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OLED12864简介
我选用的12864是OLED12864，没有带字库，所以需要我们利用取模软件对汉字进行取模后，才可以显示出汉字。12864支持SPI协议。可以利用SPI协议进行写入。与标准的SPI协议不同，我们只需要主机发送数据到OLED12864上即可。而且在SPI总线上只挂载了一个外设,所以我们将CS线硬件接地，保持选中状态。所以，我们实际上只使用了SPI协议中的MOSI线和SCLK线。由于我的PCB板上的丝印分别对应的接口为SDA和SCL，所以我在程序中使用了SDA和SCL来表示。OLED12864上还有两个接口，分别为RES和D/C，RES用于OLED的重置，D/C线用于控制向OLED12864发送的是命令还是数据。

只看该作者 · 2023-9-29 18:57

OLED12864的控制
要想控制好12864，首先需要查阅其数据手册。根据数据手册可以得知，在每次使用OLED12864之前，首先需要对屏幕进行初始化。而对屏幕初始化则需要使用SPI协议进行数据传输，所以，我首先分析如何使用SPI进行数据传输。需要说明的是，我采用了ARM软件模拟的方法实现SPI传输，没有使用STM32的片上外设。

只看该作者 · 2023-9-29 18:57

复制

void OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd)

{        

        u8 i;                          

        if(cmd)

          OLED_DC_GPIO_DATA;

        else

          OLED_DC_GPIO_COM;

        

        for(i=0;i<8;i++)

        {

                OLED_SCLK_Clr();

                if(dat&0x80)

                   OLED_SDA_HIGH;

                else 

                   OLED_SDA_LOW;

                OLED_SCLK_Set();

                dat<<=1;   

        }                                                   



        OLED_DC_GPIO_DATA; 

e}

只看该作者 · 2023-9-29 18:57

这个自定义函数模拟了SPI协议，用于向 OLED12864发送数据。其中第一个形参用于填写发送数据的具体值。第二个形参用与选择发送的是数据，还是指令。所谓数据，大家可以理解为需要写入的十六进制数，而指令，则可以理解为当把数据写入oled的显存中后，让其显示出来。接下来，我们简单分析一下这个函数的具体实现原理。根据OLED12864的数据手册可知。当D/C线接为高电平时，代表向OLED12864写入数据，D/C线为低电平时写入指令。当调用该函数的时候，程序首先读取第二个形参com的数据。根据com形参的值，选择D/C线的值。OLED_DC_GPIO_DATA; 和 OLED_DC_GPIO_COM;两句我在头文件中定义。

只看该作者 · 2023-9-29 18:58

选择好发送是数据还是指令。接下来就要发送形参1data中储存的具体的值，输输入的值一般为8bit。根据SPI协议，OLED12864在时钟线上升沿时接收数据。所以，我们首先调用OLED_SCLK_Clr();拉低时钟线。接下来是SPI发送的核心。0x80转化为二进制数为10000000（b），将我们要发送的数据和1000000（b）做与运算之后，就可以需要发送数据的最高位写的是0还是1.如果最高位为0，则SDA线发送低电平，代表逻辑0，反之，发送高电平，代表逻辑1。发送完数据后，拉高时钟线，产生一个上升沿。使OLED12864读取数据。这一个过程，完成了一个bit的发送。发送完一个bit的数据。将bata中的值左移一位。在重复上面的过程。一次需要发送8个bit即要重复8次上述过程。所以，我们将该部分程序放在for循环中。实现一个字节（8bit）数据的发送。

只看该作者 · 2023-9-29 18:58

利用该函数，我们就可以向OLED12864写入数据或指令，实现OLED12864的控制。

只看该作者 · 2023-9-29 18:59

OLED12864内容显示
在程序的最开始，定义了一个二维数据，用于存放OLED12864每一个点上的内容。可以理解为OLED12864的显存。

uint8_t OLED_GRAM[128][8];

只看该作者 · 2023-9-29 18:59

这个二维数组的定义和其采用的主控有关。下面引用一下数据手册的内容。

只看该作者 · 2023-9-29 18:59

本屏所用的驱动 IC 为 SSD1306；其具有内部升压功能；所以在设计的时候不需要再专一设计升压电路；当然了本屏也可以选用外部升压，具体的请详查数据手册。SSD1306 的每页包含了 128 个字节，总共 8 页，这样刚好是 12864 的点阵大小。

只看该作者 · 2023-9-29 18:59

驱动IC内部把OLED12864横向的64个像素点，以8个为一组，分成8组。每一组中纵向有128列。在讲解OLED12864控制时讲过，我们每次发送数据是8bit为一个单位进行传输。之所以这样设计，和内部IC驱动将其分为8组，每一组中有8个bit是相关的。也就是说，我们想要在OLED上显示内容，只需要把我们想显示的内容写入在OLED_GRAM[128][8]数组。在将数组中的值一次发送到驱动IC即可。接下来介绍将数组的数据发送到驱动IC的函数。

只看该作者 · 2023-9-29 18:59

void OLED_Refresh(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
   OLED_WR_Byte(0xb0+i,OLED_CMD); //设置行起始地址
   OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //设置低列起始地址
   OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD); //设置高列起始地址
   for(n=0;n<128;n++)
   OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA);
  }
}