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【正点原子探索者STM32F407开发板例程】第17章 OLED显示实验

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楼主
zhangyang86|  楼主 | 2014-12-15 12:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
第十七章 OLED显示实验
    实验12 OLED显示实验.zip (481.87 KB)
第十七章 OLED显示实验-STM32F4开发指南-正点原子探索者STM32开发板.pdf (853.82 KB)

1.硬件平台:正点原子探索者STM32F407开发板2.软件平台:MDK5.13.固件库版本:V1.4.0


前面几章的实例,均没涉及到液晶显示,这一章,我们将向大家介绍OLED的使用。在本章中,我们将使用探索者STM32F4开发板上的OLED模块接口,来点亮OLED,并实现ASCII字符的显示。本章分为如下几个部分:
17.1 OLED简介
17.2 硬件设计
17.3 软件设计
17.4 下载验证

17.1 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。在本章中,我们使用的是ALINETEK的OLED显示模块,该模块有以下特点:
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4种接口包括:6800、8080两种并行接口方式、4线SPI接口方式以及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。
这里要提醒大家的是,该模块不和5.0V接口兼容,所以请大家在使用的时候一定要小心,别直接接到5V的系统上去,否则可能烧坏模块。以上4种模式通过模块的BS1和BS2设置,BS1和BS2的设置与模块接口模式的关系如表17.1.1所示:
接口方式
4线SPI
IIC
8位6800
8位8080
BS1
0
1
0
1
BS2
0
0
1
1
                       表17.1.1 OLED模块接口方式设置表
表17.1.1中:“1”代表接VCC,而“0”代表接GND。
该模块的外观图如图17.1.1所示:



图17.1.1 ALIENTEK OLED模块外观图
ALIENTEK OLED模块默认设置是:BS1和BS2接VCC ,即使用8080并口方式,如果你想要设置为其他模式,则需要在OLED的背面,用烙铁修改BS1和BS2的设置。
模块的原理图如图17.1.2所示:
图17.1.2 ALIENTEK OLED模块原理图
该模块采用8*2的2.54排针与外部连接,总共有16个管脚,在16条线中,我们只用了15条,有一个是悬空的。15条线中,电源和地线占了2条,还剩下13条信号线。在不同模式下,我们需要的信号线数量是不同的,在8080模式下,需要全部13条,而在IIC模式下,仅需要2条线就够了!这其中有一条是共同的,那就是复位线RST(RES),RST上的低电平,将导致OLED复位,在每次初始化之前,都应该复位一下OLED模块。
ALIENTEK OLED模块的控制器是SSD1306,本章,我们将学习如何通过STM32F4来控制该模块显示字符和数字,本章的实例代码将可以支持两种方式与OLED模块连接,一种是8080的并口方式,另外一种是4线SPI方式。
首先我们介绍一下模块的8080并行接口,8080并行接口的发明者是INTEL,该总线也被广泛应用于各类液晶显示器,ALIENTEK OLED模块也提供了这种接口,使得MCU可以快速的访问OLED。ALIENTEK OLED模块的8080接口方式需要如下一些信号线:
       CS:OLED片选信号。
       WR:向OLED写入数据。
       RD:从OLED读取数据。
       D[7:0]:8位双向数据线。
       RST(RES):硬复位OLED。
       DC:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。
模块的8080并口读/写的过程为:先根据要写入/读取的数据的类型,设置DC为高(数据)/低(命令),然后拉低片选,选中SSD1306,接着我们根据是读数据,还是要写数据置RD/WR为低,然后:
在RD的上升沿, 使数据锁存到数据线(D[7:0])上;
在WR的上升沿,使数据写入到SSD1306里面;
SSD1306的8080并口写时序图如图17.1.3所示:
图17.1.3  8080并口写时序图
SSD1306的8080并口读时序图如图17.1.4所示:
图17.1.4  8080并口读时序图
SSD1306的8080接口方式下,控制脚的信号状态所对应的功能如表17.1.2:
功能
RD
WR
CS
DC
写命令
H
L
L
读状态
H
L
L
写数据
H
L
H
读数据
H
L
H
                              表17.1.2  控制脚信号状态功能表
在8080方式下读数据操作的时候,我们有时候(例如读显存的时候)需要一个假读命(Dummy Read),以使得微控制器的操作频率和显存的操作频率相匹配。在读取真正的数据之前,由一个的假读的过程。这里的假读,其实就是第一个读到的字节丢弃不要,从第二个开始,才是我们真正要读的数据。
一个典型的读显存的时序图,如图17.1.5所示:
图17.1.5  读显存时序图
可以看到,在发送了列地址之后,开始读数据,第一个是Dummy Read,也就是假读,我们从第二个开始,才算是真正有效的数据。
并行接口模式就介绍到这里,我们接下来介绍一下4线串行(SPI)方式,4先串口模式使用的信号线有如下几条:
CS:OLED片选信号。
RST(RES):硬复位OLED。
DC:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。
SCLK:串行时钟线。在4线串行模式下,D0信号线作为串行时钟线SCLK。
SDIN:串行数据线。在4线串行模式下,D1信号线作为串行数据线SDIN。
模块的D2需要悬空,其他引脚可以接到GND。在4线串行模式下,只能往模块写数据而不能读数据。
在4线SPI模式下,每个数据长度均为8位,在SCLK的上升沿,数据从SDIN移入到SSD1306,并且是高位在前的。DC线还是用作命令/数据的标志线。在4线SPI模式下,写操作的时序如图17.1.6所示:
图17.1.6 4线SPI写操作时序图
4线串行模式就为大家介绍到这里。其他还有几种模式,在SSD1306的数据手册上都有详细的介绍,如果要使用这些方式,请大家参考该手册。
接下来,我们介绍一下模块的显存,SSD1306的显存总共为128*64bit大小,SSD1306将这些显存分为了8页,其对应关系如表17.1.3所示:
表17.1.3  SSD1306显存与屏幕对应关系表
可以看出,SSD1306的每页包含了128个字节,总共8页,这样刚好是128*64的点阵大小。因为每次写入都是按字节写入的,这就存在一个问题,如果我们使用只写方式操作模块,那么,每次要写8个点,这样,我们在画点的时候,就必须把要设置的点所在的字节的每个位都搞清楚当前的状态(0/1?),否则写入的数据就会覆盖掉之前的状态,结果就是有些不需要显示的点,显示出来了,或者该显示的没有显示了。这个问题在能读的模式下,我们可以先读出来要写入的那个字节,得到当前状况,在修改了要改写的位之后再写进GRAM,这样就不会影响到之前的状况了。但是这样需要能读GRAM,对于4线SPI模式/IIC模式,模块是不支持读的,而且读->改->写的方式速度也比较慢。
所以我们采用的办法是在STM32F4的内部建立一个OLED的GRAM(共128*8个字节),在每次修改的时候,只是修改STM32F4上的GRAM(实际上就是SRAM),在修改完了之后,一次性把STM32F4上的GRAM写入到OLED的GRAM。当然这个方法也有坏处,就是对于那些SRAM很小的单片机(比如51系列)就比较麻烦了。
SSD1306的命令比较多,这里我们仅介绍几个比较常用的命令,这些命令如表17.1.4所示:
表17.1.4  SSD1306常用命令表
第一个命令为0X81,用于设置对比度的,这个命令包含了两个字节,第一个0X81为命令,随后发送的一个字节为要设置的对比度的值。这个值设置得越大屏幕就越亮。
第二个命令为0XAE/0XAF。0XAE为关闭显示命令;0XAF为开启显示命令。
第三个命令为0X8D,该指令也包含2个字节,第一个为命令字,第二个为设置值,第二个字节的BIT2表示电荷泵的开关状态,该位为1,则开启电荷泵,为0则关闭。在模块初始化的时候,这个必须要开启,否则是看不到屏幕显示的。
第四个命令为0XB0~B7,该命令用于设置页地址,其低三位的值对应着GRAM的页地址。
第五个指令为0X00~0X0F,该指令用于设置显示时的起始列地址低四位。
第六个指令为0X10~0X1F,该指令用于设置显示时的起始列地址高四位。
其他命令,我们就不在这里一一介绍了,大家可以参考SSD1306 datasheet的第28页。从这页开始,对SSD1306的指令有详细的介绍。
最后,我们再来介绍一下OLED模块的初始化过程,SSD1306的典型初始化框图如图17.1.7所示:
图17.1.7  SSD1306初始化框图

图17.2.2 OLED模块与开发板连接实物图
17.3 软件设计



后续部分请下载附件学习

实验详细手册和源码下载地址:http://www.openedv.com/posts/list/41586.htm


正点原子探索者STM32F407开发板购买地址:http://item.taobao.com/item.htm?id=41855882779
  





沙发
mmuuss586| | 2014-12-15 12:05 | 只看该作者

OLED屏的功耗是不是特别低啊;

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板凳
小班儿| | 2014-12-15 17:14 | 只看该作者
OLED的对比度和广视角真是牛啊

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