1 OLED简介
1.1 OLED的定义和优势
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。
OLED显示技术具有自发光的特性,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光,而且OLED显示屏幕可视角度大,并且能够节省电能,从2003年开始这种显示设备在MP3播放器上得到了应用。
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。
1.2 ALINETEK的0.96寸OLED模块
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。单色模块每个像素点只有亮与不亮两种情况,没有颜色区分;
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。
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。
1.3 OLED模块工作模式选择
4种模式通过模块的BS1/BS2设置(通过硬件来设置),BS1/BS2的设置与模块接口模式的关系如表所示:
接口方式 | 4线SPI | IIC | 8位6800 | 8位8080 |
BS1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
BS2 | 0 | 0 | 1 | 1 |
该OLED模块的外观图如下图所示:
ALIENTEK OLED模块默认设置是BS0接GND,BS1和BS2接VCC(8080模式),即使用8080并口方式,如果想要设置成其他的模式,则需要在OLED的背面,用烙铁修改BS0-BS2的设置。
模块的原理图如下图所示:
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。
OLED控制器为SSD1306,也就是说:裸屏由SSD1306驱动,这也是一种较为广泛使用的led驱动芯片。
2 OLED的显示原理
2.1 OLED8080并行接口信号线说明
在上面,提到了本文中OLED采用8080的接口方式,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。其对应的并行接口图如下所示:
接下来,ALIENTEK OLED 模块的 8080 接口方式需要如下一些信号线:
1)CS:OLED片选信号;
2)WR:向OLED写入数据;
3)RD:从OLED读取数据;
4)D[7:0]:8位双向数据线;
5)RST(RES):硬复位OLED;
6)DC(RS):命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。
2.2 OLED8080并口读写过程
模块的8080并口读/写的过程为:
1)将数据放到数据口;
2)根据要写入/读取的数据的类型,设置D/C(RS)为高(数据)/低(命令);
3)拉低片选,选中SSD1306;
4)接着我们根据是读数据,还是要写数据置RD/WR为低;
5)读数据过程:在RD的上升沿, 使数据锁存到数据线(D[7:0])上;
6)写数据过程:在WR的上升沿,使数据写入到SSD1306里面;
7)拉高CS和DC(RS)。
2.3 并口写时序图
2.4 并口读时序图
2.5 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,如下图所示:
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。
2.6 4线串行(SPI)读写过程
ALIENTEK OLED 模块的4线串行(SPI) 模式需要如下一些信号线:
1)CS:OLED 片选信号。
2)RST(RES):硬复位 OLED。
3)DC:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。
4)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。
5)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,写操作的时序如下图所示:
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。
2.7 OLED模块显存
OLED本身是没有显存的,它的显存是依赖于SSD1306提供的(之后讲解的TFTLCD是本身自带显存,利用FSMC来进行控制)。而SSD1306提供一块显存,芯片具体的讲解见下文。
SSD1306的显存总共为128*64bit大小,SSD1306将这些显存分为了8页。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 3 线或 4 线 SPI 模式,模块是不支持读的,而且读->改->写的方式速度也比较慢。
在STM32的内部建立一个缓存(共128*8个字节),在每次修改的时候,只是修改STM32上的缓存(实际上就是SRAM),在修改完了之后,一次性把STM32上的缓存数据写入到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。
3 SSD1306芯片
3.1 SSD1306芯片简介
SSD1306是一个单片CMOS、OLED/PLED驱动芯片可以驱动有机/聚合发光二极管点阵图形显示系统。由128 segments 和64 Commons组成。该芯片专为共阴极OLED面板设计。
SSD1306中嵌入了对比度控制器、显示RAM和晶振,并因此减少了外部器件和功耗。有256级亮度控制。数据/命令的发送有三种接口可选择:6800/8000串口,I2C接口或SPI接口。适用于多数简介的应用,注入移动电话的屏显,MP3播放器和计算器等。
3.2 SSD1306芯片特性
1)分辨率:128 * 64 点阵面板;
2)电源:
①VDD = 1.65V to 3.3V,用于IC逻辑;
②VCC = 7V to 15V,用于面板驱动;
3)点阵显示:
①OLED驱动输出电压,最大15V;
②Segment最大电流:100uA;
③常见最大反向电流:15mA;
④256级对比亮度电流控制;
4)嵌入式128 * 64位SRAM显示缓存;
5)引脚选择MCU接口:
①8位6800/8000串口;
②3/4线SPI接口;
③I2C接口。
3.3 SSD1306芯片命令
1)命令0X81:设置对比度。包含两个字节,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。
2)命令0XAE/0XAF:0XAE为关闭显示命令;0XAF为开启显示命令。
3)命令0X8D: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。
4)命令0XB0~B7:用于设置页地址,其低三位的值对应着GRAM的页地址。
5)命令0X00~0X0F:用于设置显示时的起始列地址低四位。
6)命令0X10~0X1F:用于设置显示时的起始列地址高四位。
3.4 OLED模块的初始化
下面我们介绍一下 OLED 模块的初始化过程,SSD1306 的典型初始化框图如下图所示:
驱动 IC 的初始化代码,我们直接使用厂家推荐的设置就可以了,只要对细节部分进行一些修改,使其满足我们自己的要求即可,其他不需要变动。
4 STM32控制OLED
4.1 硬件连接
1)单片机:STM32F103ZET6
2)模块:OLED显示模块
3)硬件资源:指示灯DS0、OLED模块
4)引脚连接:OLED 模块的电路在前面已有详细说明了,这里我们介绍 OLED 模块与战舰 STM32F103 的连接,开发板底板的 OLED/CAMERA 接口(P6 接口)和 ALIENTEK OLED 模块直接可 以对插(靠左插!),连接如下图所示:
图中圈出来的部分就是连接 OLED 的接口,这里在硬件上,OLED 与战舰 STM32 开发板的 IO 口对应关系如下:
1)OLED_CS 对应 PD6;
2)OLED_RST 对应 PG15;
3)OLED_RS 对应 PD3;
4)OLED_WR 对应 PG14;
5)OLED_RD 对应 PG13;
6)OLED_D[7:0]对应 PC[7:0];
4.2 STM32控制程序
设置STM32与OLED模块相连接的IO(设置与OLED相连的IO口设置为输出);
初始化OLED模块(硬复位SSD1306、驱动IC初始化程序、开启显示、清零显存、开始显示);
通过函数将字符和数字显示到OLED模块上。
#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H
#include "sys.h"
#include "stdlib.h"
//OLED模式设置
//0: 4线串行模式 (模块的BS1,BS2均接GND)
//1: 并行8080模式 (模块的BS1,BS2均接VCC)
#define OLED_MODE 1
//---------------------------OLED端口定义--------------------------
#define OLED_CS PDout(6)
#define OLED_RST PGout(15)
#define OLED_RS PDout(3)
#define OLED_WR PGout(14)
#define OLED_RD PGout(13)
//PC0~7,作为数据线
#define DATAOUT(x) GPIO_Write(GPIOC,x);//输出
//使用4线串行接口时使用
#define OLED_SCLK PCout(0)
#define OLED_SDIN PCout(1)
#define OLED_CMD 0 //写命令
#define OLED_DATA 1 //写数据
//OLED控制用函数
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd);
void OLED_Display_On(void);
void OLED_Display_Off(void);
void OLED_Refresh_Gram(void);
void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);
void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot);
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size);
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size);
#endif
#include "oled.h"
#include "stdlib.h"
#include "oledfont.h"
#include "delay.h"
//OLED的显存
//存放格式如下.
//[0]0 1 2 3 ... 127
//[1]0 1 2 3 ... 127
//[2]0 1 2 3 ... 127
//[3]0 1 2 3 ... 127
//[4]0 1 2 3 ... 127
//[5]0 1 2 3 ... 127
//[6]0 1 2 3 ... 127
//[7]0 1 2 3 ... 127
u8 OLED_GRAM[128][8];
//更新显存到LCD
void OLED_Refresh_Gram(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址(0~7)
OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址
OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址
for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA);
}
}
#if OLED_MODE==1 //8080并口
//向SSD1306写入一个字节。
//dat:要写入的数据/命令
//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{
DATAOUT(dat);
OLED_RS=cmd;
OLED_CS=0;
OLED_WR=0;
OLED_WR=1;
OLED_CS=1;
OLED_RS=1;
}
#else
//向SSD1306写入一个字节。
//dat:要写入的数据/命令
//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{
u8 i;
OLED_RS=cmd; //写命令
OLED_CS=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_SCLK=0;
if(dat&0x80)OLED_SDIN=1;
else OLED_SDIN=0;
OLED_SCLK=1;
dat<<=1;
}
OLED_CS=1;
OLED_RS=1;
}
#endif
//开启OLED显示
void OLED_Display_On(void)
{
OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令
OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD); //DCDC ON
OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD); //DISPLAY ON
}
//关闭OLED显示
void OLED_Display_Off(void)
{
OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令
OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD); //DCDC OFF
OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD); //DISPLAY OFF
}
//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!
void OLED_Clear(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)for(n=0;n<128;n++)OLED_GRAM[n][i]=0X00;
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
}
//画点
//x:0~127
//y:0~63
//t:1 填充 0,清空
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
{
u8 pos,bx,temp=0;
if(x>127||y>63)return;//超出范围了.
pos=7-y/8;
bx=y%8;
temp=1<<(7-bx);
if(t)OLED_GRAM[x][pos]|=temp;
else OLED_GRAM[x][pos]&=~temp;
}
//x1,y1,x2,y2 填充区域的对角坐标
//确保x1<=x2;y1<=y2 0<=x1<=127 0<=y1<=63
//dot:0,清空;1,填充
void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot)
{
u8 x,y;
for(x=x1;x<=x2;x++)
{
for(y=y1;y<=y2;y++)OLED_DrawPoint(x,y,dot);
}
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
}
//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//mode:0,反白显示;1,正常显示
//size:选择字体 12/16/24
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode)
{
u8 temp,t,t1;
u8 y0=y;
u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2); //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数
chr=chr-' ';//得到偏移后的值
for(t=0;t<csize;t++)
{
if(size==12)temp=asc2_1206[chr][t]; //调用1206字体
else if(size==16)temp=asc2_1608[chr][t]; //调用1608字体
else if(size==24)temp=asc2_2412[chr][t]; //调用2412字体
else return; //没有的字库
for(t1=0;t1<8;t1++)
{
if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp<<=1;
y++;
if((y-y0)==size)
{
y=y0;
x++;
break;
}
}
}
}
//m^n函数
u32 mypow(u8 m,u8 n)
{
u32 result=1;
while(n--)result*=m;
return result;
}
//显示2个数字
//x,y :起点坐标
//len :数字的位数
//size:字体大小
//mode:模式 0,填充模式;1,叠加模式
//num:数值(0~4294967295);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size)
{
u8 t,temp;
u8 enshow=0;
for(t=0;t<len;t++)
{
temp=(num/mypow(10,len-t-1))%10;
if(enshow==0&&t<(len-1))
{
if(temp==0)
{
OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,' ',size,1);
continue;
}else enshow=1;
}
OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,temp+'0',size,1);
}
}
//显示字符串
//x,y:起点坐标
//size:字体大小
//*p:字符串起始地址
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size)
{
while((*p<='~')&&(*p>=' '))//判断是不是非法字符!
{
if(x>(128-(size/2))){x=0;y+=size;}
if(y>(64-size)){y=x=0;OLED_Clear();}
OLED_ShowChar(x,y,*p,size,1);
x+=size/2;
p++;
}
}
//初始化SSD1306
void OLED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE); //使能PC,D,G端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_6; //PD3,PD6推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOD3,6
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_6); //PD3,PD6 输出高
#if OLED_MODE==1
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =0xFF; //PC0~7 OUT推挽输出
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOC,0xFF); //PC0~7输出高
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; //PG13,14,15 OUT推挽输出
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15); //PG13,14,15 OUT 输出高
#else
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //PC0,1 OUT推挽输出
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1); //PC0,1 OUT 输出高
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15; //PG15 OUT推挽输出 RST
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_15); //PG15 OUT 输出高
#endif
OLED_CS=1;
OLED_RS=1;
OLED_RST=0;
delay_ms(100);
OLED_RST=1;
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD); //关闭显示
OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //设置时钟分频因子,震荡频率
OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD); //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //设置驱动路数
OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默认0X3F(1/64)
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //设置显示偏移
OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默认为0
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD); //设置显示开始行 [5:0],行数.
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD); //电荷泵设置
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD); //bit2,开启/关闭
OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD); //设置内存地址模式
OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD); //[1:0],00,列地址模式;01,行地址模式;10,页地址模式;默认10;
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD); //段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127;
OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD); //设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数
OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD); //设置COM硬件引脚配置
OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD); //[5:4]配置
OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); //对比度设置
OLED_WR_Byte(0xEF,OLED_CMD); //1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮)
OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD); //设置预充电周期
OLED_WR_Byte(0xf1,OLED_CMD); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;
OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD); //设置VCOMH 电压倍率
OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD); //[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc;
OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD); //全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏)
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD); //设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); //开启显示
OLED_Clear();
}
int main(void)
{ u8 t;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
LED_Init(); //LED端口初始化
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_ShowString(0,0,"ALIENTEK",24);
OLED_ShowString(0,24, "0.96' OLED TEST",16);
OLED_ShowString(0,40,"ATOM 2015/1/14",12);
OLED_ShowString(0,52,"ASCII:",12);
OLED_ShowString(64,52,"CODE:",12);
OLED_Refresh_Gram(); //更新显示到OLED
t=' ';
while(1)
{
OLED_ShowChar(48,48,t,16,1);//显示ASCII字符
OLED_Refresh_Gram();
t++;
if(t>'~')t=' ';
OLED_ShowNum(103,48,t,3,16);//显示ASCII字符的码值
delay_ms(500);
LED0=!LED0;
}
}
4.3 STM32控制程序分析
OLED_Refresh_Gram()函数:更新显存到OLED。
在STM32内部定义了一个块GRAM:
u8 OLED_GRAM[128][8];
此部分GRAM对应OLED模块上的GRAM。在操作的时候,我们只需要修改STM32内部的GRAM,然后通过OLED_Refresh_Gram()函数将GRAM一次性刷新到OLED的GRAM中。
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址(0~7)
OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址
OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址
for(n=0;n<128;n++) OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA);
}
函数的具体内容先设置页地址,然后写入列地址,然后从0开始写入128个字节,这样就将一页的内容刷新过去。重复8次,将8页的内容全部刷新过去。
OLED_WR_Byte()函数:向SSD1306写入数据或命令(参数cmd为1时表示数据,为0时表示命令)。这里的步骤是和上文中8080并口写时序图的步骤基本类似。具体为:
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{
DATAOUT(dat);
OLED_RS=cmd;
OLED_CS=0;
OLED_WR=0;
OLED_WR=1;
OLED_CS=1;
OLED_RS=1;
}
首先通过DATAOUT()函数将数据放到数据口,其中DATAOUT()是一个宏定义:
#define DATAOUT(x) GPIO_Write(GPIOC,x);//输出
其次,在判断cmd参数是命令还是数据,如果是命令,DC置高;如果是数据,DC置低。接下来,拉低片选,将WR拉低再拉高产生一个上升沿。这样数据就写入到了控制器。最后,拉高片选、D/C。
OLED_DrawPoint()函数:画点函数,这里有一个对应关系需要理解。
OLED_GRAM[128][8]中的128代表列数(x坐标),而8代表的是页,每页又包含8行,总共是64行(y坐标)。从高到低对应行数从小到大。比如,我们要在x=100,y=29这个点写入1,则可以用这个句子实现:
OLED_GRAM[100][4]=1<<2;
一个通用的点(x,y)置1的表达式为:
OLED_GRAM[x][7-y/8]=1<<(7-y%8);
其中,x的取值范围为0-127;y的取值范围为0-63。
OLED_ShowChar()函数:显示字符。这里的字符采用16*8的显示方式,也就是说在OLED上16*8数目大小的点阵表示一个字符,即128个点。
下面截取了一部分16*8的字符库的内容,一个字符用16个u8类型的数字表示:
{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*" ",0*/
{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0xCC,0x00,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"!",1*/
{0x00,0x00,0x08,0x00,0x30,0x00,0x60,0x00,0x08,0x00,0x30,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00},/*""",2*/
{0x02,0x20,0x03,0xFC,0x1E,0x20,0x02,0x20,0x03,0xFC,0x1E,0x20,0x02,0x20,0x00,0x00},/*"#",3*/
{0x00,0x00,0x0E,0x18,0x11,0x04,0x3F,0xFF,0x10,0x84,0x0C,0x78,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"$",4*/
{0x0F,0x00,0x10,0x84,0x0F,0x38,0x00,0xC0,0x07,0x78,0x18,0x84,0x00,0x78,0x00,0x00},/*"%",5*/
{0x00,0x78,0x0F,0x84,0x10,0xC4,0x11,0x24,0x0E,0x98,0x00,0xE4,0x00,0x84,0x00,0x08},/*"&",6*/
具体的显示方式如下图所示:
从上到下,从左到右,高位在前。就是这样的取模方式,将字符集按照16*8的大小取模出来。1表示亮,0表示暗。
显示字符函数的具体实现:
for(t1=0;t1<8;t1++)
{
if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp<<=1;
y++;
if((y-y0)==size)
{
y=y0;
x++;
break;
}
}
这里也是按照从上到下,从左到右的取模方式来进行的。先得到最高位,然后判断是写1还是0,画点;接着读第二位,如此循环,直到一个字符的点阵全部取完为止。这里涉及到的列地址和行地址的自增,不难理解。
5 字模软件的使用
5.1 OLED 打点方式
首先我们讲一下 OLED 点阵的点亮方式。 举个显示“P” 的例子, 注意其数据的写入值: 左边为最高位 D7……
由上图可以看出,要显示“P” ,首先写入 0x1f, 则第一列显示一个竖杠,之后控制器自动水平右移到下一列, 再写入 0x05, 则出现两个小横杆, 这个两个横杆就是 0x05 中 00000101 中两个 1 所处的位置, 写完第二列后, 控制器自动跳到第三列, 再写入 0x07, 第四列写入 0x00 后, P 就显示出来了。 这也说明,即使你只想在一列的最上端显示一个小点, 你也得控制写入一个 8 位的二进制数据将其他你没有想用的位置设置好, 即写入 0x01。 即你不能一次性控制一个点阵, 只能一次性控制 8 位点阵, 即一列点阵。 这也决定了字模选择的取模方式要为“列行式” 。
5.2 汉字取模
通过讲述 PCtoLCD 字模软件在 OLED 取字模上的使用方法。 下面介绍一下取模软件的设置:
这里以取一个 14*16(宽*高) 的点阵“北” 字的设置为例说明。
①点开①的设置按钮, 弹开图中设置界面
②按照框中的设置, 设置好就可以了
③字模设置完成后, 输入“北” 字, 调整字宽为 14, 字高为 16(见图中绿框标出部分) , 注意英文字要看上面一点的显示, 图中“对应英文长高比”
④取模方式要选择“列行式” , 原因已经在上面说明了
⑤图中标出③的部分的设置, 为什么选择 14, 这个在下面的说明里会提到, 这个跟软件有关
5.3 数字及英文字母的取模方法
取小写字母“c” ,宽 6, 高 8,
①注意图中用红色标出的部分, 选择框中显示的是字宽 13 和字高 8, 这个是中文的字宽字高, 现在是英文要看上一行
②根据图中标出的, 设置一下取模设置
③每行显示的点阵数据个数, 怎么设置, 将在下面做详细描述, 这跟取到的数组大小有关,跟打点顺序有关。 取模设置中“每行显示点阵数据个数” 的设置
①主界面中的“字宽” 与“字高” 的设置才是真正对显示到液晶屏上的字体的大小的设置。
②对话框中“点阵” 的值会对字模的编码产生影响。
因为 OLED 是从第一列水平向右写入数据, 取模时也是从左往右的那样的取, 所以就拿一个 16*16 的汉字来讲, 将汉字的上半截 16 列数据, 可以分成很多份, 而点阵=字宽/
份数即 16*16 的汉字, 字宽为 16, 若将其分为两份, 则每份存 8 列的数据若将其分为一份,则每份存 16 列的数据。
例“元” 字宽 16 字高 16:
//点阵=8
{0xDF,0xDF,0xDD,0xDD,0xDD,0x1D,0xDD,0xDD},
{0xDD,0x1D,0xDD,0xDD,0xDD,0xDF,0xDF,0xFF},
{0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF3,0xFC,0xFF,0xFF},
{0xFF,0xC0,0xBF,0xBF,0xBF,0xBF,0x87,0xFF}
//点阵=16
{0xDF,0xDF,0xDD,0xDD,0xDD,0x1D,0xDD,0xDD,0xDD,0x1D,0xDD,0xDD,0xDD,0xDF,0xDF,0xFF},
{0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF3,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0xC0,0xBF,0xBF,0xBF,0xBF,0x87,0xFF}
可以看出, 点阵 8 和点阵 16 的数据是完全一样的, 只不过就是这个二维数组中的每个一维的数据位数不同罢了。 点阵 8 和点阵 16 都可以显示这个“元” 字, 只是程序上会有些不同。 推荐字宽*字高配置:()8*8——点阵8(2)16*16——点阵16(3)24*24——点阵24(4)32*32——点阵32(5)40*40——点阵40
5.4 图像取模
①图片初级处理:因为整个 OLED 的屏幕点阵为 128*64 个, 所以所有的图片的像素大小都要为宽 128, 高 64, 我指的是全屏的图片。 尺寸可以比 128*64 小。 并且由于OLED 为单色屏, 所以要把图片转成黑白色。 所以第一步处理图片。
②导入图片, 模式选择图形模式
③设置取模, 参考汉字取模, 这里不再赘述。