【经验分享】STM32 OLED简介

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STMCU小助手发布时间：2022-6-14 18:32

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文章简介:	STM32 OLED简介

01. OLED概述
OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（OrganicElectroluminesence 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。

02. OLED特性参数
ATK-0.96’ OLED 模块是 ALIENTEK 推出的一款小尺寸(0.96 寸)、高亮、自带升压电路的高性能 OLED 显示模块，分辨率为 128*64，该模块采用原装维信诺高亮 OLED 屏，采用SSD1306 驱动 IC，该芯片内部集成 DCDC 升压，仅需 3.3V 供电，即可正常工作，无需用户再添加升压 DCDC 电路。

模块支持：8 位 6800 并口、8 位 8080 并口、IIC 以及 4 线 SPI 等 4 种通信接口，通过模块背面的 BS1，BS2 焊盘，可以自行设置模块的接口方式。默认为：8 位 8080 并口。该模块各参数如表 1.1 和表 1.2 所示：

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ATK0.96’ OLED 模块支持多种通信接口，通过模块背面的 BS1，BS2，可以自行设置模块的通信接口方式，见表 1.3：

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03. OLED模块描述
ATK-0.96’ OLED 模块是 ALIENTEK 推出的一款高性能 OLED 显示模块，尺寸小巧（27mm*26mm），结构紧凑，模块通过 1 个 2*8P 的 2.54mm 间距排针与外部连接，模块外观如图 2.1.1 所示：

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该模块具有如下特点：
 双色可选，提供纯蓝色或黄蓝双色两种模块
 高分辨率，分辨率为：128*64
 超小尺寸，OLED 显示屏为 0.96 寸，模块尺寸仅为 27mm*26mm
 多种接口方式，提供 8086 并口、6800 并口、4 线 SPI 和 IIC 等五种接口方式
 集成 DCDC，无需外部高压，仅需提供 3.3V 电源，即可正常工作
图 2.1.1 中，左侧的图片是模块的背面图，右侧的是正面图。

04. OLED模块原理图

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05. OLED模块引脚说明
ATK-0.96’ OLED 模块通过 2*8 的 2.54 排针同外部单片机通信，各引脚的详细描述如下表所示

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温馨提示

模块在使用 IIC 模式或者 4 线 SPI 模式的时候，是不支持读操作的，所以如果你需要读操作，只能选择 6800 或者 8080 并口模式。模块默认是：8080 并口模式，大家根据自己选择的接口模式，来接线。
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06. OLED模块使用
ATK-0.96’ OLED 模块的控制器是 SSD1306，支持多种接口方式，我们模块支持 4 种连接方式，这里我们介绍其中 8080 并口模式。

8080并口模式

ATK-0.96’ OLED 模块支持 8 位 8080 并口模式，总共需要 13 根信号线通信，这些信号线如下：
CS：OLED 片选信号。
WR(RW)：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 并口写时序如图所示：

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SSD1306 的 8080 并口读时序如图 2.3.1.2 所示：

SSD1306 的 8080 接口方式下，控制脚的信号状态所对应的功能如表所示：

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注 1：H 代表高电平（VCC），L 代表低电平（GND），↑代表上升沿。

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，如图所示：

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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。

显存

SSD1306 的显存总共为 128*64bit 大小，SSD1306 将这些显存分为了 8 页，其对应关系如表所示：

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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 模式或者 IIC 模式来说，模块是不支持读的，而且读->改->写的方式

速度也比较慢。

我们推荐采用的办法是在单片机的内部建立一个 OLED 的 GRAM（需要 128*8 个字节），在每次修改的时候，只是修改单片机上的 GRAM（实际上就是 SRAM），在修改完了之后，一次性把单片机内部的 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，如果内存不够，那就推荐还是采用并口模式，这样可以节约内存。

指令

SSD1306 的指令比较多，这里我们仅介绍几个比较常用的命令

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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。