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MiniPro STM32H750 开发指南_V1.1-OLED显示实验

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STMCU小助手 发布时间:2022-10-7 16:49
OLED显示实验6 J4 X% X, m& `! `0 Z
本章我们来学习使用OLED液晶显示屏,在开发板上我们预留了OLED模块接口,需要准备一个OLED显示模块。下面我们一起来点亮OLED,并实现ASCII字符的显示。
$ L- y# g% }# M% N0 I" Y# Z: t: N
- C8 T$ I: e8 y  }* v: t! l23.1 OLED简介

2 n$ E7 L( c& @0 ^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。) z+ b6 @" {1 U! G# o
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:
( ~0 f$ I5 j$ E2 n1)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。; A% {7 G! D# D8 B, x
2)尺寸小,显示尺寸为0.96寸,而模块的尺寸仅为27mm26mm大小。
+ E0 r7 d- d. r3)高分辨率,该模块的分辨率为12864。
- X* y' x" r2 k, A( M: x, |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!)。& I. m* R* E( _- a; |
5)不需要高压,直接接3.3V就可以工作了。3 p, `) L1 k% ~
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。以下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23.1.1所示:7 C+ u) M+ y* H& k3 J3 ]( b1 z
0 [4 {2 W% X& q6 q6 f. R  T# n- |
d3059b9a2af74a9fa81b6eb79fd6d9f2.png
/ y4 G" |  G5 Y6 z! A4 }6 e
/ x# C6 ?0 n6 l! b* d. \                表23.1.1 OLED模块接口方式设置表" `7 k( B* v( a, m0 n% E
& e1 n: @% P8 N9 m5 v- X/ L1 e9 R
表23.1.1中:“1”代表接VCC,而“0”代表接GND。4 J2 O! X1 n1 v+ G
该模块的外观图如图23.1.1所示:5 q8 A& s- T6 i2 L

9 L* i% _  ~) J3 H2 t" B# }4 c2 V 8205988536514528a17099c8ce1651ff.png 1 g% p8 K6 q3 K6 v
' ?) Q% }2 H3 T
图23.1.1 ALIENTEK OLED模块外观图0 A* l3 }- F9 u! C+ N
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。1 x  Q) l# P* p% c5 {- J% n
模块的原理图如图23.1.2所示:: O2 M- `5 Y) v" h6 p
, s$ g6 y7 u( L
a3f7c420de8d4e0abafa0816c073c4fb.png & c4 l- J8 N) q3 v1 H2 Y

. l( Q! V1 Q5 I% L# z图23.1.2 ALIENTEK OLED模块原理图- X8 b, m( \5 I  r8 O. \3 x+ _
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。
- r9 j1 v5 u6 Y  L/ J) yALIENTEK OLED模块的控制器是SSD1306,本章,我们将学习如何通过STM32H750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。实际使用过程我们也通常只选用其中的一种来实现硬件上的连接,我们会分别介绍这两种模式,读者可以选择性阅读。
" J" @3 y; ~1 @; V( L
/ p  K2 V8 a" f  _3 P8 g23.1.1 硬件驱动接口模式2 C; b" }: C. t% b4 R' u
1.8080并口模式" W  L# T. i8 `% a: p- X7 z0 W
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:2 x* A  b7 u% Q* R) f$ ~
CS:OLED片选信号。
2 T& }' Z7 c/ k% b" r9 h0 v8 hWR:向OLED写入数据。
" Q( q) x0 h2 Y5 ?3 TRD:从OLED读取数据。2 r0 u8 Z; b* U8 K1 K+ }
D[7:0]:8位双向数据线。" s* F; z; Z6 Z* i
RST(RES):硬复位OLED。
  g2 J6 ~) ]( h) O# |/ V3 dDC:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。8 U, y; O5 ~7 k+ U' y
模块的8080并口写的过程为:先根据要写入的数据的类型,设置DC为高(数据)/低(命令),设置WR起始电平为高,然后拉低片选,选中SSD1306,接着我们在整个读时序上保持RD为高电平,然后:" G, f, y, Q" L1 Q
拉低WR的电平准备写入数据,向数据线(D[7:0])上输入要写的信息;
7 [% h5 _1 [  `9 M拉高WR,这样得到一个WR的上升沿,在这个上升沿,使数据写入到SSD1306里面;8 G8 W/ I! B8 Y! G+ |% Q% D7 M
SSD1306的8080并口写时序图如图23.1.1.1所示:* X; M; Y3 _& c; e% L
/ {  k$ C5 F- F% g. w  K: C
17d694ff33d44c24ba303b19ee561294.png : t6 [* r3 z4 v3 G2 H2 h' o( K
+ t, I& \  U6 @% C- {/ [
图23.1.1.1 8080并口写时序图% _1 e& Z5 }% ]
模块的8080并口读的过程为:先根据要写入的数据的类型,设置DC为高(数据)/低(命令),设置RD起始电平为高,然后拉低片选CS信号,选中SSD1306,接着我们在整个读时序上保持WR为高电平,然后类似写时序,同样的:
1 u8 |2 G2 @5 v& b4 M* o在RD的上升沿, 使数据锁存到数据线(D[7:0])上;2 U: N; I# u: D3 D) L: `
SSD1306的8080并口读时序图如图23.1.1.2所示:# [) |/ K* D8 v; v% O
* W8 I) ^5 ^1 T( G
ac981d53fb5f482084aeac512b35001c.png 7 h5 k' W1 ~' h  B- W3 a
5 G6 M# M! j1 T/ A' c0 {# X4 o- y
图23.1.1.2 8080并口读时序图
0 n- U. X( j2 K. D& Y) v, SSSD1306的8080接口方式下,控制脚的信号状态所对应的功能如表23.1.1.1:
' N& b6 A6 L) h5 C- V" s
# }( C0 A4 Q8 d7 Y1 J) d0 B$ ]) d ad77f00b8a7c44f39ce48157b8f7bac1.png # O. x, m( B* ?- Z
. J8 @! J4 r+ d" ]( F5 T5 i  U% d
                         表23.1.1.1 控制脚信号状态功能表
0 q- u( {4 o3 R$ ?
/ D- R/ O$ g0 p4 d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。
% R3 y. s' G2 _一个典型的读显存的时序图,如图23.1.1.3所示:
, j# W% D/ W7 s5 V# l* _: i
- C4 C2 K$ B; m0 _ eb1568e27a614b5da935580761f4a45f.png
1 D" h; P- f. ^" o+ J5 q, o1 Y9 Z) n8 F
图23.1.1.3 读显存时序图3 x' L! T- X3 W- g
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。% x3 m% V# r" j7 o
2. SPI模式
* W6 I2 m+ E+ H我们的代码同时兼容SPI方式的驱动,如果你使用的是这种驱动方式,则应该把代码中的宏OLED_MODE设置为:5 x5 y: Z' A  Y1 x
#define OLED_MODE 0 /* 0: 4线串行模式 */
1 @- o+ G, h/ C/ ~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:
: l# m# _* Q$ |- zCS:OLED片选信号。" L( @1 e7 ^* R+ l9 H) t* Q" D
RST(RES):硬复位OLED。
. m* K; [# F6 n  y# CDC:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。
, B1 M& a+ @/ @3 FSCLK: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。& X" U% u, L( R1 r
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。
* z. Z  ?/ c# J% P& o) w2 M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。) l2 T& z9 G9 _; h
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23.1.1.4所示:
4 l  O7 h3 u, c4 S" g" B3 B( k$ d& \  G" _
08f615edf9204f20b2a3d4adca2c9ac5.png
7 |; h: C% m; L0 N* P6 e! I& z3 C1 Y5 H' F8 Q
图23.1.1.4 4线SPI写操作时序图
  T- f- l0 b  j9 Y" S/ F" Y8 i! }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,我们把资料放到“开发板资料A盘->7,硬件资料\3,液晶资料\OLED资料\SSD1306-Revision 1.1 (Charge Pump).pdf”,如果要使用这些方式,请大家参考该手册并自行实现相应的功能代码。
$ Z$ c" Q4 E1 a, }& w. q( f
- I- \3 ^3 W: X/ O23.1.2 OLED显存
5 h- e  z6 t7 p" W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,不使用显存对应的行列的重映射,其对应关系如表23.1.2.1所示:
. G) ]$ N* c  X& x5 J: x" Q  e9 r/ S  a9 Y7 E( R: h
98e364308693471d8ca50613b5c95b92.png 9 c# ?" r0 F: Y. C+ b" _" n& I
, M' s# Z, \  t( T
表23.1.2.1 SSD1306显存与屏幕对应关系表
4 r4 o, l# L% I+ B! N- {* d: W2 w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。当GRAM的写入模式为页模式时,需要设置低字节起始的列地址(0x000x0F)和高字节的起始列地址(0x100x1F),芯片手册中给出了写入GRAM与显示的对应关系,写入列地址在写完一字节后自动按列增长,如图23.1.2.2所示:
. N: I, C& A$ ]9 \
. ?! q) q6 P! O# A5 t6 R1 X e9338a02870f4467ab59663920e7dc40.png
3 g' z  G8 d5 Y! X7 j
4 j) _% @7 ?. P  q/ U6 C图23.1.2.2 SSD1306页2显存写入字节与屏幕坐标的关系8 e/ a5 X/ {+ b, b' N
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。
/ E6 f0 Q$ @7 ?0 }6 Q% Y6 r所以我们采用的办法是在STM32H750的内部建立一个虚拟的OLED的GRAM(共128*8=1024个字节),在每次修改的时候,只是修改STM32H750上的GRAM(实际上就是SRAM),在修改完了之后,一次性把STM3F103上的GRAM写入到OLED的GRAM。当然这个方法也有坏处,一个是对于那些SRAM很小的单片机(比如51系列)不太友好,另一个是每次都写入全屏,屏幕刷新率会变低。
0 z/ J0 D% b! b8 d% `SSD1306的命令比较多,这里我们仅介绍几个比较常用的命令,这些命令如下表所示:/ ?; }9 L4 u0 z  I& d0 J% q0 Y

0 r6 \3 {. p# c- L7 L b27645c47fc144d2ba037e6dd597b116.png
4 Q8 A# l4 J+ g+ X& w4 j! `5 ^. J! m3 Q1 j) @
表23.1.2.3 SSD1306常用命令表! t7 O% ?4 Y9 o2 L: c
第0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。5 f6 B$ ]! Z5 a
第1个命令为0XAE/0XAF。0XAE为关闭显示命令;0XAF为开启显示命令。
' O3 M( V3 t: p2 U9 `$ ]5 {) @第2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。7 ]8 ]& j4 W# \9 I6 u
第3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。! x5 w) b7 H+ P5 ?& K0 U
第4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。
. e% [& @: a' a0 W: t+ Q第6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。) m3 g7 \; s: x" ^0 F7 Q& Z6 K
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。
. N1 X  b  i/ ?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23.1.2.4所示:
& q$ T* l% o# }' Y; _8 o
" M& N0 \7 Z+ H- D% O: q. q f21ed10c54534223b93f9074f172ca2a.png 0 `, o. e: L, N9 B! B6 a/ }, i

5 M5 @; ~5 c4 E3 O# t' Q8 _图23.1.2.4 SSD1306初始化框图' C% N2 K1 i; R' T4 `5 j6 F" D
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。# T( P4 T  X% d7 t5 }% J2 d
OLED的介绍就到此为止,我们重点向大家介绍了ALIENTEK OLED模块的相关知识,接下来我们将使用这个模块来显示字符和数字。通过以上介绍,我们可以得出OLED显示需要的相关设置步骤如下:; Q" s+ t& Y( ]" U( ]* B
1)设置STM32F103与OLED模块相连接的IO。
: P: @: ~# w3 A+ v  \  }. [, S这一步,先将我们与OLED模块相连的IO口设置为输出,具体使用哪些IO口,这里需要根据连接电路以及OLED模块所设置的通讯模式来确定。这些将在硬件设计部分向大家介绍。& v( @2 o* T! t- g2 i) |$ `4 Y( @
2)初始化OLED模块。
' D3 c( }; {% i1 x' o" u其实这里就是上面的初始化框图的内容,通过对OLED相关寄存器的初始化,来启动OLED的显示。为后续显示字符和数字做准备。" |$ J7 n( A" c
3)通过函数将字符和数字显示到OLED模块上。% ~# o0 `1 c1 t4 l3 W
这里就是通过我们设计的程序,将要显示的字符送到OLED模块就可以了,这些函数将在软件设计部分向大家介绍。% h/ D+ j7 g* {: U: v
通过以上三步,我们就可以使用ALIENTEK OLED模块来显示字符和数字了,在后面我们还将会给大家介绍显示汉字的方法。这一部分就先介绍到这里。
3 E: Q5 l3 _. {' z7 Y) M3 S8 c' q
3 |0 ~4 i8 c6 q& R; y9 s2 L23.2 硬件设计
0 Y3 e) M" x/ @1.例程功能5 V0 ^1 |. ]; O# |9 `) B, v& ]
使用8080并口模式驱动或者使用4线SPI串口模式,驱动OLED模块,不停的显示ASCII码和码值。LED0闪烁,提示程序运行。
- S( x; f0 L7 R9 Y2.硬件资源. c- G3 P: S* s; ^0 }" B
1)RGB灯
8 \  W/ i0 J0 Z" N! D* B7 Q' RRED : LED0 - PB4
/ j# w0 E8 E3 R5 i2)ALIENTEK 0.96寸OLED模块,在硬件上,OLED与开发板的IO口对应关系如下:9 Z1 E5 c  V3 D1 O' V3 q
OLED_CS对应DCMI_VSYNC,即:PB7;
( f( |5 V. O1 @8 G9 ~OLED_RS对应DCMI_SCL,即:PB10;
# k  ]! a5 V2 R; t' vOLED_WR对应DCMI_HREF,即:PA4;
9 t5 h' V6 A5 N: POLED_RD对应DCMI_SDA,即:PB11;
$ ^% E6 s1 Y8 wOLED_RST对应DCMI_RESET,即:PA7;
8 T. Y/ n3 t/ _; c& aOLED_D[7:0]对应DCMI_D[7:0],即:PB9/PB8/PD3/PC11/PC9/PC8/PC7/PC6;3 n8 T5 i! n9 o" e  X
3.原理图
3 E2 H1 [0 ?; G8 F" UOLED模块的原理图在前面已有详细说明了,这里我们介绍OLED模块与我们开发板的连接,开发板上有一个OLED/CAMERA的接口(P2接口)可以和ALIENTEK OLED模块直接对插(靠左插!),连接如图23.2.1所示:* W; S8 t& m) e) ]# ^

! v7 X# Z9 ?3 ^; M% L  ~ dbe49a735add4af8af33e9b3cd2572b0.png
' d$ O  r: y; @8 P" ?
: H5 h! _1 y/ ^, l图23.2.1 OLED模块与开发板连接示意图
( c; s, }/ C$ b- m这些线的连接,开发板的内部已经连接好了,我们只需要将OLED模块插上去就好了,注意,这里的OLED_D[7:0]因为不是接的连续的IO,所以得用拼凑的方式去组合一下,后续会介绍。
: v6 p9 P  L8 y% ~6 x23.3 程序设计( p3 _8 Q& o/ R! ~7 o
OLED只是用到HAL库中GPIO外设的驱动代码,在前面跑马灯实验已经介绍了。
' H" O5 o: O7 p/ U23.3.1 程序流程图
) z. V" b- t; M2 o$ ~$ \; _$ d  [- s6 T
10a1086a28894c1f8af029cda380f925.png
5 U5 m- v$ K: y# I) Q5 E
& A4 d1 I9 n/ m1 Q6 f# F+ i$ |图23.3.1.1 OLED实验程序流程图
( e5 d  i/ W# z6 h, A( {2 ]/ h4 D4 j/ e5 i6 _9 m7 s
23.3.2 程序解析
3 m5 H, q2 }' ]9 x- u& m7 l3 D1.OLED驱动代码
  a7 K; y3 S% d) _- h/ c这里我们只讲解核心代码,详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。OLED驱动源码包括三个文件:oled.c、oled.h和oledfont.h。oledfont.h头文件存放的是ASCII字符集,oled.h存放的是引脚接口宏定义和函数声明等,oled.c则是驱动代码。, m% R7 B( O/ D
首先看oledfont.h头文件的ASCII字符集内容:; d5 N+ ?# V  @# q
  1. /* 常用ASCII表
      v0 E6 l$ p0 S8 y
  2. * 偏移量32
    9 T' i# s$ t; ~; n* B
  3. * ASCII字符集: !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]
    + u) C9 [+ K# U6 Q: z$ G. @
  4. ^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~( Q& i. w9 N3 n  w! u& M% ~
  5. * PC2LCD2002取模方式设置:阴码+逐列式+顺向+C51格式
    ! H: Y. [  t, z+ a/ T4 Z9 ~& L1 G
  6. * 总共:3个字符集(12*12、16*16和24*24),用户可以自行新增其他分辨率的字符集。+ ~. g' o6 S2 G7 t6 U
  7. * 每个字符所占用的字节数为:(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2),$ L3 Y3 Y; t$ `: b: |& c
  8. 其中size:是字库生成时的点阵大小(12/16/24...)6 v; ^" G6 _- o5 Z# S( {# w% B. j
  9. */
    & g) M/ Z5 k6 x8 N9 `/ @& F$ a

  10. 6 N: O+ V5 |& ]3 d
  11. /* 12*12 ASCII字符集点阵 */
    2 |+ T; M# W9 ]
  12. const unsigned char oled_asc2_1206[95][12]={ ...这里省略字符集库... };
    , T5 z4 Y7 [7 H( }$ k5 E! g
  13. 1 j9 f/ D1 k. R. K/ z
  14. /* 16*16 ASCII字符集点阵 */2 b: I6 I$ N4 f
  15. const unsigned char oled_asc2_1608[95][16]={ ...这里省略字符集库... };
    + J# E% r* i! l5 q% i5 m- o! ~

  16. ; Q/ r9 u4 A- [: ]$ M0 Y+ @: M& i
  17. /* 24*24 ASICII字符集点阵 */+ O0 O4 n7 e; U
  18. const unsigned char oled_asc2_2412[95][36]={ ...这里省略字符集库... };
复制代码

8 ^3 d+ x( {6 u* M3 N& M0 R0 z该头文件中包含三个大小不同的ASCII字符集点阵,其中包括:1212 ASCII字符集点阵、1616 ASCII字符集点阵、2424 ASICII字符集点阵。每个字符集点阵都包含95个常用的ASCII字符集,从空格符开始,分别为: !"#$%&'()+,-0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQR
3 h, s- d! l* I( d' ~STUVWXYZ[]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~。2 ^! `8 @9 W6 g9 ]
上面的ASCII字符集,我们可以使用一个款很好的字符提取软件来制作获取。字符提取软件为:PCtoLCD2002完美版,该软件可以提供各种字符,包括汉字(字体和大小都可以自己设置)阵提取,且取模方式可以设置好几种,常用的取模方式,该软件都支持。该软件还支持图形模式,也就是用户可以自己定义图片的大小,然后画图,根据所画的图形再生成点阵数据,这功能在制作图标或图片的时候很有用。0 A9 |5 d$ V$ Z& ~
该软件的界面如图23.3.2.1所示:
5 }  d7 X, a* I9 o6 d& v: [
* ^6 I% [' z5 W( W7 z; E; h 49111753b3cd458d9606f69a58976ae0.png
' x6 g6 v7 @/ V/ z! Q8 \, [  C/ ?7 I! Y$ T& H+ e2 u
图23.3.2.1 PCtoLCD2002软件界面& C" m2 a; y% d3 ]3 I
然后我们选择设置,在设置里面设置取模方式如图23.3.2.2所示:
" h  Y$ |% i0 ]' E2 h) h, _3 F
+ N" @- h" c0 z* p$ b, S& c/ U3 s c0eeff577668477c9ac4bc98c5c94801.png / Q$ Z6 L, u- {

' T1 a3 ?( @. O4 o图23.3.2.2 设置取模方式. W  f* U$ f. _! T5 v1 {- w
上图设置的取模方式,在右上角的取模说明里面有,即:从第一列开始向下每取8个点作为一个字节,如果最后不足8个点就补满8位。取模顺序是从高到低,即第一个点作为最高位。如*-------取为10000000。其实就是按如图23.3.2.3所示的这种方式:
3 b7 K) O; F' i3 s+ j; B4 r6 B/ h% X* q4 C3 |5 ^6 }
164bcd6601af417ba95aa1666363cac8.png
$ [6 I1 {& Q4 M* `' `- U2 O! J8 h: G
图23.3.2.3 取模方式图解. p3 ?7 Y" d3 [- V
从上到下,从左到右,高位在前。我们按这样的取模方式,然后把ASCII字符集按126大小、168和2412大小取模出来(对应汉字大小为1212、1616和2424,字符的只有汉字的一半大!),每个126的字符占用12个字节,每个168的字符占用16个字节,每个24*12的字符占用36个字节。
4 V' X  B. E. q/ doled.c和oled.h文件的代码可以帮助显示我们制作好的字符集。我们还是先看oled.h文件的宏定义,首先是OLED模式设置宏定义:
9 T5 }$ x' k/ [' o; \
1 G" a* u1 D# P
  1. /* OLED模式设置$ C" C2 ~: y3 f$ ]1 |
  2. * 0: 4线串行模式          (模块的BS1,BS2均接GND)% f' C1 v: e: r4 [/ U
  3. * 1: 并行8080模式         (模块的BS1,BS2均接VCC)
    $ D6 {2 R; `, s! x* _2 K8 x
  4. *// [: _2 c3 z5 g% x
  5. #define OLED_MODE       1   /* 默认使用8080并口模式 */
    9 G0 c0 R+ ^$ R
  6. 通过宏定义OLED_MODE来决定使用4线串行模式(0)还是并行8080模式(1),默认使用8080并口模式。
    : R! ]* {' P3 {8 d9 K! L
  7. 关于OLED 80并口模式和SPI模式的引脚定义就不列出来了,请看源码。
    " J% f+ K! V9 i4 k
  8. 还有两个关于向OLED写入选择命令或者数据的宏定义,后面讲的oled_wr_byte函数用到。' {  P% k! z* o* G8 l
  9. /* 命令/数据 定义 */1 b, T! o' p! x4 |: Z
  10. #define OLED_CMD        0       /* 写命令 */; ]. ^) p. j5 E; u
  11. #define OLED_DATA       1       /* 写数据 */
    % B' T6 @$ D; W: Z
  12. 最后就是oled.c文件的驱动源码介绍。先是OLED(SSD1306)的初始化函数,其定义如下:8 }( v# j1 C; Z; O& \
  13. /**. e% I" d6 v% Z9 J
  14. * @brief       初始化OLED(SSD1306), D6 Y8 o/ S; [2 E
  15. * @param       无
    " c- f6 \' n/ q, ^) J
  16. * @retval      无1 G2 L) V* ^. Z: d6 w/ H8 D- `0 M
  17. */# H2 G+ X) ^1 q9 R, d
  18. void oled_init(void)0 y& ?  b! T2 h" L4 n) u3 t
  19. {
    " E8 @( o# W) I
  20.     GPIO_InitTypeDef  gpio_init_struct;; }: ^. Y% q. n% R
  21. - ?0 P! [7 y$ b( U  O
  22.     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();! @6 r' M( N2 o7 l6 b8 S9 Z& k) x
  23.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    + h) N% L7 w. d8 }- n+ |( B+ H
  24.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();% n; a' ~$ J5 n2 c  D
  25.     __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();& V( u' a7 c4 A9 _9 z" Y
  26. ! l/ F# x( [1 M! l- W" D; C( f4 m
  27. #if OLED_MODE==1         /* 使用8080并口模式 */
    $ ]1 W8 F. ~: m' J
  28. /* PA4,6,7,8设置 */
    , @! e; z/ |& u3 V
  29.     gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8;
    % p6 E& q% W: j+ U
  30.     gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;                   /* 推挽输出 */; t' Z4 l* k5 v8 q8 b% X, V
  31.     gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP;                             /* 上拉 */* \# k0 y$ g: z
  32.     gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;           /* 高速 */
    : i$ F; V/ n% h( ~2 C1 \
  33.     HAL_GPIO_Init(GPIOA,&gpio_init_struct);6 K( W1 N* Q5 N1 }: _! V
  34. / l9 g, \1 U/ _6 B2 Q5 i7 Q
  35.     gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10' N$ M8 T: N4 V7 |9 O% w
  36. |GPIO_PIN_11;       /* PB7,8,9,10,11设置 */- Y6 a0 E+ W" L! V2 E
  37.     HAL_GPIO_Init(GPIOB,&gpio_init_struct);
    - U/ s: [" t) y. @- U
  38. ( B  u! X4 F! q/ ^
  39.     gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8) q6 l0 ]* f, q* a0 E( M9 r  Y) y
  40. |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_11; /* PC4,6~9,PC11设置 */3 I* Q  {' ]* R
  41.     HAL_GPIO_Init(GPIOC,&gpio_init_struct);
    # R7 q# @7 B; l8 }& Y

  42. : W5 d$ C3 i* t4 o$ ], n# _( [
  43.     gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_3;                 /* PD3 设置 */0 g/ h% `3 Q+ W9 `
  44.     HAL_GPIO_Init(GPIOD,&gpio_init_struct);1 Z. O# F* u; {9 z( [& l

  45. 9 ]+ n8 g# M; h
  46.     OLED_WR(1);( s/ L# m% e7 b, S
  47.     OLED_RD(1);
    ' x/ s4 ~( u* V
  48. & f% |/ u. o: u; S! v! H4 D
  49. #else               /* 使用4线SPI 串口模式 */
    ) i1 K4 H4 U% g; I. }; m3 e) ^

  50. 9 e) ?7 e: M; k; }' S5 U# N
  51.     gpio_init_struct.Pin=OLED_SPI_RST_PIN;& G  W  r0 F5 d/ m2 m* w8 W+ m; K
  52.     gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;                       /* 推挽输出 */
    / \* X' G6 a# i# E) l" o* [
  53.     gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP;                                 /* 上拉 */2 M+ n1 x% s- y7 }9 z  M  F
  54.     gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;              /* 高速 */# K- T  O  s% E* {6 E2 O
  55.     HAL_GPIO_Init(OLED_SPI_RST_PORT,&gpio_init_struct);            /* RST引脚模式设置 *// _7 `" u, A# p6 \+ b! D

  56. * ?5 f; @- B. ^) V) G1 x
  57.     gpio_init_struct.Pin=OLED_SPI_CS_PIN;
      n: I/ ?7 K: n3 B
  58.     HAL_GPIO_Init(OLED_SPI_CS_PORT,&gpio_init_struct);             /* CS引脚模式设置 */9 j4 d' r3 ^6 r* P" Q
  59. 4 h2 A/ q1 M8 ?+ G) ?3 x
  60.     gpio_init_struct.Pin=OLED_SPI_RS_PIN;) _, X% D" b1 n0 r4 e- ?6 ^0 G
  61.     HAL_GPIO_Init(OLED_SPI_RS_PORT,&gpio_init_struct);             /* RS引脚模式设置 */% t4 y1 q. T) p

  62. % c+ _% a$ F- W$ T; N
  63.     gpio_init_struct.Pin=OLED_SPI_SCLK_PIN;
    3 }7 i9 Z2 Q' w( |  w3 l7 g
  64.     HAL_GPIO_Init(OLED_SPI_SCLK_PORT,&gpio_init_struct);           /* SCLK引脚模式设置 */) N* n4 ^' v% R  _4 e$ @/ C

  65. . t1 W  [1 U$ k4 f0 H/ x
  66.     gpio_init_struct.Pin=OLED_SPI_SDIN_PIN;( z0 T: l" r% ]8 c6 [% P
  67.     HAL_GPIO_Init(OLED_SPI_SDIN_PORT,&gpio_init_struct);           /* SDIN引脚模式设置 */
    - W* K8 s# \$ e* I5 K6 K

  68. ) B; j( k+ h0 `1 ?
  69.     OLED_SDIN(1);
    , q7 ^: `- Q8 ^1 I
  70.     OLED_SCLK(1);
    7 t5 L1 Q& Y  K& F  r
  71. #endif
    : @( f6 f  y  i! r; y) S
  72.     OLED_CS(1);
    7 \" [  s+ g7 b8 `5 y
  73.     OLED_RS(1);, D: p- o# S2 n' J. w
  74. . c8 v- ?8 h8 ~$ [7 H/ r
  75.     OLED_RST(0);8 P; `+ A( m3 L) i
  76.     delay_ms(100);1 O* s- X# p. O7 r* h3 Q+ V1 d0 u
  77.     OLED_RST(1);9 N2 B( i/ w5 i2 o) q
  78. 0 V2 A5 s9 g- U+ i) o
  79.     oled_wr_byte(0xAE, OLED_CMD);   /* 关闭显示 */
    3 P; X" O6 C# ]8 x  i
  80.     oled_wr_byte(0xD5, OLED_CMD);   /* 设置时钟分频因子,震荡频率 */9 U" s  x9 Q( \" L) q, w
  81.     oled_wr_byte(80, OLED_CMD);             /* [3:0],分频因子;[7:4],震荡频率 */2 o  U0 a' g9 d) d  o# }" A
  82.     oled_wr_byte(0xA8, OLED_CMD);   /* 设置驱动路数 */* E6 x+ G0 e3 ^* t# q
  83.     oled_wr_byte(0X3F, OLED_CMD);   /* 默认0X3F(1/64) */4 x/ n; [+ R  H- r
  84.     oled_wr_byte(0xD3, OLED_CMD);   /* 设置显示偏移 */
    3 q, r' v) E4 a& ]5 m/ R
  85.     oled_wr_byte(0X00, OLED_CMD);   /* 默认为0 */. s+ l2 K5 }' D% E9 G/ H. l

  86. " P" i* v1 o, R6 W- K& k
  87.     oled_wr_byte(0x40, OLED_CMD);   /* 设置显示开始行 [5:0],行数. */
    ; v7 d5 {' g7 p7 L6 C5 t, z' @$ Y
  88. 8 [$ o5 d5 I  u+ Y, U
  89.     oled_wr_byte(0x8D, OLED_CMD);   /* 电荷泵设置 */6 V2 w1 G! Z. [. H0 H
  90.     oled_wr_byte(0x14, OLED_CMD);   /* bit2,开启/关闭 */
    ! u: q# B& d- p( M- t7 W
  91. oled_wr_byte(0x20, OLED_CMD);   /* 设置内存地址模式 */
    5 _- V) E9 V8 Q+ d% E
  92. /* [1:0],00,列地址模式;01,行地址模式;10,页地址模式;默认10; */4 {4 o: G) N" |6 X
  93.     oled_wr_byte(0x02, OLED_CMD);   
    7 Q+ a9 \( x: c* H( ~% t
  94.     oled_wr_byte(0xA1, OLED_CMD);   /* 段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127; */
    ; x7 X3 g; f1 P3 B* K3 o9 t4 e
  95. /* 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 */   6 E8 v. M- m! y5 X; d
  96.     oled_wr_byte(0xC8, OLED_CMD);   
    ' Q% B$ s6 b) x
  97.     oled_wr_byte(0xDA, OLED_CMD);   /* 设置COM硬件引脚配置 */2 i( }8 }: h8 S/ F# r6 \" c
  98.     oled_wr_byte(0x12, OLED_CMD);   /* [5:4]配置 */
    5 ^/ m4 N2 K/ |& i0 G8 b+ n
  99. ) S4 ^8 s. }9 M4 q& d; k
  100.     oled_wr_byte(0x81, OLED_CMD);   /* 对比度设置 */9 v! _1 P" {% k: z2 X
  101.     oled_wr_byte(0xEF, OLED_CMD);   /* 1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮) *// y% W) D& i: Q+ ^# v
  102.     oled_wr_byte(0xD9, OLED_CMD);   /* 设置预充电周期 */
    # f; E  k4 G7 ?
  103.     oled_wr_byte(0xf1, OLED_CMD);   /* [3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2; */
    1 D! f5 L+ k: U6 y3 o6 X
  104. oled_wr_byte(0xDB, OLED_CMD);   /* 设置VCOMH 电压倍率 */5 R6 K+ g3 |' i; q
  105. /* [6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc; */
    ) D: w: Y9 q" l* N# H9 t
  106.     oled_wr_byte(0x30, OLED_CMD);   0 W6 ~5 b2 k$ I4 a6 U, V. n

  107. 7 r" P2 m6 K1 C9 e9 N: Q/ x/ Y" L
  108.     oled_wr_byte(0xA4, OLED_CMD);   /* 全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏) */
    4 b; w& m0 |( H. `9 a2 X
  109.     oled_wr_byte(0xA6, OLED_CMD);   /* 设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示 */# j* |; h5 i0 G- w6 s# V
  110.     oled_wr_byte(0xAF, OLED_CMD);   /* 开启显示 */
    7 E$ W. u  B. d/ l, c! R# b1 K
  111.     oled_clear();9 q: `$ A2 H: ]) |& }6 C! U$ V( }' @
  112. }
复制代码

9 t, ~6 y6 @* _& z( S  q- p, y该函数的结构比较简单,开始是对GPIO口的初始化,这里我们用了宏定义OLED_MODE来决定要设置的IO口,后面的就是一些初始化序列了,我们按照厂家提供的资料来做就可以。值得注意一点的是,因为OLED是无背光的,在初始化之后,我们把显存都清空了,所以我们在屏幕上是看不到任何内容的,就像没通电一样,不要以为这就是初始化失败,要写入数据模块才会显示的。
7 O" N- \& |9 _2 s- ^* S接着,要介绍的是oled_refresh_gram更新显存到OLED函数,该函数的作用是把我们在程序中定义的二维数组g_oled_gram的值一次性刷新到OLED的显存GRAM中。我们在oled.c文件开头定义了如下一个二维数组:) K- o8 A: v. U  i7 X2 _% ^

' ]/ I4 s2 P0 F! r. z0 R, _
  1. /*
    4 F+ O) q7 w* ?' k9 y7 \9 p; s4 Q, W( X
  2. * OLED的显存
    9 A& G/ D) m2 C6 c; {" h
  3. * 每个字节表示8个像素, 128,表示有128列, 8表示有64行, 高位表示高行数.
    8 O+ l0 Z, ~! O; `
  4. * 比如:g_oled_gram[0][0],包含了第一列,第1~8行的数据. g_oled_gram[0][0].0,即表示坐标(0,0)
    $ S! Q* |2 B7 S% Z$ d+ ]9 K
  5. * 类似的: g_oled_gram[1][0].1,表示坐标(1,1), g_oled_gram[10][1].2,表示坐标(10,10), . ]9 g& b5 Y0 ~3 s+ ]% I+ }- S
  6. * 9 |- r3 ^8 H. N4 G* @) ?
  7. * 存放格式如下(高位表示高行数).
    - G7 ?: j- j. w4 s7 c$ j* \0 j
  8. * [0]0 1 2 3 ... 1272 h/ X# \2 H" }% e- f! _5 i
  9. * [1]0 1 2 3 ... 127
      y/ R$ z% w4 n2 r* K4 u
  10. * [2]0 1 2 3 ... 127" ~4 j+ ?, d( n/ C
  11. * [3]0 1 2 3 ... 127, Q  r& k: i- k: r8 `: t& n
  12. * [4]0 1 2 3 ... 1275 {; h8 _* U+ u
  13. * [5]0 1 2 3 ... 1274 P. [+ J: y1 t7 n- x: z" c( j4 U
  14. * [6]0 1 2 3 ... 127
    $ Z# m1 c9 U1 n4 K( {5 j1 c$ b
  15. * [7]0 1 2 3 ... 127
    9 U, u# X: _- e4 {. G+ T
  16. */: Z% J6 g1 L/ f. f7 |
  17. static uint8_t g_oled_gram[128][8];
复制代码

- C, z: j% e0 K; V7 ]: B% a" {该数组值与OLED显存GRAM值一一对应。在操作的时候我们只需要先修改该数组的值,然后再通过调用oled_refresh_gram函数把数组的值一次性刷新到OLED 的GRAM上即可。oled_refresh_gram函数定义如下:
; f; C; T, g6 `0 K6 i. `
( f; o$ f5 @6 Q( g) \/ _5 r+ d
  1. /**
    0 b& i& r# A# ?: U( y+ t' `6 o
  2. * @brief               更新显存到OLED" U; N9 j1 H9 X3 w6 I
  3. * @param               无( I- s  V) e9 {: ~
  4. * @retval              无
    5 l3 p& ]: t/ j
  5. */
    : d/ K! D  a4 g" O" m6 b3 X* ^& e$ ]
  6. void oled_refresh_gram(void)
    ' c8 o' X1 {; r: N# H% ?" \5 r
  7. {7 e. N0 [/ U$ k/ F$ L# Y
  8.     uint8_t i, n;$ ^- e6 m  {: t) `- g

  9.   }! T, z3 f' M5 o( Z" \: Z, N7 O
  10.     for (i = 0; i < 8; i++)
    # ?5 Y2 E9 W2 R; w2 D$ _- A, Q! V% R
  11.     {- }, d) A. k4 Z4 s
  12.         oled_wr_byte (0xb0 + i, OLED_CMD); /* 设置页地址(0~7) */
    % q; d% ^( g$ k; \
  13.         oled_wr_byte (0x00, OLED_CMD);      /* 设置显示位置—列低地址 */
    9 L, n3 \# |, m3 l1 C0 X
  14.         oled_wr_byte (0x10, OLED_CMD);      /* 设置显示位置—列高地址 */
    - B$ y! e8 @" G" v$ y
  15.         for (n = 0; n < 128; n++)
    % |5 l9 a3 ~8 u$ x3 s0 ^8 n
  16.         {) |+ F4 {1 s- `+ b! {
  17.             oled_wr_byte(g_oled_gram[n]<i>, OLED_DATA);' L# C) q1 x$ c& g
  18.         }
    ) N4 C6 `1 Y- g0 F4 M7 T
  19.     }" L. g+ r8 k) w2 q6 d( z6 U  S
  20. }</i>
复制代码

; q0 |: R' r% Aoled_refresh_gram函数先设置页地址,然后写入列地址(也就是纵坐标),然后从0开始写入128个字节,写满该页,最后循环把8页的内容都写入,就实现了整个从STM32显存到OLED显存的拷贝。
! n# H& A3 U3 ?, y6 R! ^* Q1 I) D4 }oled_refresh_gram函数还调用了oled_wr_byte这个函数,也就是我们接着要介绍的函数:该函数和硬件相关,8080并口模式下该函数定义如下:
% g. X; C! O, D5 W6 \$ q- `
; B) e) d- a( e5 [7 k
  1. /**% C" y3 l9 m0 Q: M. k( {1 Y' w
  2. * @brief               向OLED写入一个字节
    8 S  ?2 C" j. h3 N3 V. p( l9 ]
  3. * @param               data: 要输出的数据+ G2 r, Q5 a- K1 m. F: W7 Q
  4. * @param               cmd: 数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;3 m1 {% a3 }/ u. p- j; [" n
  5. * @retval              无5 m8 b0 ]/ v5 c, k  `/ v
  6. */
    ) ]9 `  ]! _6 F( {
  7. static void oled_wr_byte(uint8_t data, uint8_t cmd)
    1 |5 P- r7 q% g- E) A
  8. {
    . @' E) v- \/ W
  9.     oled_data_out(data);
    - ?+ }* R4 C3 Z
  10.     OLED_RS(cmd);
    : T- k+ I4 a$ h, H; J5 m
  11.     OLED_CS(0);
    ( N2 u# z- s' v5 u
  12.     OLED_WR(0);
    0 c8 G# \+ S: o$ {
  13.     OLED_WR(1);
    , h' N/ i5 p& B7 J' a. c. E8 D
  14.     OLED_CS(1);: y# q" ^" H. @1 u1 @
  15.     OLED_RS(1);
    8 h0 i9 V2 q$ e: }
  16. }! S7 S& G4 `3 V3 l% Q' l0 [8 j; B6 T
  17. 8080并口模式下的oled_wr_byte函数还调用oled_data_out函数,其定义如下:" `) ~2 m3 E$ e( v! Z
  18. /**
    ! q& n0 G+ l  L% |+ ~  e( h
  19. * @brief               通过拼凑的方法向OLED输出一个8位数据* C% n+ n$ R$ q3 r$ k
  20. * @param               data: 要输出的数据5 l/ m: A0 Z6 q. k3 t: ~
  21. * @retval              无- V* K5 a& {8 r* Y9 D
  22. */
    ' C5 {, s7 i$ T; D! j
  23. static void oled_data_out(uint8_t data)
    7 i1 B# ]' x0 g( X% z8 |
  24. {9 W  K9 N8 r( I" L. M
  25.     uint16_t dat = data & 0X0F;
    $ Q0 F  {/ y* W
  26.     GPIOC->ODR &= ~(0XF << 6);              /* 清空6~9 */
    # O8 J8 F! G) b
  27.     GPIOC->ODR |= dat << 6;                 /* D[3:0]-->PC[9:6] */3 v7 [/ v& ]4 }* U

  28. 4 o% Z- [' q  ^+ J  d9 o6 _3 `
  29.     GPIOC->ODR &= ~(0X1 << 11);             /* 清空11 */  B0 \( A* t/ c; C& c4 f) Q- y1 e
  30.     GPIOC->ODR |= ((data >> 4) & 0x01) << 11;        /* D4 */$ H  p+ y  {8 I4 n7 Z0 C# r
  31. 6 s: s/ A+ U5 k1 c- J
  32.     GPIOD->ODR &= ~(0X1 << 3);                          /* 清空3 */
    9 T2 E" h  I- Z: f
  33.     GPIOD->ODR |= ((data >> 5) & 0x01) << 3;         /* D5 */8 q8 Q3 ]' R8 w# z

  34. ' j9 F4 T) o7 G5 w
  35.     GPIOB->ODR &= ~(0X3<<8);                                   /* 清空8,9 */1 s# P* I- F; r$ R# u! G: @
  36.     GPIOB->ODR |= ((data >> 6) & 0x01) << 8;         /* D6 */
    ! {* }; K( k$ @/ O& o+ ]# q1 [/ V
  37.     GPIOB->ODR |= ((data >> 7) & 0x01) << 9;         /* D7 */+ N* F8 {2 w9 e8 i* L
  38. }
复制代码

% q) w- W( p9 joled_data_out函数的处理方法,就是我们前面说的,因为OLED的D0~D7不是接的连续IO,所以必须将数据,拆分到各个IO,以实现一次完整的数据传输,该函数就是根据我们OLED_D[7:0]具体连接的IO,对数据进行拆分,然后输出给对应位的各个IO,实现并口数据输出。这种方式会降低并口速度,但是我们OLED模块,是单色的,数据量不是很大,所以这种方式也不会造成视觉上的影响,大家可以放心使用,但是如果是TFTLCD,就不推荐了。
2 i+ \0 p6 }/ m$ L* q* t9 LSPI模式下该函数定义如下:- j5 L; ?1 ^* U! V/ c$ Y# ^

  `  s/ u: S8 ~, t) u; R: K
  1. /**
    ' H7 s- Q% `$ k
  2. * @brief               向OLED写入一个字节
    ; ?1 M0 k$ `6 b" r# v" F9 A
  3. * @param               data: 要输出的数据
    % _; V/ P) k) R2 R7 i( E+ b$ q/ l
  4. * @param               cmd: 数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
    / K6 H1 i; I! l1 |# u7 S
  5. * @retval              无' z- I7 z! O, ]& t# C  v
  6. */5 Z- R4 x6 W  ^: ~2 {
  7. static void oled_wr_byte(uint8_t data, uint8_t cmd)
    ' V3 Y6 J0 E! d3 }
  8. {$ e/ Z9 q7 F* d% ~, h
  9.     uint8_t i;
    , n7 s" e: Q# K+ W
  10.     OLED_RS(cmd);   /* 写命令 */
    ( O+ _+ T* q& i  P3 Z2 }0 ^  Y
  11.     OLED_CS(0);! D1 Q0 O% B& q* W0 m! Q9 o

  12. . u- i3 r" [0 h" i
  13.     for (i = 0; i < 8; i++)
    2 C; H+ P3 r' _. @4 J
  14.     {, u8 B6 w" B- x/ O) B
  15.         OLED_SCLK(0);
    1 N2 E* ^: \  m. u! Z0 i) {0 t6 r: T
  16. ) N* o; }! P+ i. p+ a0 k
  17.         if (data & 0x80)
    % ^6 p# Y1 F, }/ d! @& x  F
  18.         {" k& S% l' Z9 g
  19.             OLED_SDIN(1);
    : {! l! o  M5 a3 v& P4 I
  20.         }
    / ?# Y0 c/ f8 M, c
  21.         else
    ' Y/ {- A: B1 I* }. e
  22.         {0 ]0 }+ S' u, m8 C
  23.             OLED_SDIN(0);
    ' ~) J! d3 R) ?: B
  24.         }  A. t9 s3 ]6 n6 z+ E' \5 [
  25.         OLED_SCLK(1);
      s% `+ d1 m! n* i
  26.         data <<= 1;. _0 K" a1 u/ l+ Z. _% \
  27.     }+ Q3 D8 o: v6 H( E6 }
  28. 7 f1 U0 f/ E# Q" c* W
  29.     OLED_CS(1);
    " r' A1 |8 {2 n% }! x2 G. K& A
  30.     OLED_RS(1);2 A$ D. w5 b. v* p
  31. }
    ' c3 |" U' I5 X* k, x  h
复制代码
% x8 n' P* e. r9 \
两种模式下的oled_wr_byte函数形参是一样的。第一个形参data就是要写的内容。第二个形参cmd是通过选用OLED_CMD和OLED_DATA两个宏定义的其中一个,控制选择写命令还是写数据。两种模式下的oled_wr_byte函数的时序操作就是根据上面我们对8080接口以及4线SPI接口的时序来编写的。/ V- G3 N+ }5 B! X
g_oled_gram [128][8]二维数组中的128代表列数(x坐标),而8代表的是页,每页又包含8行,总共64行(y坐标),从高到低对应行数从小到大,如表23.3.2.1所示:
- e0 h0 q# j  _. h4 W8 d
: y. Q+ a0 {3 e7 L- K 81cce940a19844069841ef46fab67f2b.png
9 Z* |0 V1 A7 ^3 ], ?
0 K! j9 l8 T9 C2 k! ^" f0 ~表23.3.2.1 OLED_GRAM和OLED屏坐标对应关系* f/ D* r8 I$ s, H4 l$ W
上表中G代表OLED_GRAM,G[0][0]就表示OLED_GRAM[0][0]。比如,我们要在x=3,y=9这个点写入1,则可以用这个句子实现:+ J, n# m+ F# B: z
OLED_GRAM[3][1]|=1<<1;
# ~2 o5 w, ?( L' Q# y一个通用的在点(x,y)置1表达式为:0 Z* v1 k/ L4 J. P5 `5 V
OLED_GRAM[x][y/8]|=1<<(y%8);+ ^% |5 D/ Z$ Y( z! L; R
其中x的范围为:0127;y的范围为:063。
" E7 t4 u$ H  q" V0 n7 s因此,我们可以得出接下来介绍的这个比较重要的函数:OLED画点函数,其定义如下:
9 h# t" n5 y* O4 h1 r6 M6 b0 c( N2 a9 d! }  {5 {5 N
  1. /**
    + R1 `( Q1 Z0 n9 b9 M
  2. * @brief       OLED画点 5 g7 ?4 q& V$ G  X
  3. * @param       x  : 0~127  H$ _/ q& a5 Y  |
  4. * @param       y  : 0~63: n, I: m, }7 K) c9 q2 S
  5. * @param       dot: 1 填充 0,清空
    ) o& W+ n! M; w" X: ]
  6. * @retval      无& H6 g  l1 J/ Y! ^, @4 X8 b" M
  7. */
    4 p2 @8 n' |& A8 @6 W; I
  8. void oled_draw_point(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t dot)$ t6 l6 M2 T# T$ w' j' T# h
  9. {
    " ^9 Y, U# T# g, c
  10.     uint8_t pos, bx, temp = 0;
    " @0 H+ c" z- t: ~6 Z

  11. - D* I, |: v2 h' q& s% |1 \6 h; K
  12.     if (x > 127 || y > 63) return;  /* 超出范围了 */
    9 s! M8 e6 ^) a( z6 q; {' ?( q
  13. 1 H$ o& ]3 N6 l7 y2 ^" ~/ F
  14.     pos = y / 8;     /* 计算GRAM里面的y坐标所在的字节, 每个字节可以存储8个行坐标 */
    $ k6 P$ [7 T# U, k
  15. ( h# \; C9 W' b& H1 z, P  ?
  16.     bx = y % 8;                /* 取余数,方便计算y在对应字节里面的位置,及行(y)位置 */
    4 i, z: x( g: C: {% E* G9 ^: j
  17.     temp = 1 << bx;         /* 高位表示高行号, 得到y对应的bit位置,将该bit先置1 */8 y# @3 H+ m# D2 \! V7 v+ k

  18. + R0 G2 b8 S7 b* `" ^. p+ @6 N. Z" J
  19.     if (dot)    /* 画实心点 */
    : j4 F7 W9 [# ?* J6 T/ Z  {
  20.     {
    % H8 P2 w, S  u7 ?8 ~
  21.         g_oled_gram[x][pos] |= temp;6 c/ Y- g. G% W0 K, Q
  22.     }
    * M8 G* q9 i* r, [+ L" Y
  23.     else        /* 画空点,即不显示 */
    & T8 W- q, t. Z' M( B, z
  24.     {9 r2 C$ ^; l& W$ \9 Q  }" |+ G& B# J
  25.         g_oled_gram[x][pos] &= ~temp;) ?0 s3 T5 P" e& y) Y1 s; Q& M
  26.     }
    2 `" [. y' Q  w- C3 i
  27. }
复制代码
& U6 t& a/ D5 X3 S
该函数有3个形参,前两个是横纵坐标,第三个为要写入1还是0。该函数实现了我们在OLED模块上任意位置画点的功能。5 W1 ]8 D! Q: d  |% }8 Z# }( a- \
前面我们知道取模方式是:从上到下,从左到右,高位在前。下面根据取模的方式来编写显示字符oled_show_char函数,其定义如下:1 m+ b6 N. K9 Q2 M3 B# h4 S

- Y' k$ r9 E7 {+ m3 q% n" E
  1. /**: j" Q2 X% N0 P8 k
  2. * @brief       在指定位置显示一个字符,包括部分字符 8 k* W$ N1 v- Q3 [
  3. * @param       x   : 0~127
    8 ?% Q8 S3 ~$ _  w4 I+ j+ J5 z
  4. * @param       y   : 0~63
      ?3 F8 \1 @) ]/ d, L
  5. * @param       size: 选择字体 12/16/24
    ( i' \; B0 g/ ^) N* ~
  6. * @param       mode: 0,反白显示;1,正常显示
    ) g, ^. G8 j% Z( K, D
  7. * @retval      无; x, X- J/ j/ ~1 u9 {% |) u4 D. G
  8. */ * g: ?/ {7 n1 \9 f% Q
  9. void oled_show_char(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t chr,uint8_t size,uint8_t mode)
    5 j# `+ j$ K3 m! c9 Z1 R
  10. {
    1 _! Y) c8 j# p$ h8 `
  11.     uint8_t temp, t, t1;0 q! m* W0 Z9 ^- Y) A, c; D1 ]
  12.     uint8_t y0 = y;8 {( s) H6 [! y% o
  13. uint8_t *pfont = 0;5 @: K2 g* R( J; ?- O
  14. /* 得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 */3 `8 W$ w5 g2 e: ~2 F4 n1 [1 ?2 O
  15.     uint8_t csize = (size / 8 + ((size % 8) ? 1 : 0)) * (size / 2); 3 B" X: D, ^' g9 t5 B* s- ]
  16.     chr = chr - ' ';      /* 得到偏移后的值,因为字库是从空格开始存储的,第一个字符是空格 */' a& V' }; a4 K8 D0 C/ W! j
  17. 5 V, l$ G; h. j5 F
  18.     if (size == 12)       /* 调用1206字体 */! a, z- ]% k8 U
  19.     {
    + E( A0 |: N- \5 C: W0 q( E
  20.         pfont = (uint8_t *)oled_asc2_1206[chr];        0 C4 U# l# x( {7 `- N# V# M
  21.     }
    2 T- l+ \: O( r( S; Y0 i, G
  22.     else if (size == 16) /* 调用1608字体 */ ; Y: x- S! v7 t! v8 C
  23.     {
    3 i; j( B3 @/ R' ?. M& X1 r: y) d
  24.         pfont = (uint8_t *)oled_asc2_1608[chr];
    3 R( n0 P% r! S
  25.     }
    ' R4 d/ Z% V9 X
  26.     else if (size == 24) /* 调用2412字体 */
    3 [: b/ x" Q7 p( t9 [: a' M
  27.     {1 N# V8 l$ p4 @& i+ y5 A
  28.         pfont = (uint8_t *)oled_asc2_2412[chr];) @+ p$ G" D6 \4 _: X) B
  29.     }
    2 N# j- D# l6 M; x7 F7 Z7 U$ A3 b# G
  30.     else                    /* 没有的字库 */( d! p( |" \7 u( z) y0 q6 m
  31.     {" z- b. o$ w5 c. I- W
  32.         return;   
    + J1 }9 `8 l) ]! e- E8 |
  33.     }# v+ b% d% g% x

  34. # o8 ]$ l; F  J# r+ l7 f1 ~" x
  35.     for (t = 0; t < csize; t++)  z8 L7 s3 R3 j7 }  \
  36.     { # v( X/ v- ]1 {% P8 \
  37.         temp = pfont[t];+ u( q* J" H" t3 r+ E+ S
  38.         for (t1 = 0; t1 < 8; t1++); o$ i/ ~; x! E
  39.         {. e+ N. Q: U  T5 c9 E% j: K7 b
  40.             if (temp & 0x80)oled_draw_point(x, y, mode);
    1 ^$ \2 P# g# H  d& L  H
  41.             else oled_draw_point(x, y, !mode);
    $ r! n  h9 X) X) t% u" k
  42. : f/ A! ?0 e$ b$ U# |- p3 m9 @) g
  43.             temp <<= 1;) I' h2 q% |* F& n6 P
  44.             y++;% p9 {! F$ i& N9 Z

  45. # r- f* \$ x. P$ \2 i, r, t
  46.             if ((y - y0) == size). L+ N& ^# j& G8 T$ O
  47.             {
    5 C! E+ `5 W# P# [: J4 \
  48.                 y = y0;! w- J/ U1 x6 s
  49.                 x++;
    9 ]+ M! m+ s9 H! N' p: @( n
  50.                 break;! k% @% D8 Z; Y
  51.             }
    , y& f" \. N8 [9 O; o7 N
  52.         }  E- l- G! Q* L
  53.     }3 Z2 ^% r( d' }/ U, }6 d. g
  54. }
复制代码

1 m. P; U6 ]* V. ]* |该函数为字符以及字符串显示的核心部分,函数中chr = chr - ’ ';这句是要得到在字符点阵数据里面的实际地址,因为我们的取模是从空格键开始的,例如oled_asc2_1206 [0][0],代表的是空格符开始的点阵码。在接下来的代码,我们也是按照从上到小(先y++),从左到右(再x++)的取模方式来编写的,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。这其中涉及到列地址和行地址的自增,根据取模方式来理解,就不难了。
. P! F5 b8 a+ [7 j8 N! s, poled.c的内容比较多,其他的函数请大家自行理解,下面开始main.c文件的介绍。9 k9 c- G# K2 \  P0 q
2. main.c代码
8 A2 a+ ~! A* U在main.c里面编写如下代码:
9 I% u* z: ]0 B% D/ u& s! V% H9 Y% C% N; ~' D
  1. int main(void)3 @  A' W5 D3 [$ H( E" a( t1 J
  2. {
    & K, J" A; C" z- b; F
  3.     uint8_t t = 0;' w! F: p0 c7 R9 v
  4.     sys_cache_enable();                             /* 打开L1-Cache */
    5 M. j7 J! [6 V' B
  5.     HAL_Init();                                       /* 初始化HAL库 */
    0 A  Y+ Q8 p* ~
  6.     sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);          /* 设置时钟, 480Mhz */
    : M' c, O) h: _$ l7 V% [
  7.     delay_init(480);                                 /* 延时初始化 */
    ) Q' t1 D% _! v+ H# m" Q
  8.     usart_init(115200);                             /* 串口初始化为115200 */
    4 E* ^5 _& T; N/ r7 N
  9.     led_init();                                       /* 初始化LED */
    ' \: R/ A+ O+ ?7 y5 Z1 H
  10.     oled_init();                                      /* 初始化OLED */: D! _! V: q4 m. Q1 h) r; }, p
  11.     oled_show_string(0, 0, "ALIENTEK", 24);( w& S) \& N" U0 A6 T
  12.     oled_show_string(0, 24, "0.96' OLED TEST", 16);) ]0 u  M. O1 w, G; L8 U5 u
  13.     oled_show_string(0, 40, "ATOM 2020/3/22", 12);- K$ ~6 Y  G8 ]5 a  [% F) H" [
  14.     oled_show_string(0, 52, "ASCII:", 12);
    + [8 D* d9 t; E# @2 T: U  f9 d
  15.     oled_show_string(64, 52, "CODE:", 12);
    * f% u+ ~  V! A% w) P4 q8 e
  16.     oled_refresh_gram();    /* 更新显示到OLED */
    3 s3 P1 E7 {8 p2 g9 q
  17. t = ' ';
    & Z- P, b  C9 }9 d, G
  18.     while (1)
    : n/ E) X6 b, d4 p
  19.     {
    0 ~4 J" k$ X* @/ h8 a$ B
  20.         oled_show_char(36, 52, t, 12, 1);        /* 显示ASCII字符 */
    . i# k. y) o  f' J3 @7 ~
  21.         oled_show_num(94, 52, t, 3, 12);         /* 显示ASCII字符的码值 */
    ! E9 E) l) B' P
  22.         oled_refresh_gram();                       /* 更新显示到OLED */  ~+ O* Z! V# ?( C4 y9 Q
  23.         t++;
    / f+ {2 y, Z3 N: g
  24.         if (t > '~')t = ' ';
    ' W- _: x" _. K6 A. o
  25.         delay_ms(500);9 ^/ Z. A% P' X' t, H
  26.         LED0_TOGGLE();  /* LED0闪烁 */8 Q& Y4 l) s( M2 N' b* C) t2 Z# q
  27.     }% J+ _" p* R" y) _1 t
  28. }
复制代码

* Z4 @0 `! @1 r. I- C' G( tMain.c主要功能就是在OLED上显示一些实验信息字符,然后开始从空格键开始不停的循环显示ASCII字符集,并显示该字符的ASCII值。最后LED0闪烁提示程序正在运行。0 }  L: E) Z2 e. ?; u
23.4 下载验证: A+ M# G. j+ w# w6 U3 A
下载代码后,LED0不停的闪烁,提示程序已经在运行了。同时OLED模块显示ASCII字符集等信息,如图23.4.1所示:
% Q; H3 |# D0 Z9 ]! J7 R3 k6 Z" s' @' O
6c845089d4294fb18cd1ab691a871a50.png & a0 g9 N: I) \
! w2 m9 z8 m  S* ?7 V, S/ W$ T
图23.4.1 OLED显示效果4 a' ?8 e: r0 }( b
OLED显示了三种尺寸的字符:2412(ALIENTEK)、168(0.96’ OLED TEST)和12*6(剩下的内容)。说明我们的实验是成功的,实现了三种不同尺寸ASCII字符的显示,在最后一行不停的显示ASCII字符以及其码值。
, x, g' ?4 R7 t$ o通过这一章的学习,我们学会了ALIENTEK OLED模块的使用,在调试代码的时候,又多了一种显示信息的途径,在以后的程序编写中,大家可以好好利用。
% r/ j0 X- G, i4 X, p8 B————————————————; I$ ^& [' K. b$ J" H
版权声明:正点原子! q3 H$ z% A  B

, _( N; }1 W) S1 g2 |5 F& K
0 d8 T+ B) D0 M( o, q) w
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