STM32驅(qū)動0.96寸OLED液晶屏

目錄

• 序言

• OLED簡介

• 模塊介紹

• 引腳定義

• SSD1306控制芯片驅(qū)動

• 時(shí)序圖講解

• SSD1306常用命令

• 命令設(shè)置SSD1306

• 如何顯示字符

• 測試結(jié)果

• 資料下載

序言

液晶屏通常作為嵌入式設(shè)備的顯示終端，用于顯示一些關(guān)鍵信息，將信息直接顯示在一塊小的液晶屏幕上。

液晶屏除了可以作為顯示終端外，還可以作為調(diào)試信息輸出的一個終端。

在調(diào)試硬件程序的時(shí)候，通常會對程序進(jìn)行調(diào)試，想輸出一些狀態(tài)或者信息來體現(xiàn)程序當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，一般我們會選擇串口打印輸出內(nèi)容，或者LED的不同閃爍頻率代表不同狀態(tài)，當(dāng)然我們也可以使用一個液晶屏來顯示不同內(nèi)容，這種方式也是十分的方便快捷的。

OLED簡介

OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode），又稱為有機(jī)電激光顯示（Organic Electroluminesence Display， OELD）。OLED由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。
 
LCD都需要背光，而OLED不需要，因?yàn)樗亲园l(fā)光的。這樣同樣的顯示，OLED效果要來得好一些。OLED的尺寸難以大型化，但是分辨率確可以做到很高。

模塊介紹

• 尺寸：0.96寸

• 控制芯片：SSD1306

• 管腳數(shù)量：7

• 引腳間距：2.54mm

• 分辨率：128*64,可以顯示漢字、ASCII、圖案，對比度高

• 可視角度：>160度

• 無需背光（OLED屏的特點(diǎn)）

• 供電：3V-5V

有的模塊是不跟5V接口兼容的，使用前一定要確認(rèn)好。

引腳定義

• GND：電源地

• VCC：2.2V~5.5V

• D0：SCL，CLK時(shí)鐘

• D1：SDA，MOSI數(shù)據(jù)

• RES：RST復(fù)位

• D/C：數(shù)據(jù)/命令選擇

• CS：片選，接地

此模塊可以采用SPI或IIC通信方式，最多只需要4個IO口既可驅(qū)動。

SPI電路連接：
GND---地
VCC---3.3V或5V
D0---接單片機(jī)IO，作為SPI總線的CLK時(shí)鐘引腳，時(shí)鐘
D1---接單片機(jī)IO，作為SPI總線的MOSI數(shù)據(jù)引腳，數(shù)據(jù)輸入
RES---接單片機(jī)IO
D/C---接單片機(jī)IO，高電平為寫數(shù)據(jù)，低電平為寫命令
CS---片選，接地（可不連接單片機(jī)IO），選中SSD1306

IIC電路連接：
GND---地
VCC---3.3V或5V
D0---接單片機(jī)IO，作為IIC的SCL引腳
D1---接單片機(jī)IO，作為IIC的SDA引腳
CS---接地

SSD1306控制芯片驅(qū)動

時(shí)序圖講解

我們以STM32單片機(jī)為例，使用5個GPIO模擬SPI總線與SSD1306總線進(jìn)行通訊。

因?yàn)镾TM32與OLED屏的通訊只是單向數(shù)據(jù)傳輸，即只存在STM32向OLED屏發(fā)送數(shù)據(jù)，不涉及到讀取返回?cái)?shù)據(jù)，所以我們要實(shí)現(xiàn)顯示功能之前，需要根據(jù)SPI寫操作時(shí)序圖，先實(shí)現(xiàn)一個向SSD1306寫入一個字節(jié)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

SSD1306使用4Wire SPI寫操作的時(shí)序圖

封裝一個向SSD1306寫入一個字節(jié)的函數(shù)，
函數(shù)原型為：
void OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd);
其中：
dat為待寫入的數(shù)據(jù)或者命令；
cmd為數(shù)據(jù)或命令標(biāo)志，0表示命令；1表示數(shù)據(jù)。

由上面SPI操作的時(shí)序圖可知，IO引腳的時(shí)序如下所示：

1. 首選看發(fā)送的字節(jié)是命令還是數(shù)據(jù)，如果是命令，OLED_DC（D/C）引腳置0，即低電平；如果是數(shù)據(jù)，OLED_DC（D/C）引腳置1，即高電平。

if(cmd) OLED_DC_Set();else  OLED_DC_Clr();

2. 片選OLED_CS（CS）引腳置0，即拉低（硬件電路中CS引腳也可以直接與GND相連，這樣就不用操作CS引腳了）。

OLED_CS_Clr();

3. 1個字節(jié)的數(shù)據(jù)有8位，將8位數(shù)據(jù)由高到低的順序發(fā)出，數(shù)據(jù)要在OLED_SCLK（D0）引腳的上升沿之前設(shè)置好，所以要先將OLED_SCLK（D0）置低，然后將一位數(shù)據(jù)送至OLED_SDIN（D1）引腳，然后將OLED_SCLK（D0）置高，這樣一位數(shù)據(jù)就發(fā)送出去了，如此循環(huán)8次，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)就發(fā)送出去了。

for(i=0;i<8;i++){  OLED_SCLK_Clr(); if(dat&0x80) OLED_SDIN_Set(); else  OLED_SDIN_Clr(); OLED_SCLK_Set(); dat<<=1; }

4. 8位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后，將OLED_CS（CS）引腳拉高，即置1，恢復(fù)至初始狀態(tài)。

OLED_CS_Set();OLED_CS_Set();OLED_DC_Set();

*代碼完整實(shí)現(xiàn)

void OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd){  uint8_t i;  if(cmd) OLED_DC_Set(); else  OLED_DC_Clr();   OLED_CS_Clr();  for(i=0;i<8;i++) {  OLED_SCLK_Clr(); if(dat&0x80) OLED_SDIN_Set(); else  OLED_SDIN_Clr(); OLED_SCLK_Set(); dat<<=1;  }  OLED_CS_Set(); OLED_CS_Set(); OLED_DC_Set(); }

SSD1306常用命令

其他命令，可以詳見SSD1306 datasheet的第28頁。從這頁開始，對SSD1306的指令有詳細(xì)的介紹。（手冊的下載鏈接，見文尾資料下載）

命令設(shè)置SSD1306

有了寫字節(jié)的函數(shù)封裝：
void OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd);

然后查詢手冊中的命令字，我們可以發(fā)送命令初始化SSD1306，比如：

• 關(guān)閉顯示面板

OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);

• 設(shè)置頁地址模式

OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);

SSD1306有3種內(nèi)存尋址模式，分別是：
頁尋址模式（page addressing mode）, 水平尋址模式（horizontal addressing mode）和垂直尋址模式（vertical addressing mode），分別對應(yīng)的命令字節(jié)為：20h、21h、22h，因?yàn)镺LED模塊復(fù)位之后默認(rèn)是 page addressing mode，所以下面只講頁尋址模式；其他兩種模式跟頁尋址模式的差異就是地址指針自增方式不一樣，詳情可以參考一下SSD1306的數(shù)據(jù)手冊。

如何顯示字符

在初始化OLED之后，如何在屏幕上顯示字符呢？

在這之前，先了解一下SSD1306內(nèi)部的RAM；SSD1306內(nèi)部有個SRAM稱為GDDRAM（Graphic Display Data RAM），大小是128 × 64 bits，被分為8個 PAGE，用于單色128×64點(diǎn)陣顯示，當(dāng)我們往這個RAM寫入數(shù)據(jù)，就會顯示特定內(nèi)容，如圖：

上面'COL'的含義是GDDRAM列（column）

在頁尋址模式下，每當(dāng)對RAM進(jìn)行讀寫操作之后，列地址指針會自動+1，直到列地址指針指向列結(jié)束地址后，會重新指向列開始地址；而且在該模式下，一定要設(shè)置新的頁面和列地址才能訪問下一個頁面的內(nèi)容，所以設(shè)置顯示字符之前一般都會調(diào)用下面幾句語句來確定顯示位置：

OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //設(shè)置頁地址（0~7）OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //設(shè)置顯示位置—列低地址OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //設(shè)置顯示位置—列高地址

封裝設(shè)置顯示位置的函數(shù)如下：

void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y) {  OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD); OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD); OLED_WR_Byte((x&0x0f)|0x01,OLED_CMD); }

例如如果頁地址設(shè)為B2h，低列地址為03h，而高列地址為00h，那么也就意味著開始列是PAGE2的SEG3，而RAM的獲取指針定位到下圖中。而輸入的數(shù)據(jù)將會被寫入列3的位置。

所以確定好了顯示位置，直接輸出字符對應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)數(shù)組就好了。

測試結(jié)果

測試電路連接：
GND---地
VCC---3.3V
D0---接PB9，作為SPI總線的CLK時(shí)鐘引腳，時(shí)鐘
D1---接PB8，作為SPI總線的MOSI數(shù)據(jù)引腳，數(shù)據(jù)輸入
RES---接PB7
D/C---接PB6，高電平為寫數(shù)據(jù)，低電平為寫命令
CS---片選，接PB5，接地選中SSD1306

資料下載

微信公眾號后臺回復(fù)“OLED”，可以下載工程源碼及ssd1306的數(shù)據(jù)手冊。

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