基于LORA的一主多从监测系统_0.96OLED

news2024/11/18 10:47:56

关联：0.96OLED         hal硬件I2C         LORA

在本项目中每个节点都使用oled来显示采集到的数据以及节点状态，OLED使用I2C接口与STM32连接，这个屏幕内部驱动IC为SSD1306，SSD1306作为从机地址为0x78

发送数据：起始信号-从机地址-应答-写数据模式(0x40)-应答-数据(8bit)-结束信号

发送命令：起始信号-从机地址-应答-写命令模式(0x00)-应答-命令(8bit)-结束型号

我这里使用硬件I2C，使用HAL的I2C操作函数HAL_I2C_Mem_Write，这个函数是在阻塞模式下将大量数据写入特定的内存地址，函数原型为：HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

参数：1、I2C指针，即用I2C1 还是 I2C2… 2、器件地址uint16_t DevAddress 3、要写入的内存地址 uint16_t MemAddress 4、内存地址类型，是一个地址存8bit ,还是16bit数据 , uint16_t MemAddSize 5、要写入的数组指针uint8_t *pData 6、数据 大小 7、超时时间。下面是用这个函数封装的两个命令发送函数：

/**
* @brief  向OLED寄存器地址写一个byte的数据
* @param  addr：寄存器地址
* @param  data：要写入的数据
* @retval 无
*/
void I2C_WriteByte(uint8_t addr, uint8_t data)
{
    extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, OLED_ADDRESS, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 10);
}

/**
 * ************************************************************************
 * @brief 写命令函数
 * @param[in] cmd  写入的命令
 * ************************************************************************
 */
void WriteCmd(unsigned char cmd)
{
    I2C_WriteByte(0x00, cmd);
}

/**
 * ************************************************************************
 * @brief 写数据函数
 * @param[in] dat  写入的数据
 * ************************************************************************
 */
void WriteDat(unsigned char dat)
{
    I2C_WriteByte(0x40, dat);
}

下面是初始化对一些参数的配置：

void OLED_Init(void)
{
    WriteCmd(0xAE); //显示关闭
    WriteCmd(0x20); //设置内存寻址模式
    WriteCmd(0x10); //00,水平寻址模式;01,垂直寻址模式;10,页寻址模式(复位);11,无效
    WriteCmd(0xb0); //设置页寻址模式的页起始地址,0-7
    WriteCmd(0xc8); //设置COM输出扫描方向
    WriteCmd(0x00); //-设置低列地址
    WriteCmd(0x10); //-设置高列地址
    WriteCmd(0x40); //-设置起始行地址
    WriteCmd(0x81); //设置对比度控制寄存器
    WriteCmd(0xff); //亮度调节 0x00~0xff
    WriteCmd(0xa1); //设置段重新映射0到127
    WriteCmd(0xa6); //设置正常显示
    WriteCmd(0xa8); //设置复用比例(1到64)
    WriteCmd(0x3F); //
    WriteCmd(0xa4); //0xa4,输出遵循RAM内容;0xa5,输出忽略RAM内容
    WriteCmd(0xd3); //设置显示偏移
    WriteCmd(0x00); //不偏移
    WriteCmd(0xd5); //--set display clock divide ratio/oscillator frequency
    WriteCmd(0xf0); //--set divide ratio
    WriteCmd(0xd9); //--set pre-charge period
    WriteCmd(0x22); //
    WriteCmd(0xda); //--set com pins hardware configuration
    WriteCmd(0x12);
    WriteCmd(0xdb); //--set vcomh
    WriteCmd(0x20); //0x20,0.77xVcc
    WriteCmd(0x8d); //设置DC-DC使能
    WriteCmd(0x14); //
    WriteCmd(0xaf); //--turn on oled panel
    OLED_CLS();
}

我们不需要去研究这个具体每项配置的作用，我们只需要关注如何显示我们所需要的，我这里提供三个接口函数，分别用来显示汉字、字符、数字，具体方法如下：

/**
 * ************************************************************************
 * @brief 中文汉字显示函数
 *
 * @param[in] x     起始点横坐标（0~127）
 * @param[in] y     起始点纵坐标（0~63）
 * @param[in] ch    汉字字模库索引
 *
 * @example OLED_ShowCN(0,0,"字");
 * ************************************************************************
 */
void OLED_ShowChinese(signed short int x, signed short int y, unsigned char* ch)
{
    if (x >= 0 && x < SCREEN_COLUMN && y >= 0 && y < SCREEN_ROW) {
        int32_t  len = 0,offset = sizeof(F16x16_CN[0].index);

        while(ch[len] != '\0')
        {
            if(x >= 127 || (127-x < 16))//8个汉字显示||剩余列小于16不能显示完整字符，换行显示
            {
                x = 0;
                y += 16;
                if(63 - y < 16) // 不足以显示一行时不显示
                    break;
            }

            //需要处理输入数据大于显示数据的问题
            for(unsigned char i = 0; i < sizeof(F16x16_CN)/sizeof(GB2312_CN); i++)
            {
                if(((F16x16_CN[i].index[0] == ch[len]) && (F16x16_CN[i].index[1] == ch[len+1]))){
                        for(unsigned char m = 0; m < 2; m++)    //页
                        {
                            for(unsigned char n = 0; n < 16; n++) // 列
                            {
                                for(unsigned char j = 0; j < 8; j++)    // 行
                                {
                                    OLED_SetPixel(x+n, y+j+m*8, (F16x16_CN[i].encoder[n+m*16] >> j) & 0x01);
                                }
                            }
                        }
                        x += 16;
                        len += offset;
                        break;
                }
                else if(F16x16_CN[i].index[0] == ch[len] && ch[len] == 0x20){
                    for(unsigned char m = 0; m < 2; m++)
                    {
                        for(unsigned char n = 0; n < 16; n++)
                        {
                            for(unsigned char j = 0; j < 8; j++)
                            {
                                OLED_SetPixel(x+n, y+j+m*8, (F16x16_CN[i].encoder[n+m*16] >> j) & 0x01);
                            }
                        }
                    }
                    x += 16;
                    len++;
                    break;
                }
            }
        }
    }
    OLED_RefreshRAM();
}


/**
 * ************************************************************************
 * @brief BMP图片显示函数
 *
 * @param[in] x0    起始点横坐标（0~127）
 * @param[in] y0    起始点纵坐标（0~63）
 * @param[in] L     BMP图片宽度
 * @param[in] H     BMP图片高度
 * @param[in] BMP   图片取模地址
 *
 * @example OLED_ShowBMP(0,0,52,48,(unsigned char *)astronaut_0);
 * ************************************************************************
 */
void OLED_ShowBMP(signed short int x0,signed short int y0,signed short int L,signed short int H,const unsigned char BMP[])
{
    if (x0 >= 0 && x0 < SCREEN_COLUMN && x0+L <= SCREEN_ROW &&\
        y0 >= 0 && y0 < SCREEN_COLUMN && y0+H <= SCREEN_ROW) {

        unsigned char *p = (unsigned char *)BMP;
        for(signed short int y = y0; y < y0+H; y+=8)
        {
            for(signed short int x = x0; x < x0+L; x++)
            {
                for(signed short int i = 0; i < 8; i++)
                {
                    OLED_SetPixel(x, y+i, ((*p) >> i) & 0x01);
                }
                p++;
            }
        }
    }

    OLED_RefreshRAM();
}



/**
 * ************************************************************************
 * @brief 数字显示函数
 *
 * @param[in] x          起始点横坐标（0~127）
 * @param[in] y          起始点纵坐标（0~63）
 * @param[in] number     要显示的数字（可以是整数或浮点数）
 * @param[in] TextSize   字符大小（1:6*8；2:8*16）
 * @param[in] decimalPlaces   小数位数（例如：2 表示显示两位小数）
 *
 * ************************************************************************
 */
void OLED_ShowNumber(signed short int x, signed short int y, float number, unsigned char TextSize, unsigned char decimalPlaces)
{
    char buffer[20]; // 预留空间以存放数字转换为字符串后的结果，包括符号和终止符
    // 构造格式字符串，%.*f 表示动态设置小数位数
    sprintf(buffer, "%.*f", decimalPlaces, number); // 将浮点数转换为字符串
    OLED_ShowStr(x, y, (unsigned char *)buffer, TextSize); // 调用显示字符串的函数
}

通过以上接口函数，我们可以控制在屏幕上显示我们想要显示的东西

void oledUIShow(void){
    OLED_ShowStr(0, 0, "DEVICE.1", 1);
    OLED_ShowStr(62, 0, "ADDR:0x0A", 1);
    OLED_ShowChinese(0, 16, "温度");
    OLED_ShowChinese(68, 16, "湿度");
    OLED_ShowStr(118, 16, "%", 2);
    OLED_ShowChinese(0, 40, "光照");
    OLED_ShowChinese(54, 40, "气压");
}

效果如下图所示：

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