STM32 OLED屏幕驱动详解

news2024/12/13 21:26:09

一、介绍

OLED是有机发光二极管,又称为有机电激光显示(Organic Electroluminescence Display, OLED)。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
在这里插入图片描述

OLED屏幕特点

1.模块尺寸:23.7 *23.8mm

2.电源电压:3.3-5.5V

3.驱动芯片:SSD1306

4.测试平台:提供 k60/k10,9s12XS128,51,stm32,stm8等单片机

OLED屏幕接线说明

在这里插入图片描述

OLED屏幕显存

OLED本身是没有显存的,他的现存是依赖SSD1306提供的,而SSD1306提供一块显存。

SSD1306显存总共为128*64bit大小,SSD1306将这些显存分成了8页。每页包含了128个字节。

OLED屏幕原理

STM32内部建立一个缓存(共128*8个字节),每次修改的时候,只是修改STM32上的缓存(实际上就是SRAM),修改完后一次性把STM32上的缓存数据写入到OLED的GRAM。这个方法也有坏处,对于SRAM很小的单片机(51系列)就比较麻烦。

STM32CubeMX配置

我们这里OLED用的是硬件驱动的,既然单片机有这个硬件资源我们就不要消耗CPU的算力使用软驱了,在CubeMX中打开I2C后可以配置成快速和慢速的,快速的刷新的非常快,速度大概是普通的四倍
在这里插入图片描述

程序设计
OLED.C

/**
 * 基于硬件IIC通信的OLED驱动程序
 * API完全打包好的直接选择你的硬件IIC口即可
 *
 */
#include "main.h"
#include "i2c.h"
#include "stdio.h"
#include "oled_font.h"
#include "oled.h"

uint8_t OLED_Buffer[8][128]={0};


/**
  * @brief  OLED写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
	 uint8_t *pData;
	 pData = &Command;
	 HAL_I2C_Mem_Write(&Hardware_IIC_No,0x78,0x00,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,pData,1,100);
}

/**
  * @brief  OLED写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
	 uint8_t *pData;
	 pData = &Data;
	HAL_I2C_Mem_Write(&Hardware_IIC_No,0x78,0x40,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,pData,1,100);

}

/**
  * @brief  OLED设置光标位置
  * @param  Y 以左上角为原点,向下方向的坐标,范围:0~7
  * @param  X 以左上角为原点,向右方向的坐标,范围:0~127
  * @retval 无
  */
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X)
{
	OLED_WriteCommand(0xB0 | Y);					//设置Y位置
	OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4));	//设置X位置低4位
	OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F));			//设置X位置高4位
}

/**
  * @brief  OLED清屏
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Clear(void)
{
	uint8_t i, j;
	for (j = 0; j < 8; j++)
	{
		OLED_SetCursor(j, 0);
		for(i = 0; i < 128; i++)
		{
			OLED_WriteData(0x00);
		}
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示一个字符
  * @param  Line 行位置,范围:1~4
  * @param  Column 列位置,范围:1~16
  * @param  Char 要显示的一个字符,范围:ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{
	uint8_t i;
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8);		//设置光标位置在上半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]);			//显示上半部分内容
	}
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8);	//设置光标位置在下半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]);		//显示下半部分内容
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示字符串
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~4
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  String 要显示的字符串,范围:ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]);
	}
}

/**
  * @brief  OLED次方函数
  * @retval 返回值等于X的Y次方
  */
uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y--)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

/**
  * @brief  OLED显示数字(十进制,正数)
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~4
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:0~4294967295
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字(十进制,带符号数)
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~4
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:-2147483648~2147483647
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	uint32_t Number1;
	if (Number >= 0)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column, '+');
		Number1 = Number;
	}
	else
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column, '-');
		Number1 = -Number;
	}
	for (i = 0; i < Length; i++)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字(十六进制,正数)
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~4
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:0~0xFFFFFFFF
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~8
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i, SingleNumber;
	for (i = 0; i < Length; i++)
	{
		SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16;
		if (SingleNumber < 10)
		{
			OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0');
		}
		else
		{
			OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A');
		}
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字(二进制,正数)
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~4
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~16
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0');
	}
}

/**
 *  @brief OLED显示模拟量
 *  @param Line起始位置,范围0~3
 *  @param Colum 起始列位置,0~7
 *  @param CHN 汉字序列
 */
void OLED_ShowChinese(uint8_t Line, uint8_t Column, uint8_t CHN)
{
		uint8_t i;
		OLED_SetCursor(Line*2, Column*16);		//设置光标位置在上半部分
		for (i = 0; i < 16; i++)
		{
			OLED_WriteData(GBK[CHN][i]);			//显示上半部分内容
		}
		OLED_SetCursor((Line*2)+1,Column*16);	//设置光标位置在下半部分
		for (i = 0; i < 16; i++)
		{
			OLED_WriteData(GBK[CHN][i + 16]);		//显示下半部分内容
		}
}

/**
 *  @brief OLED显示模拟量
 *  @param Pic第几张图片,范围0~3
 *  @param Colum 起始列位置,0~7
 *
 */
void OLED_ShowPicture(uint8_t Pic)
{
	uint8_t i,j;
	Pic=Pic*8;
	for(j=0;j<8;j++)
	{
		OLED_SetCursor(j,0);//开始显示
		for (i = 0; i < 128; i++)
				{
					OLED_WriteData(Picture[j+Pic][i]);			//发送数据
				}
	}
}
/*
 * 快速显示照片
 */
void OLED_FastShowPicture(uint8_t Pic)
{
	uint8_t i,j;
	Pic=Pic*8;
	for(j=0;j<8;j++)
	{
		for (i = 0; i < 128; i++)
				{
				OLED_Buffer[j][i]=(Picture[j+Pic][i]);			//发送数据
				}
	}
}
/*
 * @brief 向缓冲区写入字符数据
 * Line 1~4;
 * Column 1~16;
 */
void OLED_FastShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{
	uint8_t i;

		for (i = 0; i < 8; i++)
		{
			OLED_Buffer[(Line- 1) * 2][(Column-1)*8+i] = OLED_F8x16[Char - ' '][i];//显示上半部分内容
		}
		for (i = 0; i < 8; i++)
		{
			OLED_Buffer[((Line ) * 2) - 1][(Column-1)*8+i]= OLED_F8x16[Char - ' '][i+8];	//显示下半部分内容
		}
}
/**
  * @brief  快速的OLED显示字符串
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~4
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  String 要显示的字符串,范围:ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_FastShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
	{
		OLED_FastShowChar(Line, Column + i, String[i]);
	}
}
/**
  * @brief  快速的OLED显示数字
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~4
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的字数字,范围:数字,变量
  * @param  Length 数字长度
  * @retval 无
  */
void OLED_FastShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)
	{
		OLED_FastShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}
/*
 * @brief 向OLED屏幕发送缓存区数据到OLED的0x40寄存器位置用以显示;
 */
void Refresh()
{
	uint8_t j;
	 uint8_t *pData;

	for(j=0;j<8;j++)
	{
		pData = &OLED_Buffer[j][0];
		OLED_SetCursor(j,0);//开始显示
		HAL_I2C_Mem_Write(&Hardware_IIC_No,0x78,0x40,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,pData,128,0xff);
	}
}
/**
  * @brief  OLED初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Init(void)
{

	HAL_Delay(200);
	OLED_WriteCommand(0xAE);	//关闭显示

	OLED_WriteCommand(0xD5);	//设置显示时钟分频比/振荡器频率
	OLED_WriteCommand(0x80);

	OLED_WriteCommand(0xA8);	//设置多路复用率
	OLED_WriteCommand(0x3F);

	OLED_WriteCommand(0xD3);	//设置显示偏移
	OLED_WriteCommand(0x00);

	OLED_WriteCommand(0x40);	//设置显示开始行

	OLED_WriteCommand(0xA1);	//设置左右方向,0xA1正常 0xA0左右反置

	OLED_WriteCommand(0xC8);	//设置上下方向,0xC8正常 0xC0上下反置

	OLED_WriteCommand(0xDA);	//设置COM引脚硬件配置
	OLED_WriteCommand(0x12);

	OLED_WriteCommand(0x81);	//设置对比度控制
	OLED_WriteCommand(0xCF);

	OLED_WriteCommand(0xD9);	//设置预充电周期
	OLED_WriteCommand(0xF1);

	OLED_WriteCommand(0xDB);	//设置VCOMH取消选择级别
	OLED_WriteCommand(0x30);

	OLED_WriteCommand(0xA4);	//设置整个显示打开/关闭

	OLED_WriteCommand(0xA6);	//设置正常/倒转显示

	OLED_WriteCommand(0x8D);	//设置充电泵
	OLED_WriteCommand(0x14);

	OLED_WriteCommand(0xAF);	//开启显示

	OLED_Clear();				//OLED清屏
}


OLED.H

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

#include "main.h"

#define Hardware_IIC_No hi2c1 /*选择自己使用的IIC号码*/


void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);//显示字符
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);//字符串
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);//数字
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length);//负数
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);//16进制数
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);//二进制数
void OLED_ShowChinese(uint8_t Line, uint8_t Column, uint8_t CHN);
void OLED_ShowPicture(uint8_t Pic);//满屏幕显示照片
void OLED_FastShowPicture(uint8_t Pic);
void OLED_FastShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);
void OLED_FastShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);
void OLED_FastShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void Refresh(void);
void DMA_Refresh(void);
uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y);

#endif

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