【OLED驱动】：stm32F103的四线模拟IIC驱动的0.96寸OLED屏幕显示数字，字母，汉字，图片的例程

news2024/11/26 15:28:30

文章目录

前言

一、四线OLED是什么？

二、IIC原理

1.四线0.96寸OLED是IIC驱动来实现显示

2.IIC协议的OLED屏幕

3.STM32驱动代码

4.IIC使用代码

总结

前言

        最近在做一个开源方案 — 平衡车，即将开源硬件和软件，会在CSDN上开源，今天这篇文章主要是为了描述一下板子上所带的OLED模块，使用的是模拟IIC的驱动方式，此类驱动方式简单，且有效，并且适用于U8g2库。

        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。

        OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能。

一、四线OLED是什么？

       

引脚说明：

                GND    共地引脚 
                VCC    供电电源引脚，一般选用3.3V直流电源
                SCL    iic 总线中的时钟线
                SDA    iic 总线中的数据线

二、IIC原理

1.四线0.96寸OLED是IIC驱动来实现显示

        iic总线协议：

        IIC（Inter-Integrated Circuit）协议，也被称为I2C（Inter-IC）协议，是一种用于在集成电路（IC）之间进行通信的串行通信协议。它是由飞利浦半导体（现在的恩智浦半导体）于1982年开发的，旨在简化多个芯片之间的通信。

IIC协议使用两根线进行通信：时钟线（SCL）和数据线（SDA）。这种双线制的通信方式使得IIC协议非常适合连接多个设备，因为每个设备都可以通过相同的线路连接到总线上。

在IIC协议中，通信由主设备（通常是一个微控制器或处理器）和从设备之间进行。主设备负责控制总线上的通信，而从设备则被动地响应主设备的命令或请求。

IIC协议的通信过程如下：

  1. 主设备发送起始信号（Start）：主设备将时钟线保持高电平，然后在数据线上产生一个下降沿，表示起始信号的开始。
  2. 主设备发送器件地址和读/写位：主设备发送要通信的从设备的地址，并指定读取（1）或写入（0）操作。
  3. 从设备响应：与地址匹配的从设备响应主设备，并确认接收到地址。
  4. 数据传输：主设备和从设备之间进行数据传输，每个数据字节都会在数据线上进行传输，并在时钟的边沿进行采样。
  5. 停止信号（Stop）：主设备发送停止信号，即时钟线保持高电平的同时，在数据线上产生一个上升沿。

IIC协议具有以下特点：

  • 简单：仅使用两根线进行通信。
  • 多设备支持：多个设备可以通过相同的总线连接。
  • 速度灵活：可以根据需要选择不同的时钟频率。
  • 双向通信：主设备可以向从设备发送命令，并从从设备读取数据。

IIC协议广泛应用于各种领域，例如传感器、存储器、显示屏和其他集成电路之间的通信。它被广泛采用是因为它的简单性和灵活性，使得设备之间的通信变得更加方便和可靠。

如下图所示，协议规定，当SCLK时钟信号一直处于高电平状态时，SDA线由高电平跳变到低电平这个动作，表示起始信号。注意此时就算SDA数据线的电平跳变完，SCLK线依然是高电平哦。当连接在IIC总线上的外设模块检测到这个信号时，就知道数据要开始传输了。对于结束信号同理，协议规定，当SCLK时钟信号一直处于高电平状态时，SDA线由低电平跳变到高电平这个动作，表示结束信号。

2.IIC协议的OLED屏幕

我使用的主MCU是  STM32F103RCT6 如下图：

即定义引脚：

IIC协议（SSD1306）的OLED工作原理：

  • ssd1306本身支持多种总线驱动方式包括SPI以及并口等，通过芯片的相应IO口拉低拉高来选择哪一种接口，本例中模块通过电阻将相应IO口配置固化使用了I2C接口方式，但可能你买到的同样的驱动芯片的模块会采用其他接口
  • 使用I2C接口时，SSD1306允许有最多两个7位的I2C地址，同样通过相应的IO口拉低拉高来切换，一般默认是0x3c，在屏幕模块的背面，可以看到一个I2C地址切换提示，需要改变模块I2C地址时，只需要把提示位置的电阻取下焊接到另外一端即可。要注意的是板上的I2C地址是加上了第零位读写位后的数值，即0x78 = 0x3c<<1 0x7A = 0x3d<<1

3.STM32驱动代码

/*引脚初始化*/
void OLED_I2C_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
 	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
 	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
	
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

4.IIC使用代码

/**
  * @brief  I2C开始
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Start(void)
{
	OLED_W_SDA(1);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  I2C停止
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Stop(void)
{
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C发送一个字节
  * @param  Byte 要发送的一个字节
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));
		OLED_W_SCL(1);
		OLED_W_SCL(0);
	}
	OLED_W_SCL(1);	//额外的一个时钟，不处理应答信号
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  OLED写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//从机地址
	OLED_I2C_SendByte(0x00);		//写命令
	OLED_I2C_SendByte(Command); 
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//从机地址
	OLED_I2C_SendByte(0x40);		//写数据
	OLED_I2C_SendByte(Data);
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @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)
{  
	u8 i,n;		    
	for(i=0;i<8;i++)  
	{  
		OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）
		OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址
		OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   
		for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA); 
	} //更新显示
}


/**
  * @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]);
	}
}


void OLED_WR_Byte(unsigned dat,unsigned cmd)
{
	if(cmd)
	{
		OLED_WriteData(dat);
	}
	else {
		OLED_WriteCommand(dat);
	}
}
//坐标设置
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),OLED_CMD); 
} 

//显示汉字
void OLED_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 no)
{      			    
	u8 t,adder=0;
	OLED_Set_Pos(x,y);	
	for(t=0;t<16;t++)
	{
		OLED_WR_Byte(Hzk[2*no][t],OLED_DATA);
		adder+=1;
	}	
	OLED_Set_Pos(x,y+1);	
	for(t=0;t<16;t++)
	{	
		OLED_WR_Byte(Hzk[2*no+1][t],OLED_DATA);
		adder+=1;
	}					
}
/***********功能描述：显示显示BMP图片128×64起始点坐标(x,y),x的范围0～127，y为页的范围0～7*****************/
void OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[])
{ 	
 unsigned int j=0;
 unsigned char x,y;
  
  if(y1%8==0) y=y1/8;      
  else y=y1/8+1;
	for(y=y0;y<y1;y++)
	{
		OLED_Set_Pos(x0,y);
    for(x=x0;x<x1;x++)
	    {      
	    	OLED_WR_Byte(BMP[j++],OLED_DATA);	    	
	    }
	}
} 


/**
  * @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初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Init(void)
{
	uint32_t i, j;
	
	for (i = 0; i < 1000; i++)			//上电延时
	{
		for (j = 0; j < 1000; j++);
	}
	
	OLED_I2C_Init();			//端口初始化
	
	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
}

总结

        基本的使用在上面的代码中都有提及，请大家参考，另外对IIC的讲解并不是很专业，大家可参考某站的各类教学视频，教学资源太多，这些部分不再详细介绍。

        工程链接:OLED

Nothing replaces hard work

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