OLED的波形曲線、進度條、圖片顯示（STM32 HAL庫模擬SPI通訊 5線OLED屏幕）詳細篇

時間 2021-01-25

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屏幕顯示效果編程

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觀看演示效果：ide

https://www.bilibili.com/video/BV13V411b78V函數

1、基礎認識及引腳介紹

屏幕參數：佈局

尺寸：0.96英寸spa

分辨率：128*64翻譯

驅動芯片：SSD1306設計

驅動接口協議：SPI調試

引腳說明：

2、 SSD1306芯片介紹

SSD1306是一款帶控制器的用於OLED點陣圖形顯示系統的單片CMOS OLED/PLED驅動器。它由128個SEG（列輸出）和64個COM（行輸出）組成。

SSD1306嵌入了對比度控制器、顯示RAM和振盪器，從而減小了外部組件的數量和功耗。它有256級亮度控制。數據/命令能夠通用硬件選擇3種通訊方式：6800/8000串口、IIC接口和SPI接口。適用於手機子顯示器、MP3播放器、計算器等多種便攜應用。

模塊有多種通訊方式，包括串口、IIC、SPI,其選擇經過硬件固化，若是使用IIC通訊方式時能夠選擇兩個IIC地址，其分別爲0x78和0x7A。

3、通訊方式（4線SPI）

所謂的4線SPI並不是是收發一體的標準4線SPI協議，標準的4線SPI爲SCLK、CS、MOSI、MISO，模塊所述大的4線SPI是單向的，即MISO（主入從出）變成了D/C（數據命令選擇腳）。

該4線串行接口由串行時鐘SCLK、串行數據SDIN、數據命令選擇線D/C#、片選信號CS#組成.在四線SPI模式下，D0爲SCLK，D1爲SDIN。

其真實使用的是標準的3線SPI,也就是省略了MISO（主入從出）數據線。

數據命令選擇：DC爲高時表示數據，DC爲低時表示寫命令

片選：CS腳爲低電平是選中，若是不通訊時將腳輸出高電平

數據通訊：在SCLK的每個上升邊上，SDIN按D7，D6，…D0,高位先寫出

通訊時序圖

4、編程（CubeMX部分）

(一) CubeMX基礎配置

選擇芯片（STM32F103C8T6）

打開外部的高速和低速晶振

所佔用的引腳

開啓SWD調試

所佔用的引腳

時鐘樹設置

設置系統時鐘爲最高速度，72MHZ

(二) GPIO初始化

初始化電平分析

D0：SCLK，時鐘線，上升沿有效，因此默認輸出高電平

D1：SDIN，數據線，默認輸出電平隨意

RST：復位腳，低電平復位，默認電平爲低

DC：數據/命令選擇腳，默認輸出電平隨意

CS：片選引腳，默認輸出高電平

引腳選擇

使用單片機是STM32F103C8T6

考慮到已經使用的IO和硬件上的佈局，最好是將一個模塊的相關線放在一塊兒，因此選擇以下接線方式：

D0 ----> B5

D1 ----> B6

RST ----> B7

DC ----> B8

CS ----> B9

(三) CubeMX GPIO配置

所使用的IO

(四) 總體配置圖

5、編程（程序部分）

(一) 分析原理

有IIC通訊方式爲何要有SPI，我看能夠簡單對比一下：

IIC通訊方式：兩條數據線，通訊數據較慢

SPI通訊方式：四條數據線，通訊數據腳快

這就看項目須要，若是須要刷屏速度的話固然選用SPI方式優秀

在此以前要知道，OLED SPI通訊中不須要單片機讀取OLED模塊的任何數據，因此單片機按照必定的規則向SPI線上寫數據就能夠了。在通訊中單片機充當SPI的主機，OLED模塊爲SPI的從機。由於主機不須要接收從機數據，因此標準的四線SPI中MISO線就不必存在了。通訊使用的是標準的三線SPI，即CS、CLK、MOSI。

根據這個時序圖就能夠了解如何變成，在CS爲低電平時就是芯片通訊啓動；D/C是數據或者命令的選擇，也就是主機拉高拉低能夠控制寫的數據是指令仍是數據；SCLK(D0)是時鐘引腳，MOSI (D1 SDIN)爲數據已經。當SCLK上升沿的瞬間，從機將會讀取MOSI上的電平。發送一個字節時，是高位在前低位在後的。

因此發送一個字節大的函數，這實現了單向的數據傳輸SPI

實現步驟：

l 先保證時鐘線默認爲低電平

l 循環發送8位數據，發送最高位數據：

| 設置時鐘線爲低電平

| 判斷髮送的數據是1仍是0,1則發送高電平，0則低低電平

| 設置時鐘線爲高電平（此時有上升沿）

l 數據左移一位，讓次高位在最高位上

l 循環發送8位數據，發送次高位數據：

| 設置時鐘線爲低電平

| 判斷髮送的數據是1仍是0,1則發送高電平，0則低低電平

| 設置時鐘線爲高電平（此時有上升沿）

l 數據左移一位，……

l ……

l 保證時鐘線最終爲高電平

代碼，須要交流可加本人微信，見文章結尾

數據和命令分發：

OLED SPI方式爲了更快的數據交互，有一個專門的引腳做爲數據和命令選擇腳，而IIC還要靠發送數據去作判斷，可想而知他們的速率會有相差。

D/C引腳就是數據/命令選擇，低電平寫命令，高電平寫數據

設計思路：

l 若是是命令，則拉高DC引腳

l 若是不是命令，則拉低DC引腳

l CS引腳拉低表示選中從機，開啓通訊

l 發送一個數據，則調用了前面的標準3線SPI通訊函數

l 拉高DC引腳

l 拉高CS引腳，關閉通訊

代碼，須要交流可加本人微信，見文章結尾

6、OLED進階版及曲線顯示

（一）驅動分析

想要了解OLED顯示曲線就必須瞭解其顯示本質，更加底層細緻的分析寄存器及顯示原理。

0.96寸的12864 OLED屏幕由128*64個發光二極管組成。

這是數據手冊的截圖

注意圖總的黑色和綠色，它只是告訴你能夠反向，也就是0編號的位置能夠換成127編號而已。

因而可知屏幕總共分爲8頁（page）,每頁佔用Y軸的8行發光二極管和X軸的128個發光二極管，因此一頁總共佔用8*128=1024個發光二極管。

因此在真實的圖中表示：

這是數據手冊中其中一頁的表示

這是基於沒有作反轉時的介紹，若是反轉了就不是這樣了。反轉是在程序初始化是調用的，後面分析的初始化函數有介紹

其中「Each lattice represents one bit of image data」的翻譯是「每一個格子表明一個圖像數據位」，由於一頁恰好8個Y方向的各類，對應的恰好是U8類型，因此咱們一般用一個U8表示一頁裏的一個列的顯示，一頁中共有128個列，因此一頁總共須要1*128=128個U8類型數據。而且從圖中能夠看出，最下面的是最高位。

舉個栗子：

假如咱們拿第二頁的第一列來講，其值的二進制爲11110000，其實點亮的是以下圖的紅色部分。

這也就說明高位點亮的是下面的位置。

（二）初始化函數及逐條分析

 1 void my_oled_init(){
 2   my_oled_rst();
 3     my_oled_write_byte(0xAE,OLED_CMD);//關閉顯示
 4     
 5     my_oled_write_byte(0x00,OLED_CMD);//X軸低位，起始X軸爲0
 6     my_oled_write_byte(0x10,OLED_CMD);//X軸高位
 7     my_oled_write_byte(0x40,OLED_CMD);//Y軸，可設區間[0x40,0x7F]，設置爲0了
 8     
 9 
10     my_oled_write_byte(0xA1,OLED_CMD);//設置X軸掃描方向，0xa0左右反置 ，0xa1正常（左邊爲0列）
11     my_oled_write_byte(0xC8,OLED_CMD);//設置Y軸掃描方向，0xc0上下反置 ，0xc8正常（上邊爲0行）
12     my_oled_write_byte(0xA6,OLED_CMD);//位值表示的意義，0xa6表示正常，1爲點亮，0爲關閉，0xa7顯示效果相反
13     
14 
15     my_oled_write_byte(0x81,OLED_CMD);//命令頭，調節亮度,對比度,變化很小，可是仔細能夠觀察出來
16     my_oled_write_byte(0xFF,OLED_CMD);//可設置區間[0x00,0xFF]
17     
18     my_oled_write_byte(0xA8,OLED_CMD);//命令頭，設置多路複用率(1 to 64)
19     my_oled_write_byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
20     
21     my_oled_write_byte(0xD3,OLED_CMD);//命令頭，設置顯示偏移移位映射RAM計數器(0x00~0x3F)
22     my_oled_write_byte(0x00,OLED_CMD);//不偏移
23     
24     my_oled_write_byte(0xd5,OLED_CMD);//命令頭，設置顯示時鐘分頻比/振盪器頻率
25     my_oled_write_byte(0x80,OLED_CMD);//設置分割比率，設置時鐘爲100幀/秒
26     
27     my_oled_write_byte(0xD9,OLED_CMD);//命令頭，--set pre-charge period
28     my_oled_write_byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
29     
30     my_oled_write_byte(0xDA,OLED_CMD);//命令頭，--set com pins hardware configuration
31     my_oled_write_byte(0x12,OLED_CMD);
32     
33     my_oled_write_byte(0xDB,OLED_CMD);//命令頭，--set vcomh
34     my_oled_write_byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
35     
36     my_oled_write_byte(0x20,OLED_CMD);//命令頭，設置尋址模式
37     my_oled_write_byte(0x10,OLED_CMD);//頁面尋址模式(重置) (0x00/0x01/0x02)
38     
39     my_oled_write_byte(0x8D,OLED_CMD);//命令頭，--set Charge Pump enable/disable
40     my_oled_write_byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
41     
42     my_oled_write_byte(0xA4,OLED_CMD);//恢復到RAM內容顯示(重置)
43 
44     my_oled_clear();//清屏
45     
46     my_oled_write_byte(0xAF,OLED_CMD); //開啓顯示
47 
48 }