基于stm32的OLED显示屏显示
文章目录
- 一、内容
- 二、关于SPI
- 三、关于OLED
- 四、功能实现
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- 1）实验准备
- 2）代码准备
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- 1、显示学号和姓名
- 2、显示AHT20的温度和湿度
- 3、滑动显示长字符
- 3）结果展示
- 五、参考内容
- 六、总结
一、内容
理解OLED屏显和汉字点阵编码原理，使用STM32F103的SPI或IIC接口实现以下功能：
1.显示自己的学号和姓名；
2.显示AHT20的温度和湿度；
3.上下或左右的滑动显示长字符，比如“Hello，欢迎来到重庆！”或者一段歌词或诗词(最好使用硬件刷屏模式)。
关于汉字点阵编码的原理可以参考上一篇博客!
二、关于SPI
SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。
SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。
AT91RM9200的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及 /SS，其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟，MOSI、MISO作为主机，从机的输入输出的标志，MOSI是主机的输出，从机的输入，MISO 是主机的输入，从机的输出。/SS是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，/SS管脚的电平低的是从机，相反/SS管脚的电平高的是主机。在一个SPI通信系统中，必须有主机。SPI总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。
SPI的片选可以扩充选择16个外设,这时PCS输出=NPCS,说NPCS0~3 接4-16译码器,这个译码器是需要外接4-16译码器，译码器的输入为NPCS0~3，输出用于16个外设的选择。
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。
- SDO – 主设备数据输出，从设备数据输入对应MOSI master output slave input
- SDI – 主设备数据输入，从设备数据输出对应MISO master input slave output
- SCLK – 时钟信号，由主设备产生
- CS – 从设备使能信号，由主设备控制
注意：SCK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。
这样传输的优点：
- 与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据，也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。
- SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。
- 在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。
缺点：
没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
三、关于OLED
通常我们所用的OLED屏有白色、蓝色、黄蓝双色等几种；屏的大小为0.96寸，像素点为128*64，所以我们也称之为0.96OLED屏或者12864屏。
内部驱动IC为SSD1306；通信方式一般为SPI或者I2C。
配置哪种模式主要是根据BS0、BS1和BS2这三个管脚的电平逻辑来的。
关于OLED的显存分布情况
我们可以理解为：水平方向分布了128个像素点，垂直方向分布了64个像素点（如图一所示）。而驱动芯片在点亮像素点的时候，是以8个像素点为单位的。官方的例程推荐的是垂直扫描的方式，也就是先画垂直方向的8个像素点（如下图二所示），所以我们在画点的时候Y的取值为0-7，X的取值为0-127，具体请看参考内容。
四、功能实现
1）实验准备
软件：Keil uVision5、烧录软件、串口调试助手
硬件：PC机、STM32芯片、OLED显示屏、若干杜邦线、USB TO TTL串口
2）代码准备
1、显示学号和姓名
Ⅰ、字模提取
首先，先进行字模提取，在提取之前，需要进行一些选项设置,具体如下图：
然后在下方输入框中输入想要显示的内容，点击生成字模即可看到对用的字模编码，然后点击保存字模即可：
Ⅱ、代码完善
①下载路径：打开该博客，博主分享有完整代码；
②下载上述文件后，打开资料包，打开keil工程，如下图所示：
首先，将刚刚生成的字模编码添加到如下文件当中去，如下图所示：
然后打开test.c将以下函数的一部分修改为我们需要显示的内容：
函数说明
GUI_ShowString() 的参数
参数一：X 坐标参数二：Y 坐标参数三：字符串（ASCLL码中的）参数四：bit（表示字符显示格式，这里我用的 16，和汉字一样高）参数五：显示样式（1：白字黑底；0：黑字白底）
GUI_ShowChinese() 的参数参数一：X 坐标参数二：Y 坐标参数三：汉字点阵大小（这里使用的是 16×16 的，参数应该是16）参数四：要显示的汉字参数五：显示样式（1：白字黑底；0：黑字白底）
Ⅲ、主要代码展示
主函数mian.c:
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_Configuration(); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear(0); //清屏（全黑）
while(1)
{
TEST_MainPage(); //主界面显示测试
}
}
OLED相关函数：
//OLED控制用函数
void OLED_WR_Byte(unsigned dat,unsigned cmd);
void OLED_Display_On(void);
void OLED_Display_Off(void);
void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y);
void OLED_Reset(void);
void OLED_Init_GPIO(void);
void OLED_Init(void);
void OLED_Set_Pixel(unsigned char x, unsigned char y,unsigned char color);
void OLED_Display(void);
void OLED_Clear(unsigned dat);
#endif
2、显示AHT20的温度和湿度
Ⅰ、工程路径
打开博客，文章底部有博主分享的完整代码；将文件下载下来，并打开其中的Keil工程，如下图所示：
Ⅱ、主要代码
温湿度采集函数代码：
主函数main.c：
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_i2c.h"
#include "sys.h"
#include "oled.h"
#include "gui.h"
#include "test.h"
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(115200);
IIC_Init();
NVIC_Configuration(); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear(0);
while(1)
{
//printf("温度湿度显示");
read_AHT20_once();
OLED_Clear(0);
delay_ms(1500);
}
}
3、滑动显示长字符
Ⅰ、字模提取
这里我显示的是热爱可抵岁月漫长，在字模编码生成器当中如第一部分所示生成对应的字模编码并添加：
"热",0x10,0x40,0x10,0x40,0x10,0x40,0xFD,0xF8,0x10,0x48,0x10,0x48,0x1C,0xC8,0x30,0x48,
0xD0,0xAA,0x10,0xAA,0x51,0x06,0x22,0x02,0x00,0x00,0x48,0x88,0x44,0x44,0x84,0x44,
"爱",0x00,0x08,0x01,0xFC,0x7E,0x10,0x22,0x10,0x11,0x20,0x7F,0xFE,0x42,0x02,0x82,0x04,
0x7F,0xF8,0x04,0x00,0x07,0xF0,0x0A,0x10,0x11,0x20,0x20,0xC0,0x43,0x30,0x1C,0x0E,
"可",0x00,0x00,0x7F,0xFE,0x00,0x10,0x00,0x10,0x1F,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,
0x11,0x10,0x11,0x10,0x1F,0x10,0x11,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x50,0x00,0x20,
"抵",0x10,0x08,0x10,0x3C,0x13,0xE0,0x12,0x20,0xFE,0x20,0x12,0x20,0x12,0x20,0x13,0xFE,
0x1A,0x20,0x32,0x10,0xD2,0x10,0x12,0x12,0x12,0x0A,0x12,0x8A,0x53,0x26,0x22,0x12,
"岁",0x01,0x00,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x02,0x00,0x02,0x00,0x07,0xF0,
0x08,0x10,0x14,0x10,0x22,0x20,0x01,0x40,0x00,0x80,0x03,0x00,0x1C,0x00,0xE0,0x00,
"月",0x00,0x00,0x1F,0xF8,0x10,0x08,0x10,0x08,0x10,0x08,0x1F,0xF8,0x10,0x08,0x10,0x08,
0x10,0x08,0x1F,0xF8,0x10,0x08,0x10,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x40,0x28,0x80,0x10,
"漫",0x03,0xF8,0x22,0x08,0x13,0xF8,0x12,0x08,0x83,0xF8,0x40,0x00,0x47,0xFC,0x14,0xA4,
0x14,0xA4,0x27,0xFC,0xE0,0x00,0x23,0xF8,0x21,0x10,0x20,0xE0,0x23,0x18,0x0C,0x06,
"长",0x08,0x00,0x08,0x10,0x08,0x20,0x08,0x40,0x08,0x80,0x09,0x00,0x08,0x00,0xFF,0xFE,
0x0A,0x00,0x09,0x00,0x08,0x80,0x08,0x40,0x09,0x20,0x0A,0x18,0x0C,0x06,0x08,0x00,
保存该编码文件后，将对应文字编码添加到工程文件oledfont.h当中去。
Ⅱ、代码完善
首先，打开第一个板块：显示学号和姓名中的工程；
然后将如下代码添加到oled.c文件当中去：
代码如下：
void OLED_Display_scroll(void)
{
OLED_WR_Byte(0x2e,OLED_CMD);//关滚动
OLED_WR_Byte(0x2a,OLED_CMD);//29向右，2a向左(垂直水平滚动)
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//A:空字节
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//B:水平起始页
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//C:水平滚动速度
OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);//D:水平结束页
OLED_WR_Byte(0x01,OLED_CMD);//E:每次垂直滚动位移
OLED_WR_Byte(0x2f,OLED_CMD);//开滚动
}
再将该函数添加到oled.h文件当中去，如下：
其次，将led.c文件当中文字部分改成我们想要显示的内容：
void TEST_MainPage(void)
{
GUI_ShowCHinese(0,20,16,"热爱可抵岁月漫长",1);
//GUI_ShowString(40,32,"64X128",16,1);
//GUI_ShowString(4,48,"www.lcdwiki.com",16,1);
delay_ms(1500);
delay_ms(1500);
}
三、主要代码
主函数main.c:
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_Configuration(); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear(0); //清屏（全黑）
OLED_Display_scroll(); //滚动屏幕
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
while(1)
{
TEST_MainPage(); //主界面显示测试
}
}
3）结果展示
Ⅰ、电路连接
stm32芯片与USB TO TTL串口的连接方式可以参考我之前的博客
OLED和STM32芯片的连接方式，可以看工程打开时的函数开头所示，具体如下：
实物图为：
Ⅱ、代码烧录
打开烧录软件，将以上三个部分生成的HEX文件分别烧录到芯片当中去，烧录成功如下图所示：
Ⅲ、结果展示
烧录成功后，即可看到电子屏幕上的内容；
①显示学号和姓名（这里用的是同类型的内容代替
②显示温湿度
③滚动显示长字符
五、参考内容
SPI协议详解
关于0.96OLED的显示过程详解（I2C通信方式）
基于STM32的温湿度采集——OLED显示
六、总结
此次实验实现了字符在OLED显示屏上显示，虽然中途遇到了很多问题，但最终通过查询资料和询问同学都得到了解决，详细内容请看参考博客。
另外，我之前遇到在Keil中无法输入中文的问题，如有相同问题请见解决方法