【STM32学习】I2C通信协议 | OLED屏

作者：一只大喵咪1201
专栏：《STM32学习》
格言：你只管努力，剩下的交给时间！

今天需要将代码烧录到开发板中，本喵默认大家都会创建工程，以及进行基本的外设配置。

I2C协议

I2C协议是一种通信协议，通常用来在主设备和从设备之间进行通信，本喵使用的主设备是STM32F103ZET6芯片的开发板，从设备使用的是SSD1306芯片驱动的OLED屏幕。

I2C在硬件上的接法如上图所示，主控芯片引出两条线SCL和SDA线，在一条I2C总线上可以接很多I2C设备，我们还会放一个上拉电阻（放一个上拉电阻的原因以后我们再说）。

数据格式

写操作：

如上图所示，白色背景表示"主→从"，灰色背景表示"从→主"，具体流程如下：

• 主芯片要发出一个start信号，表示通信开始。
• 然后发出一个字节的数据，包括设备地址(用来确定是往哪一个从芯片写数据)，该地址有7个比特位以及方向(读/写，0表示写，1表示读)，这里该位是0。
• 从设备回应(用来确定这个设备是否存在)，如果存在就可以传输数据。
• 主设备发送一个字节的数据给从设备，并等待回应。
• 每传输一个字节数据，接收方要有一个回应信号（确定数据是否接受完成)，然后再传输下一个数据。
• 数据发送完之后，主芯片就会发送一个停止信号。

读操作：

如上图所示，白色背景表示"主→从"，灰色背景表示"从→主"，具体流程如下：

• 主芯片要发出一个start信号，表示通信开始。
• 然后发出一个字节的数据，包括设备地址(用来确定是往哪一个从芯片写数据)，该地址有7个比特位以及方向(读/写，0表示写，1表示读)，这里该位是1。
• 从设备回应(用来确定这个设备是否存在)，然后就可以接收数据。
• 从设备发送一个字节数据给主设备，并等待回应。
• 主设备每接收一个字节数据，就要有一个回应信号（确定数据是否接受完成)，然后再接收下一个数据。
• 主设备认为数据接收完之后，就会发送一个停止信号。

---

上面的写操作和读操作，都是由主设备占据主动，无论是开始发送数据还是接收数据，从设备被动的根据方向位的值来配合主设备工作。

I2C信号时序

如上图所示便是I2C信号的时序图，I2C协议中数据传输的单位是字节，也就是8位。但是要用到9个时钟，前面8个时钟用来传输8数据，第9个时钟用来传输应答信号，传输时，先传输最高位(MSB)。

• SDA线上传输的数据必须在SCL线为高电平期间保持稳定，只能在SCL为低电平期间变化(由高到低或由低到高)。

• 开始信号（S）：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
• 结束信号（P）：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
• 应答信号(ACK)：接收方在接收到8位数据后，在第9个时钟周期，拉低SDA上的电平状态。

在一个字节传输完成，并且得到应答ACK信号以后，需要将SCL线上的电平状态拉低一段时间，为了给接收方充足的时间去处理数据，避免数据覆盖。

细节：

• 主、从设备都可以通过SDA发送数据，肯定不能同时发送数据，怎么错开时间？

在9个时钟里，前8个时钟由主设备发送数据的话，第9个时钟就由从设备发送应答数据；前8个时钟由从设备发送数据的话，第9个时钟就由主设备发送应答数据。

• 双方设备中，某个设备发送数据时，另一方怎样才能不影响SDA上的数据？

假设主设备正在给从设备发送数据，但是在某个时刻，从设备发生了故障或者误操作，导致连接双方的SDA线有了电势差，此时SDA线就导通了，可能产生严重的影响甚至烧坏芯片。

如上图所示，为了避免另一方对SDA线上的数据造成影响，需要让双方设备的SDA中有一个三极管，所以使用开极/开漏电路(三极管是开极，CMOS管是开漏，作用一样)，并且使用上拉电阻将SDA线拉高。

• 开漏输出模式正好符合上面的要求，所以使用I2C通信的时候，需要将主设备的SDA线和SCL线所在IO口设置成开漏输出模式。
• 从设备也必须具有开漏输出的特性。

如上图所示是GPIO的输出电路，可以设置成推挽或者开漏输出模式，其中TTL肖特基触发器是打开的，所以IO口引脚的电平状态直接在输入数据寄存器中可以读到。

将输出设置为开漏输出模式时，输出驱动器中的P-MOS管就不会在导通了，只有N-MOS管在输出控制器输出低电平的时候会导通。

• 输出控制器输出高电平时，IO引脚的电平状态由外部决定，由外部上拉电阻或者通信对端决定。
• 输出控制器输出低电平时，IO口引脚接地，输出低电平。

• 当开漏输出的IO控制器输出高电平时，相当于释放了该IO口的电平状态控制权。

所以当主设备A和从设备B都使用开漏输出模式控制SDA线的时候，SDA的真值表如下：

A	B	SDA
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

• 通过真值表可以看到，SDA线上是不会存在电势差的，所以也不会导通。

所以接收方在接收数据之前，需要给SDA口输出高电平释放控制权(写1)，此时SDA上的电平状态就完全由发送方决定，并且和IO口控制器输出的电平相一致。

而且双方都可以通过读取输入数据寄存器中的值来获取当前SDA线上的电平状态。

---

此时再看I2C通信中主设备向从设备写数据的过程：

启动信号发出后，前8个时钟clk：

• 从设备不能影响SDA线，所以不驱动N-MOS管，从设备IO口始终输出高电平，释放控制权。
• 主设备决定数据，IO口变化SDA线电平状态，低电平时驱动N-MOS管，SDA线电平为低，高电平时不驱动N-MOS管，SDA线电平被外部上拉电阻拉高。

第9个时钟clk：

• 主设备不驱动N-MOS管，IO口输出高电平，释放SDA控制权。
• 从设备决定数据，因为是应答信号，所以驱动N-MOS管，SDA线为低电平。

• 在主设置经过8个clk后，需要先将SCL线电平拉低，同时给SDA写1，保持一定时间后再将SCL线拉高，读取SDA线的电平状态，如果变成低说明应答到来。
• 将SCL拉低的目的是好让从设备改变SDA线电平状态，然后SCL保持高电，此时读到的SDA线电平才是真实的电平状态。

• 为什么SCL也需要上拉呢？

在第9个时钟之后，如果有某一方需要更多的时间来处理数据，它可以一直驱动三极管把SCL拉低，也就是输出低电平。

当SCL为低电平时候，大家都不应该使用I2C总线，只有当SCL从低电平变为高电平的时候，I2C总线才能被使用。

当它就绪后，就可以不再驱动三极管，这时上拉电阻把SCL变为高电平，其他设备就可以继续使用I2C总线了。

I2C驱动代码

driver_i2c.h

#ifndef __DRIVER_I2C_H
#define __DRIVER_I2C_H

#include "stm32f1xx_hal.h"

/*********引脚定义**********/

#define SCL_PIN				GPIO_PIN_10
#define SDA_PIN				GPIO_PIN_11

#define SCL_PORT			GPIOF
#define SDA_PORT			GPIOF

/*********宏定义**********/

#define SCL_LOW			HAL_GPIO_WritePin(SCL_PORT, SCL_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define SCL_HIGH		HAL_GPIO_WritePin(SCL_PORT, SCL_PIN, GPIO_PIN_SET)

#define SDA_LOW			HAL_GPIO_WritePin(SDA_PORT, SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define SDA_HIGH		HAL_GPIO_WritePin(SDA_PORT, SDA_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define SDA_IN			HAL_GPIO_ReadPin(SDA_PORT, SDA_PIN)

/*********I2C引脚初始化**********/

void extern I2C_GPIO_ReInit(void);

/*********I2C驱动********/
extern void I2C_Start(void);
extern void I2C_Stop(void);
extern int I2C_GetAck(void);
extern void I2C_Ack(void);
extern void I2C_WriteByte(uint8_t data);
extern uint8_t I2C_ReadByte(uint8_t ack);

#endif /*__DRIVER_I2C_H*/

将用到的资源进行宏定义，像SCL线电平拉高拉低，SDA线电平拉高拉低等简单操作，同样通过宏来实现，比较复杂的操作就用函数实现，这里放的是函数声明具体的定义再driver_i2c.c中，下面本喵就讲解它们的实现。

I2C延时函数：

/*********I2C延时函数*********/
void I2C_Delay(uint32_t cnt)
{
	volatile uint32_t tmp = cnt;
	while(tmp--);
}

SCL线和SDA线上的电平状态需要保持一定的时间，HAL_Delay延时函数的单位是1ms，所以最短延时1ms，对于I2C通信来说，这个时间太长了，通信效率太低，所以本喵自己实现了一个用来I2C延时的函数，具体时间大家可以自己决定。

/*********I2C引脚初始化**********/
void I2C_GPIO_ReInit(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};//实例化IO口
	
	HAL_GPIO_DeInit(SCL_PORT,SCL_PIN);
	HAL_GPIO_DeInit(SDA_PORT,SDA_PIN);//恢复默认
	
	__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();//开启IO口时钟
	
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;//设置开漏输出模式
  	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	
	GPIO_InitStruct.Pin = SCL_PIN;//指定SCL引脚
	HAL_GPIO_Init(SCL_PORT,&GPIO_InitStruct);//初始化SCLIO口
	
	GPIO_InitStruct.Pin = SDA_PIN;//指定SDA引脚
	HAL_GPIO_Init(SDA_PORT,&GPIO_InitStruct);//初始化SDAIO口
}

上面代码是对SDA线和SCL线IO口引脚的初始化，必须设置成开漏输出模式，其他部分不解释，可以根据实际情况做修改。

开始信号：

/**********开始***********/
void I2C_Start(void)
{
	SCL_HIGH;//SCL线拉高
	SDA_HIGH;//SDA线拉高
	I2C_Delay(100);//保持
	
	SDA_LOW;//SDA线拉低
	I2C_Delay(100);//保持
}

先将SDA线和SCL线都拉高，维持一段时间后将SDA线拉低，再维持一段时间，此时就实现了SCL高电平期间，SDA由高电平变成了低电平，I2C通信开始。

停止信号：

/**********结束**********/
void I2C_Stop(void)
{
	SCL_HIGH;//SCL线拉高
	SDA_LOW;//SDA线拉低
	I2C_Delay(100);
	
	SDA_HIGH;//SDA线拉高
	I2C_Delay(100);
}

先将SCL线拉高和SDA线拉低，维持一段时间后再将SDA线拉高，再维持一段时间，此时就实现了SCL高电平期间，SDA由低电平变成了高电平，I2C通信结束。

获取应答信号：

/**********获取应答**********/
int I2C_GetAck(void)
{
	uint16_t i = 0;
	
	SCL_LOW;//SCL线拉低
	SDA_HIGH;//SDA线拉高
	I2C_Delay(100);
	
	SCL_HIGH;//SCL线拉高
	
	while(SDA_IN != 0)
	{
		//读取SDA状态一段时间
		i++;
		if(i == 1000)	
		{
			SCL_LOW;//SCL线拉低
			return -1;//仍然是1返回-1表示无应答信号
		}
	}
	SCL_LOW;//SCL线拉低
	return 0;//读到低电平返回0表示这是应答信号
}

主机获取应答信号时，先将SCL线拉低才能将SDA线拉高，然后维持一段时间再将SCL线拉高，释放SDA线控制权，再检测SDA线电平状态，检测一定时间后，如果SDA仍然是高电平，说明从机没有返回应答，返回-1，如果SDA变成低电平，说明从机返回了应答信号，返回0。

发送应答信号：

/***********发送应答**********/
void I2C_Ack(void)
{
	SCL_LOW;//SCL拉低
	SDA_LOW;//SDA拉低
	I2C_Delay(100);
	SCL_HIGH;//SCL拉高
	I2C_Delay(100);
}

先将SCL先和SDA线都拉低，维持一段时间后将SCL线拉高，好让从机读取被主机拉低的SDA。

不发送应答信号：

/**********不发送应答信号********/
void I2C_NoAck(void)
{
	SCL_LOW;
	SDA_HIGH;//SDA线不拉低
	I2C_Delay(100);
	SCL_HIGH;
	I2C_Delay(100);
}

主机不发送应答信号时，只需要维持SDA线是高电平即可。

使用I2C发送一个字节的数据：

/***********发送一个字节数据**********/
void I2C_WriteByte(uint8_t data)
{
	uint8_t i = 0;
	//8个比特位，8个clk
	for(i = 0; i< 8; i++)
	{
		SCL_LOW;//SCL拉低
		I2C_Delay(100);
		
		if(data & 0x80)
		{
			//发送数据的高位是1，拉高SDA
			SDA_HIGH;
		}
		else
		{
			//发送数据的高位是0，拉低SDA
			SDA_LOW;
		}
		data <<= 1;//左移1位，方便下次判断次高位
		SCL_HIGH;//SCL拉高
		I2C_Delay(100);
	}
	I2C_GetAck();//8个clk结束后，获取应答信号
}

一个字节有8个比特位，所以需要8个clk来发送一个字节的数据，每发送一个比特位时，先将SCL拉低并维持，然后判断要发送数据data的高位。

如果高位是1，则将SDA拉高，如果是高位是0，则将SDA拉低，然后将数据data左移移位，方便下次判断次高位，并且将SCL线拉高保持，好让对方读取SDA状态。

当8个比特位全部发送完毕后，去获取接收方的应答信号。

• 在发送一个字节数据的时候，先判断的是data的高位，并且通过SDA线发送，所以发送一个字节是按照从高位到低位的顺序发送的。

读取一个字节数据：

/**********读取一个字节数据***********/
uint8_t I2C_ReadByte(uint8_t ack)
{
	uint8_t i = 0;
	uint8_t data = 0;
	
	SDA_HIGH;//SDA拉高放弃控制权
	//8个比特位，读取8次
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		SCL_LOW;//SCL拉低，让从机改变SDA状态
		I2C_Delay(100);
		SCL_HIGH;//SCL拉高
		I2C_Delay(100);
		
		data <<= 1;//高位左移移位，方便接收次高位
		if(SDA_IN == 1)
		{
			//SDA高电平
			data++;
		}
	}
	
	//决定要不要给从机应答
	if(ack == 0)
	{
		I2C_Ack();//接收完毕，给从机应答信号
	}
	else if(ack == 1)
	{
		I2C_NoAck();//接收完毕，不给从机应答信号
	}
	
	return data;//返回接收到的数据
}

从机向主机发送数据时，先将SDA拉高放弃SDA线的控制权，此时SDA线的状态由从机决定。一个字节8个比特位，所以需要8个clk读取8次，每次读取时，先将SCL拉低，此时从机才能改变SDA电平状态，才能发送数据，然后保持一段时间后再拉高SCL，此时主机读到的SDA数据才是准确的。

将存放数据的data左移一位，方便接收次高位，当SDA线的电平是高时，data加一，如此反复八次。

• 这个过程中，先接收到的比特位是高位，所以会被不停左移，八次读取后得到的8个比特位拼成一个字节的数据。
• 和发送时先发送高位相对应。

一个字节数据读取完毕后，根据ack形参的值决定要不要给从机应答信号，最后再将接收到的数据data返回。

OLED显示

在OLED屏上还有一块驱动芯片，它是用来让屏幕显示内容的，我们让OLED显示内容其实就是在控制这块驱动芯片，本喵使用的OLED是SSD1306驱动芯片。

SSD1306

特点：

• 128×64点阵面板，也就是一共有8192个点。
• 有256阶对比度可调节。
• 支持6800/8080并行总线。
• 支持SPI、I2C串行总线。
• 支持水平方向和垂直方向的滚动。
• 支持行或列的重映射，也就是反转方向。

设备地址：

从芯片手册中可以看到，该芯片的地址有7位，从b1~b7，其中b2~b7是固定的，二进制序列是0111 10，b1是由芯片的D/C引脚决定的。

从上面的芯片电路图中可以看到，D/C引脚是接地的，所以b1的值就是0，所以该芯片的地址就是0111 100，通过这7个比特位可以找到这个芯片。

b0是读写控制位，1表示从该芯片中读取数据，0表示向该芯片写入数据，所以：

• 0b0111 1000十六进制0x78是写数据时的设备地址。
• 0b0111 1001十六进制0x79是读数据时的设备地址。

/***************定义设备SSD1306读写地址*************/
#define OLED_WRITE_ADDR 		0x78		//写地址
#define OLED_READ_ADDR			0x79		//读地址

/***************定义设备控制命令**************/
#define OLED_WRITE_CMD			0x00		//向OLED写命令
#define OLED_WRITE_DATA			0x40		//向OLED写数据

在代码中使用宏来定义设备的读写地址，以及告诉从设备是写命令还是写数据。

SSD1306的I2C总线数据格式

如上图所示便是和SSD1306控制芯片通信的I2C总数据格式，主机STM32F103ZET6首先发送起始信号S，然后发送设备地址(由7位Slave Address和1位R/W组成一个字节)，再读取从机SSD1306的应答信号。

得到应答信号以后再发送一个控制字节，告诉SSD1306芯片，接下来的数据是控制命令还是向驱动芯片的GRAM中写入数据。

如上图所示便是控制字节，其中Co位表示该字节中紧跟着的数据是仅有数据字节还是会包含控制字节，默认为0，D/C位为1表示紧跟着的字节数据为写入驱动芯片GRAM的数据，为0则表示这是一个命令数据。

写命令：

/***********写命令**********/
void OLED_WriteCmd(uint8_t cmd)
{
	I2C_Start();//开始信号
	I2C_WriteByte(OLED_WRITE_ADDR);//写从送设备地址
	I2C_WriteByte(OLED_WRITE_CMD);//告诉设备要写命令
	I2C_WriteByte(cmd);//写具体命令
	I2C_Stop();//停止信号
}

先产生开始信号，然后发送从设备SSD1306芯片地址(写函数中已经包含获取应答)，再发送控制字节表明要向从设备中写命令，然后再写入具体的命令cmd，最后产生停止信号。

写一个字节数据：

/***********写一个字节数据**********/
void OLED_WriteDate(uint8_t data)
{
	I2C_Start();//开始信号
	I2C_WriteByte(OLED_WRITE_ADDR);//写从送设备地址
	I2C_WriteByte(OLED_WRITE_DATA);//告诉设备要写数据
	I2C_WriteByte(data);//写具体数据
	I2C_Stop();//停止信号
}

通信开始后，先写从设备地址，然后发送控制字节告诉从设备要写入数据，再写入具体的数据，最后产生停止信号。

写多个字节数据：

/***********写多个字节数据*********/
void OLED_WriteNBytes(uint8_t* buffer,	uint16_t length)
{
	uint16_t i = 0;
	if(buffer == NULL)	return;//源缓冲区为空直接返回
	I2C_Start();//开始信号
	I2C_WriteByte(OLED_WRITE_ADDR);//写从设备地址
	I2C_WriteByte(OLED_WRITE_DATA);//告诉从设备要写数据
	//写入多个字节
	for(i = 0; i< length; i++)
	{
		I2C_WriteByte(buffer[i]);
	}
	I2C_Stop();//停止信号
}

首先进行判断，如果写数据的源缓冲区为空，则直接返回，不为空则继续执行。通信开始后，同样需要写从设备地址并且告诉从设备要写数据，之后多次调用写一个字节的函数发送多个字节数据，最后停止通信。

OLED的显示

如上图所示便是OLED的内部示意图，外部处理器STM32F103ZET6通过I2C协议将数据发送到OLED内部的MCU上，然后内部MUC将数据给到GDDRAM上存储，再将数据给到显示控制器，然后进行行/列地址驱动，最终在OLED屏幕上显示内容。

如上图所示是OLED屏幕示意图，整个拼命有128×64个像素点，分为128列，64行，由于一个字节有8个比特位，所以一列中每8行对应一个字节。

64个行又划分为8页，每一页有127列×8页个像素点。上图中，第一页PAGE0的第一列COL0对应的8个比特位是01010101，右边屏幕上对应比特位为1的像素点是白色，其他为黑色。

• OLED的显示其实就是在填充这128×64个像素点。

当I2C发送多个字节数据的时候，显存GDDRAM又是如何保存这些数据的呢？保存这些数据有三种地址模式：页地址模式，垂直地址模式，水平地址模式。

本喵这里仅介绍最常用的页地址模式：

如上图所示，在页地址模式下，当往显存里面写入数据后，列地址指针会自动递增1，所以设置好起始页和起始列之后，就可以连续发送数据，而不用每发送一个数据就去指定一个页和列的地址了。

如果列地址指针递增到了设置的结束列地址，那么列地址指针就会复位回到设置的起始列地址，而页地址指针是不会有变化的。

• 向下一页显存中存放数据时，用户必须设置新的页和列的起始地址。

如上图所示，这是从SSD1306芯片手册中截取的，用来设置显存的地址模式，主设备需要先向从设备发送0x20控制字节，表示要设置页地址模式，然后再发送一个字节范围为0x00~0x03的数据来指定地址模式。

设置地址模式：

typedef enum
{
    H_ADDR_MODE     = 0,    // 水平地址模式
    V_ADDR_MODE     = 1,    // 垂直地址模式
    PAGE_ADDR_MODE  = 2,    // 页地址模式
}MEM_MODE;  // 内存地址模式

static MEM_MODE mem_mode = PAGE_ADDR_MODE;
void OLED_SetMemAddrMode(MEM_MODE mode)
{
	if((mode != H_ADDR_MODE) && (mode != V_ADDR_MODE) && (mode != PAGE_ADDR_MODE))      return;
    OLED_WriteCmd(0x20);
    OLED_WriteCmd(mode);
    mem_mode = mode;
}

根据芯片手册所描述的，给从设备发对应的数据就可以设置成页地址模式，这也是一种最常用的地址模式。

---

如上图所示，这是用来设置页起始地址的，在写指令时发送一个字节范围是0xB0~0xB7的数据，其中低3位的值是告诉显存要将数据存放在哪一页。

设置起始页地址：

#define PAGE_ADDR_MODE_BASE			0xB0
void OLED_SetPageAddr_PAGE(uint8_t addr)
{
	if(mem_mode != PAGE_ADDR_MODE)  return;
	if(addr > 7)   return;
	OLED_WriteCmd(PAGE_ADDR_MODE_BASE + addr);
}

在调用该函数的时候，可以指定起始页地址，但是不能超过7，因为一共有8页，判断合法后，写命令写入起始页地址的值。

芯片手册中，D7~D3的值是固定的0b1011 0，所以PAGE_ADDR_MODE_BASE为0xB0，页地址在这个基础上作偏移即可。

---

还有屏幕的打开和关闭等等：

#define DISP_ON()             	OLED_WriteCmd(0xAF) //开始显示
#define DISP_OFF()            	OLED_WriteCmd(0xAE)	//关闭显示

设置起始列地址等等功能的方法等等，大家可以自己对着芯片手册去查找它的使用规则，本喵后面会将源码及手册分享出来。

OLED初始化

如上图所示是OLED整个初始化过程，这个过程图在芯片手册中也有，我们只需要按照流程挨个调用自己实现的功能函数即可。

初始化：

void OLED_Init(void)
{   
    OLED_SetMemAddrMode(PAGE_ADDR_MODE);    			// 0. 设置地址模式
    OLED_SetMuxRatio(0x3F);                 			// 1. 设置多路复用率
    OLED_SetDispOffset(0x00);               			// 2. 设置显示的偏移值
    OLED_SetDispStartLine(0x00);            			// 3. 设置起始行
    OLED_SEG_REMAP();                       			// 4. 行翻转
    OLED_SCAN_REMAP();                      			// 5. 翻转扫描
    OLED_SetComConfig(COM_PIN_SEQ, COM_NOREMAP);  		// 6. COM 引脚设置
    OLED_SetContrastValue(0x7F);            			// 7. 设置对比度
    ENTIRE_DISPLAY_OFF();                   			// 8. 背景熄灭
    DISP_NORMAL();                          			// 9. 显示模式
    OLED_SetDCLK_Freq(0x00, 0x08);          			// 10. 设置分频系数和频率增值
    OLED_SetChargePump(PUMP_ENABLE);        			// 11. 使能电荷碰撞
    
    OLED_SetComConfig(COM_PIN_ALT, COM_NOREMAP);	//改变显示字体大小
    
    DISP_ON();																		//开始显示
}

其中第4步就是让原本在右边显示变成在左边显示，第5步是让原本在下面显示变成在上面显示，根据屏幕摆放的位置做好调整即可，本喵这里就是将原本从右下角开始显示变成从左上角开始显示。

显示字符

到目前在OLED上只能点亮指定位置的像素点，如果要显示字符还需要我们将字符对应的所有像素点点亮，通过字符生成工具，可以直接获得要显示的字符所有对应的数据。

如上图，设置成阴码显示，选择列行式以及逆向取模，然后输入字符A点击生成以后，就会生成一个长为16字节的数组，将这个数组中的数据发送给显存，就会显示出来字符A。

设置显示起始位置：

void OLED_SetPosition(uint8_t page, uint8_t col)
{
	OLED_SetPageAddr_PAGE(page);	//设置页起始地址
    OLED_SetColAddr_PAGE(col);		//设置列起始地址
}

设置显示起始位置，指定起始页地址和起始列地址。

	uint8_t ch[16] = {0x00,0x00,0xC0,0x38,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x20,0x3C,0x23,0x02,0x02,0x27,0x38,0x20};/*"A",0*/
	I2C_GPIO_ReInit();	//I2C的GPIO配置
	OLED_Init();		//初始化OLED
	OLED_Clear();		//清屏

	OLED_SetPosition(0, 0);		//设置起始位置
	OLED_WriteNBytes(ch,16);	//发送16个字节

在main.c中，初始化完成后，设置显示的起始地址是第0页的第0列，发送A字符对应的16个字节数据，显示字符A。

如上图所示，但是此时显示的并不是一个完整的字符A，这是因为，我们用软件生成的子模是8×16的，所以需要用两页来显示。

	OLED_SetPosition(0, 0);		//第0页
	OLED_WriteNBytes(ch,8);		//发送8字节
	
	OLED_SetPosition(1, 0);		//第1页
	OLED_WriteNBytes(ch + 8,8);//发送8字节

给第0页发送8字节数据，再给第1页发送8字节数据，此时字符A才能显示完整。

如上图，此时一个完整的字符就显示完成了，那么如果要显示字符串呢？难道把所有需要的字符都生成一遍吗？

同样使用该软件生成一个字库，该字库中包含所有ASCII码中的所有值。

如上图所示，该字库是一个二维数组，其中行号就对应着ASCII码值，所以根据行号就可以找到任何一个英文字母所对应的16字节数据，然后发给显存即可。

显示一个字符：

void OLED_PutChar(uint8_t page, uint8_t col, char c)
{
	OLED_SetPosition(page, col);										
	OLED_WriteNBytes((uint8_t*)&ascii_font[c][0],8);//根据ASCII码索引，发送前8字节
	
	OLED_SetPosition(page + 1, col);
	OLED_WriteNBytes((uint8_t*)&ascii_font[c][8],8);//根据ASCII码索引，发送后8字节
}

在发送一个字符的时候，同样需要两页来显示，根据ASCII码值，在二维数组中找到对应字符所对应的数据，第一页发送前8个数据，第二页发送后8个数据。

显示一个字符串：

void OLED_PrintString(uint8_t page, uint8_t col, char* str)
{
	while(*str != '\0')
	{
		OLED_PutChar(page,col,*str);
		col+=8;
		if(col > 127)
		{
			//127列显示满，调整页数
			page += 2;
		}		
		if(page > 7)
		{
			//全部显示满后，从头开始显示
			page = 0;
		}
		str++;
	}
}

调用该函数显示字符串的时候，传入一个字符串的形参，通过该指针将字符串中的所有字符挨个显示出来，直到遇到'\0'结束显示，当127列显示满后就需要调整页数，当页数满了以后，从头开始重新显示。

	EnableDebugIRQ();
	KEY_GPIO_ReInit();
	I2C_GPIO_ReInit();
	OLED_Init();
	OLED_Clear();

	OLED_PrintString(0,0,"I Love Shanghai");

在main.c中执行上面代码就会显示I Love Shanghai字符串在OLED屏幕上。

如上图，成功显示字符串，它的大小样式等都可以调节，有兴趣的小伙伴可以自己研究一下。

源码及资料

本喵已经将源码，包括I2C驱动源，OLED驱动源码，还有字模制作工具，SSD1306驱动芯片等资源上传，有需要的小伙伴可以去下载。传送门

总结

用OLED屏幕来显示字符是人机交互的一种重要方式，也是本喵之后要做的小项目中的一部分，I2C在这个过程中扮演了非常重要的角色，通过应用OLED可以对I2C通信协议有一个清晰的认识。