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歷史上的今天

今天是：2025年08月06日（星期三）

2021年08月06日 | STM32—4線(xiàn)SPI驅(qū)動(dòng)SSD1306 OLED

發(fā)布者：Enchanted2023 來(lái)源: eefocus關(guān)鍵字：STM32  驅(qū)動(dòng)  SSD1306  OLED 手機(jī)看文章 掃描二維碼
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一.OLED簡(jiǎn)介

OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode），又稱(chēng)為有機(jī)電激光顯示（OrganicElectroluminesence Display， OELD）。 OLED 由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。

模塊特點(diǎn)：


沒(méi)有背光，需要通過(guò)寫(xiě)入指令來(lái)開(kāi)啟顯示

尺寸小：0.96寸，分辨率高：128*64

提供多種通信接口：6800、8080、3線(xiàn)/4線(xiàn)SPI、IIC

供電3.3V

需要改變模塊的通信接口時(shí)，只需要改變模塊背后的電阻位置即可，如示：

在這里插入圖片描述

我是使用4線(xiàn)SPI驅(qū)動(dòng)OLED的。


二.驅(qū)動(dòng)SSD1306所需知識(shí)

1.引腳介紹

在這里插入圖片描述

如圖所示，各引腳的介紹如下：


GND：接地引腳

VCC：接電源引腳，接3.3V直流電源即可

D0：SPI的時(shí)鐘線(xiàn)SCLK

D1：SPI的數(shù)據(jù)線(xiàn)SDIN

RES：復(fù)位接口，低電平初始化（復(fù)位），正常時(shí)高電平

DC：用來(lái)選擇命令or數(shù)據(jù)，低電平命令，高電平數(shù)據(jù)

CS：片選線(xiàn)

注意：4線(xiàn)SPI模式時(shí)，只能寫(xiě)，不能讀！

在本文的代碼中，對(duì)應(yīng)的接口如下：


SCLK:PC0 D0

SDIN:PC1 D1

RES :PG15 拉低時(shí)初始化（復(fù)位），正常時(shí)拉高

DC :PD3 （0:命令 1:數(shù)據(jù)）

CS :PD6


2.通信時(shí)序

單片機(jī)與OLED通信是4線(xiàn)SPI，每個(gè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位，在SCLK的上升沿?cái)?shù)據(jù)有效，在上升沿?cái)?shù)據(jù)從SDIN移入SSD1306，高位先行，D/C用來(lái)說(shuō)明是傳輸命令還是數(shù)據(jù)。其通信時(shí)序圖如示：

在這里插入圖片描述

由圖知，SSD1306與單片機(jī)通信可以分為如下幾步：

1.拉低片選CS，作為正常通信的前提

2.根據(jù)需求操作D/C，低電平代表傳輸命令，高電平代表傳輸數(shù)據(jù)

3.時(shí)鐘線(xiàn)SCLK不斷產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，上升沿?cái)?shù)據(jù)線(xiàn)有效

4.數(shù)據(jù)線(xiàn)SDIN根據(jù)SCLK的上升沿，從高位開(kāi)始傳輸一幀數(shù)據(jù)（8位），置高代表1，拉低代表0


3.顯存GRAM

在OLED上顯示圖像，圖像的數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)在顯存GRAM中，由于SSD1306的分辨率是128*64，代表屏幕上總共有128x64個(gè)像素點(diǎn)，所以其顯存大小就是128x64bit，恰好可以存儲(chǔ)一幀圖像的信息。


SSD1306的在邏輯上把GRAM分為8頁(yè)，每頁(yè)包含128個(gè)字節(jié)（1個(gè)字節(jié)8位），即8x128x8=128x64，所以屏幕上的每一個(gè)像素點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著GRAM中的每一位，要想點(diǎn)亮屏幕上的某一個(gè)像素點(diǎn)，只要在開(kāi)啟顯示的前提下，將GRAM中的相應(yīng)位置一即可。

SSD1306的GRAM與屏幕上像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表如示：

在這里插入圖片描述

以屏幕的左上角為原點(diǎn)，可以想象出一副坐標(biāo)系，屏幕的大小范圍就是x：0~ 127，y：0~64，實(shí)際上我們后續(xù)畫(huà)點(diǎn)也是以此為基礎(chǔ)的！


我們用一個(gè)二維數(shù)組來(lái)抽象的映射出屏幕上的每一個(gè)像素點(diǎn)：


/* OLED的顯存 */

uint8_t OLED_GRAM[128][8];

/*

OLED_GRAM[128][8]中是8位二進(jìn)制為一個(gè)單位

其邏輯排序如示：（高位先行）

7 7

6 6

5 5

4 4  ...

3 3

2 2

1 1

0 0

*/


到此，我們只需要把要顯示圖像的信息寫(xiě)入OLED_GRAM[128][8]數(shù)組中，再通過(guò)畫(huà)點(diǎn)函數(shù)操作OLED_GRAM[128][8]中的每一位對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，就可以在OLED屏幕中顯示圖像了。


4.字庫(kù)

要在屏幕中顯示圖像，最常見(jiàn)的是顯示一些字符，這個(gè)時(shí)候就需要這些字符的圖像信息了，這就涉及到字庫(kù)。我理解，一個(gè)包含了一些字符圖像的數(shù)組就可以稱(chēng)作字庫(kù)，這樣做的好處就是，可以根據(jù)所要顯示的字符直接從字庫(kù)中提取圖像信息到GRAM，這樣顯示字符就方便多了。


本項(xiàng)目所使用的字庫(kù)大小有（高x寬）：12x6、16x8、24x12

而且字庫(kù)的取模方式：陰碼+逐列式+順向+C51格式（用了取模軟件PC2LCD2002）

每個(gè)字符所占用的字節(jié)數(shù)為:(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2),其中size:是字庫(kù)生成時(shí)的點(diǎn)陣大小

比如12x6字庫(kù)信息如示：


//12*6 ASCII字符集點(diǎn)陣

const unsigned char asc2_1206[95][12]={

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*" ",0*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"!",1*/

{0x00,0x00,0x30,0x00,0x40,0x00,0x30,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00},/*""",2*/

{0x09,0x00,0x0B,0xC0,0x3D,0x00,0x0B,0xC0,0x3D,0x00,0x09,0x00},/*"#",3*/

{0x18,0xC0,0x24,0x40,0x7F,0xE0,0x22,0x40,0x31,0x80,0x00,0x00},/*"$",4*/

{0x18,0x00,0x24,0xC0,0x1B,0x00,0x0D,0x80,0x32,0x40,0x01,0x80},/*"%",5*/

{0x03,0x80,0x1C,0x40,0x27,0x40,0x1C,0x80,0x07,0x40,0x00,0x40},/*"&",6*/

{0x10,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"'",7*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x80,0x20,0x40,0x40,0x20},/*"(",8*/

{0x00,0x00,0x40,0x20,0x20,0x40,0x1F,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00},/*")",9*/

{0x09,0x00,0x06,0x00,0x1F,0x80,0x06,0x00,0x09,0x00,0x00,0x00},/*"*",10*/

{0x04,0x00,0x04,0x00,0x3F,0x80,0x04,0x00,0x04,0x00,0x00,0x00},/*"+",11*/

{0x00,0x10,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*",",12*/

{0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x00,0x00},/*"-",13*/

{0x00,0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*".",14*/

{0x00,0x20,0x01,0xC0,0x06,0x00,0x38,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00},/*"/",15*/

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{0x3C,0x80,0x24,0x40,0x24,0x40,0x24,0x40,0x23,0x80,0x00,0x00},/*"5",21*/

{0x1F,0x80,0x24,0x40,0x24,0x40,0x34,0x40,0x03,0x80,0x00,0x00},/*"6",22*/

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{0x1B,0x80,0x24,0x40,0x24,0x40,0x24,0x40,0x1B,0x80,0x00,0x00},/*"8",24*/

{0x1C,0x00,0x22,0xC0,0x22,0x40,0x22,0x40,0x1F,0x80,0x00,0x00},/*"9",25*/

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{0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*";",27*/

{0x00,0x00,0x04,0x00,0x0A,0x00,0x11,0x00,0x20,0x80,0x40,0x40},/*"<",28*/

{0x09,0x00,0x09,0x00,0x09,0x00,0x09,0x00,0x09,0x00,0x00,0x00},/*"=",29*/

{0x00,0x00,0x40,0x40,0x20,0x80,0x11,0x00,0x0A,0x00,0x04,0x00},/*">",30*/

{0x18,0x00,0x20,0x00,0x23,0x40,0x24,0x00,0x18,0x00,0x00,0x00},/*"?",31*/

{0x1F,0x80,0x20,0x40,0x27,0x40,0x29,0x40,0x1F,0x40,0x00,0x00},/*"@",32*/

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{0x1F,0x80,0x20,0x40,0x20,0x40,0x20,0x40,0x30,0x80,0x00,0x00},/*"C",35*/

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{0x1F,0x80,0x21,0x40,0x21,0x40,0x20,0xE0,0x1F,0xA0,0x00,0x00},/*"Q",49*/

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{0x20,0x00,0x38,0x40,0x07,0xC0,0x38,0x40,0x20,0x00,0x00,0x00},/*"Y",57*/

{0x30,0x40,0x21,0xC0,0x26,0x40,0x38,0x40,0x20,0xC0,0x00,0x00},/*"Z",58*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x7F,0xE0,0x40,0x20,0x40,0x20,0x00,0x00},/*"[",59*/

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{0x00,0x00,0x40,0x20,0x40,0x20,0x7F,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"]",61*/

{0x00,0x00,0x20,0x00,0x40,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"^",62*/

{0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10},/*"_",63*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"`",64*/

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{0x04,0x40,0x07,0xC0,0x02,0x40,0x04,0x00,0x04,0x00,0x00,0x00},/*"r",82*/

{0x00,0x00,0x06,0x40,0x05,0x40,0x05,0x40,0x04,0xC0,0x00,0x00},/*"s",83*/

{0x00,0x00,0x04,0x00,0x1F,0x80,0x04,0x40,0x00,0x40,0x00,0x00},/*"t",84*/

{0x04,0x00,0x07,0x80,0x00,0x40,0x04,0x40,0x07,0xC0,0x00,0x40},/*"u",85*/

{0x04,0x00,0x07,0x00,0x04,0xC0,0x01,0x80,0x06,0x00,0x04,0x00},/*"v",86*/

{0x06,0x00,0x01,0xC0,0x07,0x00,0x01,0xC0,0x06,0x00,0x00,0x00},/*"w",87*/

{0x04,0x40,0x06,0xC0,0x01,0x00,0x06,0xC0,0x04,0x40,0x00,0x00},/*"x",88*/

{0x04,0x10,0x07,0x10,0x04,0xE0,0x01,0x80,0x06,0x00,0x04,0x00},/*"y",89*/

{0x00,0x00,0x04,0x40,0x05,0xC0,0x06,0x40,0x04,0x40,0x00,0x00},/*"z",90*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x00,0x7B,0xE0,0x40,0x20,0x00,0x00},/*"{",91*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"|",92*/

{0x00,0x00,0x40,0x20,0x7B,0xE0,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"}",93*/

{0x40,0x00,0x80,0x00,0x40,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x40,0x00},/*"~",94*/

};  


5.SSD1306基本命令

上面介紹了顯存，我們已經(jīng)知道OLED的圖像顯示原理了。然鵝，在顯示圖像之前，還要對(duì)SSD1306做一系列的初始化操作，這就用到一些相關(guān)指令了。


暫停一下！??！捋一下命令與數(shù)據(jù)的關(guān)系：

上面介紹過(guò)D/C線(xiàn)，D/C低電平代表傳輸命令，高電平代表傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)就是顯存GRAM的內(nèi)容，而命令就是下面要介紹的。所以O(shè)LED與單片機(jī)通信就是由單片機(jī)向OLED寫(xiě)入信息，開(kāi)始寫(xiě)入命令來(lái)初始化，之后寫(xiě)入GRAM（圖像的信息）即可！


一些常用的命令如圖所示：

在這里插入圖片描述

比較重要的是設(shè)置起始坐標(biāo)的三個(gè)命令

命令為 0XB0~B7，該命令用于設(shè)置頁(yè)地址，其低三位的值對(duì)應(yīng)著 GRAM 的頁(yè)地址。

命令為 0X00~0X0F，該指令用于設(shè)置顯示時(shí)的起始列地址低四位。

命令為 0X10~0X1F，該指令用于設(shè)置顯示時(shí)的起始列地址高四位。


有關(guān)初始化OLED的所有命令會(huì)在下午代碼講解部分列出！


三.代碼講解

1.相關(guān)引腳配置

上面介紹了相應(yīng)的引腳，這里對(duì)相應(yīng)引腳進(jìn)行配置，注意：除了GND和VCC引腳，其余所有引腳的模式均為推挽輸出，代碼如下：

[1] [2]
關(guān)鍵字：STM32  驅(qū)動(dòng)  SSD1306  OLED 引用地址：STM32—4線(xiàn)SPI驅(qū)動(dòng)SSD1306 OLED

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