STM32驱动0.96寸OLED液晶屏

嵌入式从0到1 2020-09-27 00:00

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序言
OLED简介
模块介绍
引脚定义
SSD1306控制芯片驱动

时序图讲解
SSD1306常用命令
命令设置SSD1306

如何显示字符
测试结果
资料下载

序言

液晶屏通常作为嵌入式设备的显示终端，用于显示一些关键信息，将信息直接显示在一块小的液晶屏幕上。

液晶屏除了可以作为显示终端外，还可以作为调试信息输出的一个终端。

在调试硬件程序的时候，通常会对程序进行调试，想输出一些状态或者信息来体现程序当前的运行状态，一般我们会选择串口打印输出内容，或者LED的不同闪烁频率代表不同状态，当然我们也可以使用一个液晶屏来显示不同内容，这种方式也是十分的方便快捷的。

OLED简介

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。

LCD都需要背光，而OLED不需要，因为它是自发光的。这样同样的显示，OLED效果要来得好一些。OLED的尺寸难以大型化，但是分辨率确可以做到很高。

模块介绍

尺寸：0.96寸
控制芯片：SSD1306
管脚数量：7
引脚间距：2.54mm
分辨率：128*64,可以显示汉字、ASCII、图案，对比度高
可视角度：>160度
无需背光（OLED屏的特点）
供电：3V-5V

有的模块是不跟5V接口兼容的，使用前一定要确认好。

引脚定义

GND：电源地
VCC：2.2V~5.5V
D0：SCL，CLK时钟
D1：SDA，MOSI数据
RES：RST复位
D/C：数据/命令选择
CS：片选，接地

此模块可以采用SPI或IIC通信方式，最多只需要4个IO口既可驱动。

SPI电路连接：
GND---地
VCC---3.3V或5V
D0---接单片机IO，作为SPI总线的CLK时钟引脚，时钟
D1---接单片机IO，作为SPI总线的MOSI数据引脚，数据输入
RES---接单片机IO
D/C---接单片机IO，高电平为写数据，低电平为写命令
CS---片选，接地（可不连接单片机IO），选中SSD1306

IIC电路连接：
GND---地
VCC---3.3V或5V
D0---接单片机IO，作为IIC的SCL引脚
D1---接单片机IO，作为IIC的SDA引脚
CS---接地

SSD1306控制芯片驱动

时序图讲解

我们以STM32单片机为例，使用5个GPIO模拟SPI总线与SSD1306总线进行通讯。

因为STM32与OLED屏的通讯只是单向数据传输，即只存在STM32向OLED屏发送数据，不涉及到读取返回数据，所以我们要实现显示功能之前，需要根据SPI写操作时序图，先实现一个向SSD1306写入一个字节的函数实现。

SSD1306使用4Wire SPI写操作的时序图

封装一个向SSD1306写入一个字节的函数，
函数原型为：
void OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd);
其中：
dat为待写入的数据或者命令；
cmd为数据或命令标志，0表示命令；1表示数据。

由上面SPI操作的时序图可知，IO引脚的时序如下所示：

首选看发送的字节是命令还是数据，如果是命令，OLED_DC（D/C）引脚置0，即低电平；如果是数据，OLED_DC（D/C）引脚置1，即高电平。

if(cmd) OLED_DC_Set();else  OLED_DC_Clr();

片选OLED_CS（CS）引脚置0，即拉低（硬件电路中CS引脚也可以直接与GND相连，这样就不用操作CS引脚了）。

OLED_CS_Clr();

1个字节的数据有8位，将8位数据由高到低的顺序发出，数据要在OLED_SCLK（D0）引脚的上升沿之前设置好，所以要先将OLED_SCLK（D0）置低，然后将一位数据送至OLED_SDIN（D1）引脚，然后将OLED_SCLK（D0）置高，这样一位数据就发送出去了，如此循环8次，一个字节的数据就发送出去了。

for(i=0;i<8;i++){  OLED_SCLK_Clr(); if(dat&0x80) OLED_SDIN_Set(); else  OLED_SDIN_Clr(); OLED_SCLK_Set(); dat<<=1; }

8位数据发送完毕之后，将OLED_CS（CS）引脚拉高，即置1，恢复至初始状态。

OLED_CS_Set();OLED_CS_Set();OLED_DC_Set();

*代码完整实现

void OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd){  uint8_t i;  if(cmd) OLED_DC_Set(); else  OLED_DC_Clr();   OLED_CS_Clr();  for(i=0;i<8;i++) {  OLED_SCLK_Clr(); if(dat&0x80) OLED_SDIN_Set(); else  OLED_SDIN_Clr(); OLED_SCLK_Set(); dat<<=1;  }  OLED_CS_Set(); OLED_CS_Set(); OLED_DC_Set(); }

SSD1306常用命令

其他命令，可以详见SSD1306 datasheet的第28页。从这页开始，对SSD1306的指令有详细的介绍。（手册的下载链接，见文尾资料下载）

命令设置SSD1306

有了写字节的函数封装：
void OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd);

然后查询手册中的命令字，我们可以发送命令初始化SSD1306，比如：

关闭显示面板

OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);

设置页地址模式

OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);

SSD1306有3种内存寻址模式，分别是：
页寻址模式（page addressing mode）, 水平寻址模式（horizontal addressing mode）和垂直寻址模式（vertical addressing mode），分别对应的命令字节为：20h、21h、22h，因为OLED模块复位之后默认是 page addressing mode，所以下面只讲页寻址模式；其他两种模式跟页寻址模式的差异就是地址指针自增方式不一样，详情可以参考一下SSD1306的数据手册。

如何显示字符

在初始化OLED之后，如何在屏幕上显示字符呢？

在这之前，先了解一下SSD1306内部的RAM；SSD1306内部有个SRAM称为GDDRAM（Graphic Display Data RAM），大小是128 × 64 bits，被分为8个 PAGE，用于单色128×64点阵显示，当我们往这个RAM写入数据，就会显示特定内容，如图：

上面'COL'的含义是GDDRAM列（column）

在页寻址模式下，每当对RAM进行读写操作之后，列地址指针会自动+1，直到列地址指针指向列结束地址后，会重新指向列开始地址；而且在该模式下，一定要设置新的页面和列地址才能访问下一个页面的内容，所以设置显示字符之前一般都会调用下面几句语句来确定显示位置：

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

封装设置显示位置的函数如下：

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)|0x01,OLED_CMD); }

例如如果页地址设为B2h，低列地址为03h，而高列地址为00h，那么也就意味着开始列是PAGE2的SEG3，而RAM的获取指针定位到下图中。而输入的数据将会被写入列3的位置。

所以确定好了显示位置，直接输出字符对应的像素数据数组就好了。

测试结果

测试电路连接：
GND---地
VCC---3.3V
D0---接PB9，作为SPI总线的CLK时钟引脚，时钟
D1---接PB8，作为SPI总线的MOSI数据引脚，数据输入
RES---接PB7
D/C---接PB6，高电平为写数据，低电平为写命令
CS---片选，接PB5，接地选中SSD1306

资料下载

微信公众号后台回复“OLED”，可以下载工程源码及ssd1306的数据手册。

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