代码收藏家 OLED显示屏深度解析：IIC协议与STM32在0.96寸OLED屏上的应用探究
目录
一、介绍
二、模块原理
1.原理图
2.工作原理：SSD1306显存与命令
三、程序设计
main.c文件
oled.h文件
oled.c文件
四、实验效果
五、资料获取
项目分享
一、介绍
OLED是有机发光二极管，又称为有机电激光显示（Organic Electroluminescence Display， OLED）。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
以下是OLED显示屏的参数：
|
尺寸 |
0.96寸 |
|
模块电压 |
DC：3~5V |
|
分辨率 |
128×64 |
|
驱动 |
SSD1306 |
|
管脚数 |
4针 |
|
接口 |
IIC |
|
工作温度 |
-20℃~70℃ |
哔哩哔哩视频链接：
https://www.bilibili.com/video/BV17Z421K7vV/?share_source=copy_web&vd_source=097fdeaf6b6ecfed8a9ff7119c32faf2
（资料分享见文末）
二、模块原理
1.原理图
以下为OLED显示屏的引脚描述
|
引脚名称 |
描述 |
|
VCC |
供给电压3~5V |
|
SCL |
I2C总线时钟线 |
|
SDA |
I2C总线数据线 |
|
GND |
电源地 |
2.工作原理：SSD1306显存与命令
SSD1306的显存总共为128*64bit大小，其将这些显存分为了8页。每页包含了128个字节，总共8页，这样刚好是128*64的点阵大小。
命令
0X81
：
设置对比度
。
包含两个字节，第一个
0X81
为命令，随后发送的一个字节为要设置的对比度的值。这个值设置得越大屏幕就越亮。
命令0XAE/0XAF
：
0XAE
为关闭显示命令；
0XAF
为开启显示命令。
命令0XB0~B7
：
用于设置页地址，其低三位的值对应着
GRAM
的页地址。
命令0X00~0X0F
：
用于设置显示时的起始列地址低四位。
命令0X10~0X1F
：
用于设置显示时的起始列地址高四位。
三、程序设计
使用STM32F103C8T6将中英文字符、数字和图片显示在OLED显示屏上
main.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "dht11.h"
#include "oled.h"
#include "bmp.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 项目 : OLED显示屏实验
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.7
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 参看oled.h
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
int main(void)
{
SystemInit();//配置系统时钟为72M
delay_init(72);
LED_Init();
LED_On();
USART1_Config();//串口初始化
OLED_Init();
printf("Start \n");
delay_ms(1000);
//OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode)
//x,y:起点坐标 num:汉字对应的序号 mode:0,反色显示;1,正常显示
OLED_ShowChinese(0,32,0,16,1); //你
OLED_ShowChinese(32,32,1,16,1);//好
OLED_ShowChinese(64,32,2,16,1);//世
OLED_ShowChinese(96,32,3,16,1);//界
//OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1,u8 mode);
//x,y:起点坐标 size1:字体大小 *chr:字符串起始地址 mode:0,反色显示;1,正常显示
//OLED_ShowString(0,16,"HELLO WORLD!",16,1);
//OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1,u8 mode);
//x,y :起点坐标 num :要显示的数字 len :数字的位数 size:字体大小 mode:0,反色显示;1,正常显示
//OLED_ShowNum(0,32,666,3,24,1);
//OLED_Clear();
//OLED_ShowPicture(u8 x,u8 y,u8 sizex,u8 sizey,u8 BMP[],u8 mode)
//x,y：起点坐标 sizex,sizey,图片长宽 BMP[]：要写入的图片数组 mode:0,反色显示;1,正常显示
// OLED_ShowPicture(0,0,128,64,BMP4,0);
while (1)
{
LED_Toggle();
delay_ms(500);
}
}oled.h文件
#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H
#include "sys.h"
#include "stdlib.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 文件 : OLED显示屏h文件
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.7
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 见代码
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
//----------------OLED端口定义-----------------
/***************根据自己需求更改****************/
#define OLED_SCL_PROT GPIOB
#define OLED_SCL_PIN GPIO_Pin_11
#define OLED_SCL_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define OLED_SDA_PROT GPIOB
#define OLED_SDA_PIN GPIO_Pin_10
#define OLED_SDA_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
/*********************END**********************/
#define OLED_SCL_Clr() GPIO_ResetBits(OLED_SCL_PROT,OLED_SCL_PIN)//SCL
#define OLED_SCL_Set() GPIO_SetBits(OLED_SCL_PROT,OLED_SCL_PIN)
#define OLED_SDA_Clr() GPIO_ResetBits(OLED_SDA_PROT,OLED_SDA_PIN)//DIN
#define OLED_SDA_Set() GPIO_SetBits(OLED_SDA_PROT,OLED_SDA_PIN)
#define OLED_CMD 0 //写命令
#define OLED_DATA 1 //写数据
void OLED_ClearPoint(u8 x,u8 y);
void OLED_ColorTurn(u8 i);
void OLED_DisplayTurn(u8 i);
void OLED_I2C_Start(void);
void OLED_I2C_Stop(void);
void OLED_I2C_WaitAck(void);
void OLED_Send_Byte(u8 dat);
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 mode);
void OLED_DisPlay_On(void);
void OLED_DisPlay_Off(void);
void OLED_Refresh(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);
void OLED_DrawLine(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 mode);
void OLED_DrawCircle(u8 x,u8 y,u8 r);
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1,u8 mode);
void OLED_ShowChar6x8(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 mode);
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1,u8 mode);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1,u8 mode);
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode);
void OLED_ScrollDisplay(u8 num,u8 space,u8 mode);
void OLED_ShowPicture(u8 x,u8 y,u8 sizex,u8 sizey,u8 BMP[],u8 mode);
void OLED_Init(void);
#endif
oled.c文件
#include "oled.h"
#include "stdlib.h"
#include "oledfont.h"
#include "delay.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 文件 : OLED显示屏c文件
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.7
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 见代码
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
u8 OLED_GRAM[144][8];
//反显函数
void OLED_ColorTurn(u8 i)
{
if(i==0)
{
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//正常显示
}
if(i==1)
{
OLED_WR_Byte(0xA7,OLED_CMD);//反色显示
}
}
//屏幕旋转180度
void OLED_DisplayTurn(u8 i)
{
if(i==0)
{
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//正常显示
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);
}
if(i==1)
{
OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD);//反转显示
OLED_WR_Byte(0xA0,OLED_CMD);
}
}
//延时
void IIC_delay(void)
{
u8 t=3;
while(t--);
}
//起始信号
void OLED_I2C_Start(void)
{
OLED_SDA_Set();
OLED_SCL_Set();
IIC_delay();
OLED_SDA_Clr();
IIC_delay();
OLED_SCL_Clr();
IIC_delay();
}
//结束信号
void OLED_I2C_Stop(void)
{
OLED_SDA_Clr();
OLED_SCL_Set();
IIC_delay();
OLED_SDA_Set();
}
//等待信号响应
void OLED_I2C_WaitAck(void) //测数据信号的电平
{
OLED_SDA_Set();
IIC_delay();
OLED_SCL_Set();
IIC_delay();
OLED_SCL_Clr();
IIC_delay();
}
//写入一个字节
void OLED_Send_Byte(u8 dat)
{
u8 i;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(dat&0x80)//将dat的8位从最高位依次写入
{
OLED_SDA_Set();
}
else
{
OLED_SDA_Clr();
}
IIC_delay();
OLED_SCL_Set();
IIC_delay();
OLED_SCL_Clr();//将时钟信号设置为低电平
dat<<=1;
}
}
//发送一个字节
//mode:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 mode)
{
OLED_I2C_Start();
OLED_Send_Byte(0x78);
OLED_I2C_WaitAck();
if(mode){OLED_Send_Byte(0x40);}
else{OLED_Send_Byte(0x00);}
OLED_I2C_WaitAck();
OLED_Send_Byte(dat);
OLED_I2C_WaitAck();
OLED_I2C_Stop();
}
//开启OLED显示
void OLED_DisPlay_On(void)
{
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//电荷泵使能
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//开启电荷泵
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//点亮屏幕
}
//关闭OLED显示
void OLED_DisPlay_Off(void)
{
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//电荷泵使能
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//关闭电荷泵
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//关闭屏幕
}
//更新显存到OLED
void OLED_Refresh(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte(0xb0+i,OLED_CMD); //设置行起始地址
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //设置低列起始地址
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD); //设置高列起始地址
OLED_I2C_Start();
OLED_Send_Byte(0x78);
OLED_I2C_WaitAck();
OLED_Send_Byte(0x40);
OLED_I2C_WaitAck();
for(n=0;n<128;n++)
{
OLED_Send_Byte(OLED_GRAM[n][i]);
OLED_I2C_WaitAck();
}
OLED_I2C_Stop();
}
}
//清屏函数
void OLED_Clear(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
for(n=0;n<128;n++)
{
OLED_GRAM[n][i]=0;//清除所有数据
}
}
OLED_Refresh();//更新显示
}
//画点
//x:0~127
//y:0~63
//t:1 填充 0,清空
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
{
u8 i,m,n;
i=y/8;
m=y%8;
n=1<<m;
if(t){OLED_GRAM[x][i]|=n;}
else
{
OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];
OLED_GRAM[x][i]|=n;
OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];
}
// OLED_Refresh();
}
//画线
//x1,y1:起点坐标
//x2,y2:结束坐标
void OLED_DrawLine(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 mode)
{
u16 t;
int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance;
int incx,incy,uRow,uCol;
delta_x=x2-x1; //计算坐标增量
delta_y=y2-y1;
uRow=x1;//画线起点坐标
uCol=y1;
if(delta_x>0)incx=1; //设置单步方向
else if (delta_x==0)incx=0;//垂直线
else {incx=-1;delta_x=-delta_x;}
if(delta_y>0)incy=1;
else if (delta_y==0)incy=0;//水平线
else {incy=-1;delta_y=-delta_x;}
if(delta_x>delta_y)distance=delta_x; //选取基本增量坐标轴
else distance=delta_y;
for(t=0;t<distance+1;t++)
{
OLED_DrawPoint(uRow,uCol,mode);//画点
xerr+=delta_x;
yerr+=delta_y;
if(xerr>distance)
{
xerr-=distance;
uRow+=incx;
}
if(yerr>distance)
{
yerr-=distance;
uCol+=incy;
}
}
// OLED_Refresh();
}
//x,y:圆心坐标
//r:圆的半径
void OLED_DrawCircle(u8 x,u8 y,u8 r)
{
int a, b,num;
a = 0;
b = r;
while(2 * b * b >= r * r)
{
OLED_DrawPoint(x + a, y - b,1);
OLED_DrawPoint(x - a, y - b,1);
OLED_DrawPoint(x - a, y + b,1);
OLED_DrawPoint(x + a, y + b,1);
OLED_DrawPoint(x + b, y + a,1);
OLED_DrawPoint(x + b, y - a,1);
OLED_DrawPoint(x - b, y - a,1);
OLED_DrawPoint(x - b, y + a,1);
a++;
num = (a * a + b * b) - r*r;//计算画的点离圆心的距离
if(num > 0)
{
b--;
a--;
}
}
// OLED_Refresh();
}
//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//size1:选择字体 6x8/6x12/8x16/12x24
//mode:0,反色显示;1,正常显示
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1,u8 mode)
{
u8 i,m,temp,size2,chr1;
u8 x0=x,y0=y;
if(size1==8)size2=6;
else size2=(size1/8+((size1%8)?1:0))*(size1/2); //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数
chr1=chr-' '; //计算偏移后的值
for(i=0;i<size2;i++)
{
if(size1==8)
{temp=asc2_0806[chr1][i];} //调用0806字体
else if(size1==12)
{temp=asc2_1206[chr1][i];} //调用1206字体
else if(size1==16)
{temp=asc2_1608[chr1][i];} //调用1608字体
else if(size1==24)
{temp=asc2_2412[chr1][i];} //调用2412字体
else return;
for(m=0;m<8;m++)
{
if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp>>=1;
y++;
}
x++;
if((size1!=8)&&((x-x0)==size1/2))
{x=x0;y0=y0+8;}
y=y0;
}
OLED_Refresh();
}
//显示字符串
//x,y:起点坐标
//size1:字体大小
//*chr:字符串起始地址
//mode:0,反色显示;1,正常显示
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1,u8 mode)
{
while((*chr>=' ')&&(*chr<='~'))//判断是不是非法字符!
{
OLED_ShowChar(x,y,*chr,size1,mode);
if(size1==8)x+=6;
else x+=size1/2;
chr++;
}
OLED_Refresh();
}
//m^n
u32 OLED_Pow(u8 m,u8 n)
{
u32 result=1;
while(n--)
{
result*=m;
}
return result;
}
//显示数字
//x,y :起点坐标
//num :要显示的数字
//len :数字的位数
//size:字体大小
//mode:0,反色显示;1,正常显示
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1,u8 mode)
{
u8 t,temp,m=0;
if(size1==8)m=2;
for(t=0;t<len;t++)
{
temp=(num/OLED_Pow(10,len-t-1))%10;
if(temp==0)
{
OLED_ShowChar(x+(size1/2+m)*t,y,'0',size1,mode);
}
else
{
OLED_ShowChar(x+(size1/2+m)*t,y,temp+'0',size1,mode);
}
}
OLED_Refresh();
}
//显示汉字
//x,y:起点坐标
//num:汉字对应的序号
//mode:0,反色显示;1,正常显示
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode)
{
u8 m,temp;
u8 x0=x,y0=y;
u16 i,size3=(size1/8+((size1%8)?1:0))*size1; //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数
for(i=0;i<size3;i++)
{
if(size1==16)
{temp=Hzk1[num][i];}//调用16*16字体
else if(size1==24)
{temp=Hzk2[num][i];}//调用24*24字体
else if(size1==32)
{temp=Hzk3[num][i];}//调用32*32字体
else if(size1==64)
{temp=Hzk4[num][i];}//调用64*64字体
else return;
for(m=0;m<8;m++)
{
if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp>>=1;
y++;
}
x++;
if((x-x0)==size1)
{x=x0;y0=y0+8;}
y=y0;
}
OLED_Refresh();
}
//num 显示汉字的个数
//space 每一遍显示的间隔
//mode:0,反色显示;1,正常显示
void OLED_ScrollDisplay(u8 num,u8 space,u8 mode)
{
u8 i,n,t=0,m=0,r;
while(1)
{
if(m==0)
{
OLED_ShowChinese(128,24,t,16,mode); //写入一个汉字保存在OLED_GRAM[][]数组中
t++;
}
if(t==num)
{
for(r=0;r<16*space;r++) //显示间隔
{
for(i=1;i<144;i++)
{
for(n=0;n<8;n++)
{
OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];
}
}
OLED_Refresh();
}
t=0;
}
m++;
if(m==16){m=0;}
for(i=1;i<144;i++) //实现左移
{
for(n=0;n<8;n++)
{
OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];
}
}
OLED_Refresh();
}
}
//x,y：起点坐标
//sizex,sizey,图片长宽
//BMP[]：要写入的图片数组
//mode:0,反色显示;1,正常显示
void OLED_ShowPicture(u8 x,u8 y,u8 sizex,u8 sizey,u8 BMP[],u8 mode)
{
u16 j=0;
u8 i,n,temp,m;
u8 x0=x,y0=y;
sizey=sizey/8+((sizey%8)?1:0);
for(n=0;n<sizey;n++)
{
for(i=0;i<sizex;i++)
{
temp=BMP[j];
j++;
for(m=0;m<8;m++)
{
if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp>>=1;
y++;
}
x++;
if((x-x0)==sizex)
{
x=x0;
y0=y0+8;
}
y=y0;
}
}
OLED_Refresh();
}
//OLED的初始化
void OLED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(OLED_SCL_GPIO_CLK|OLED_SDA_GPIO_CLK, ENABLE); //使能A端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = OLED_SCL_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
GPIO_Init(OLED_SCL_PROT, &GPIO_InitStructure); //初始化PA0,1
GPIO_SetBits(OLED_SCL_PROT,OLED_SCL_PIN);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = OLED_SDA_PIN;
GPIO_Init(OLED_SDA_PROT, &GPIO_InitStructure); //初始化PA0,1
GPIO_SetBits(OLED_SDA_PROT,OLED_SDA_PIN);
delay_ms(200);
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel 关闭显示
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD);// Set SEG Output Current Brightness
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping 0xa0左右反置 0xa1正常
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction 0xc0上下反置 0xc8正常
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64) 设置驱动路数
OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
OLED_Clear();
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);
}
四、实验效果
五、资料获取
项目分享
作者：辰哥单片机设计
