STM32 OLED 显示原理的讲解以及OLED显示汉字与图片的代码

STM 32 OLED 显示原理的讲解以及OLED显示汉字与图片的代码

本文主要涉及OLED显示原理的讲解以及OLED显示汉字与图片的代码。

一、 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。OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能，从2003年开始这种显示设备在MP3播放器上得到了应用。
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。以目前的技术， OLED的尺寸还难以大型化，但是分辨率确可以做到很高。

1.1 OLED 的特点

• 1、0.96 寸OLED 有黄蓝，白，蓝三种颜色可选；其中黄蓝是屏上1/4部分为黄光，下3/4 为蓝；而且是固定区域显示固定颜色，颜色和显示区域均不能修改；白光则为纯白，也就是黑底白字；蓝色则为纯蓝，也就是黑底蓝字。

• 2、分辨率为128*64。

• 3、多种接口方式；OLED 裸屏总共种接口包括：6800、8080 两种并行接口方式、4线串行SPI 接口方式、IIC 接口方式（只需要2根线就可以控制 OLED 了！），这五种接口是通过屏上的BS0~BS2 来配置的。

1.2 OLED 8080并行接口信号线说明

• CS：OLED片选信号。
• WR：向OLED写入数据。
• RD：从OLED读取数据。
• D[7:0]：8位双向数据线。
• RST(RES):硬复位 OLED。
• DC： 命令/数据标志（0，读写命令;1,读写数据
  

模块的8080并口读/写的过程为:
先根据要写入/读取的数据的类型，设置DC为高(数据)/低(命令)，然后拉低片选，选中SSD1306，接着我们根据是读数据，还是要写数据置RD/WR为低，然后:
<1>、读数据：在RD的上升沿，使数据锁存到数据线（D[7:0]）上;
<2>、写数据：在WR的上升沿，使数据写入到SSD1306里面；

并口写时序图：

并口读时序图：

1.3 OLED控制器SSD1306

OLED 模块显存：
SSD1306的显存总共为 12864bit 大小，SSD1306将这些显存分为8页 。每页包含了128个字节，总共8页，这样刚好是12804的点阵大小。

1.4 程序显存原理

在STM32的内部建立一个 缓存 (共128*8个字节)，在每次修改的时候，只是修改STM32上的缓存 (实际上就是SRAM）,在修改完了之后，一次性把STM32上的缓存数据写入到OLED的GRAM。
该方法也有坏处，就是对于那些SRAM很小的单片机(比如51系列)就比较麻烦了。
SSD1306 的命令

1、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。
2、命令0XAE/0XAF:：0XAE为关闭显示命令；0XAF为开启显示命令。
3、命令0X8D：包含2个字节，第一个为命令字,第二个为设置值，第二个字节的BIT2表示电荷泵的开关状态，该位为1，则开启电荷泵，为0则关闭、在模块初始化的时候，这个必须要开启，否则是看不到屏幕显示的。
4、命令0XBO~B7:用于设置贡地址，其低三位的值对应着GRAM的页地址。
5、命令0X00~0X0F:用于设置显示时的起始列地址低四位。
6、命令0×10~0X1F:用于设置显示时的起始列地址高四位。

1.5 OLED 初始化过程

二、OLED 初始化代码

/********通过IIC向OLED发送一个字节命令*********/
//参数：cmd 需要发送的命令
//返回值 ：0 发送成功 非0发送失败
uint8_t Oled_Send_One_Byte_Cmd(uint8_t cmd)
{
    //1、发送起始信号
    Software_IIC_Start();
 
    //2、发送设备地址
    Software_IIC_Send_One_Byte_Data(OLED_SLAVE_ADDR); //设备地址最低位是0 表示写操作
 
    //3、等待从机响应  读应答
    if(Software_IIC_Read_ACK())  //如果从机没有应答 直接退出
    {
       Software_IIC_Stop();//退出之前 发送停止信号  结束总线占用
       return 1;
    }
    
    //4、指令模式
    Software_IIC_Send_One_Byte_Data(OLED_SLAVE_CMD);
    
    //5、读应答
    if(Software_IIC_Read_ACK())  //如果从机没有应答 直接退出
    {
       Software_IIC_Stop();//退出之前 发送停止信号  结束总线占用
       return 2;
    }
    
    //6、发送指令模式
     Software_IIC_Send_One_Byte_Data(cmd);
    
    //5、读应答
    if(Software_IIC_Read_ACK())  //如果从机没有应答 直接退出
    {
       Software_IIC_Stop();//退出之前 发送停止信号  结束总线占用
       return 3;
    }
    
    //8、发送停止信号  结束通信
    Software_IIC_Stop(); 
    return 0;//成功  
}


/********通过IIC向OLED发送一个字节数据*********/
//参数：Dat 需要发送的数据
//返回值 ：0 发送成功 非0发送失败
uint8_t Oled_Send_One_Byte_DATA(uint8_t Dat)
{
    //1、发送起始信号
    Software_IIC_Start();
 
    //2、发送设备地址
    Software_IIC_Send_One_Byte_Data(OLED_SLAVE_ADDR); //设备地址最低位是0 表示写操作
 
    //3、等待从机响应  读应答
    if(Software_IIC_Read_ACK())  //如果从机没有应答 直接退出
    {
       Software_IIC_Stop();//退出之前 发送停止信号  结束总线占用
       return 1;
    }
    
    //4、数据模式
    Software_IIC_Send_One_Byte_Data(OLED_SLAVE_DATA);
    
    //5、读应答
    if(Software_IIC_Read_ACK())  //如果从机没有应答 直接退出
    {
       Software_IIC_Stop();//退出之前 发送停止信号  结束总线占用
       return 2;
    }
    
    //6、发送数据
     Software_IIC_Send_One_Byte_Data(Dat);
    
    //5、读应答
    if(Software_IIC_Read_ACK())  //如果从机没有应答 直接退出
    {
       Software_IIC_Stop();//退出之前 发送停止信号  结束总线占用
       return 3;
    }
    
    //8、发送停止信号  结束通信
    Software_IIC_Stop(); 
    return 0;//成功  
}

//填充缓存区中的数据
void OLed_Fill(unsigned char bmp_data)
{
 unsigned char y,x;

 for(y=0;y<8;y++)  
 {
    //设置PAGE地址 //b0 ~ b7
   Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xb0+y); //页寻址只有最低三位有效 因为只有8页
                   //然后就是B开头 多以第一页起始地址为b0
    
   //设置列地址
   Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x00);  //列地址低位
   Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x10); //列地址高位
   
   for(x=0;x<128;x++)
   {
     Oled_Send_One_Byte_DATA(bmp_data);                               
   }
 } 
}

//给OLED发送命令 初始化
void Oled_Init(void)
{
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xAE);//--turn off oled panel
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x00);//---set low column address
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x10);//---set high column address
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x40);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x81);//--set contrast control register
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xCF); // Set SEG Output Current Brightness
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA1);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0???? 0xa1??
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xC8);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0???? 0xc8??
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA6);//--set normal display
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA8);//--set multiplex ratio(1 to 64)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x3f);//--1/64 duty
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xD3);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x00);//-not offset
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xd5);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x80);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xD9);//--set pre-charge period
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xF1);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xDA);//--set com pins hardware configuration
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x12);
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xDB);//--set vcomh
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x40);//Set VCOM Deselect Level
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x20);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x02);//
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x8D);//--set Charge Pump enable/disable
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x14);//--set(0x10) disable
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA4);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA6);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7) 
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xAF);//--turn on oled panel
  
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xAF); /*display ON*/ 

  OLed_Fill(0x00);//缓存区数据全为0
}

//取消OLED初始化
void off_Init_OLed(void)
{
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xAE);//--turn off oled panel
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x00);//---set low column address
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x10);//---set high column address
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x40);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x81);//--set contrast control register
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xCF); // Set SEG Output Current Brightness
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA1);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0???? 0xa1??
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xC8);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0???? 0xc8??
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA6);//--set normal display
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA8);//--set multiplex ratio(1 to 64)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x3f);//--1/64 duty
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xD3);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x00);//-not offset
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xd5);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x80);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xD9);//--set pre-charge period
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xF1);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xDA);//--set com pins hardware configuration
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x12);
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xDB);//--set vcomh
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x40);//Set VCOM Deselect Level
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x20);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x02);//
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x8D);//--set Charge Pump enable/disable
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x14);//--set(0x10) disable
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA4);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xA6);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7) 
  Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xAF);//--turn on oled panel 
}

2.1 显示汉字与ASCII

/***********
设置显示字符位置的函数
参数：
  x--> 列地址
  y--> 页地址 相当于行的(0-7)
返回值：无
************/
void OLed_SetPos(unsigned char x, unsigned char y)
{ 
 Oled_Send_One_Byte_Cmd((0xb0+y));  //页的首地址 + y 偏移单位
 Oled_Send_One_Byte_Cmd(((x&0xf0)>>4)|0x10);  //列地址高位 
 Oled_Send_One_Byte_Cmd((x&0x0f)|0x00);   //列地址低位
}


/****************
在指定位置显示一个汉字，显示一个汉字时,
参数: x 显示位置，每次递增16个bit
   y 显示位置，每次递增2页 16bit
   buf 需要显示的字符字模
返回值：无
****************/
void OLed_ShowChina(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t *buf)
{
  uint8_t i = 0;
 
  OLed_SetPos(x,y);
  for(i=0;i<16;i++)  
  { 
   Oled_Send_One_Byte_DATA(buf[i]);
  }
  
  OLed_SetPos(x,(y+1));
  for(i=0;i<16;i++)  
  { 
   Oled_Send_One_Byte_DATA(buf[i+16]);
  }
}


//在指定位置显示ASCLL字符
void OLed_ShowASCII(uint8_t x, uint8_t y,char *str)
{
  uint8_t i = 0;
 
  char *pstr = str;
 
  while(*pstr)
  {
    OLed_SetPos(x,y);
    for(i=0;i<8;i++)  
    { 
     Oled_Send_One_Byte_DATA(F8X16[((*pstr)-32)*16+i]);
    }
    
    OLed_SetPos(x,y+1);
    for(i=0;i<8;i++)  
    { 
     Oled_Send_One_Byte_DATA(F8X16[((*pstr)-32)*16+8+i]);
    }
    
    pstr++;
    
    x +=8;
  } 
}

/*******
在指定的位置显示连续的文字 "中国"
*******/
void OLed_ShowTest(unsigned char x,unsigned char y)
{
  uint8_t i = 0;
 
  OLed_SetPos(x,y);
  for(i=0;i<16;i++)  
  { 
   Oled_Send_One_Byte_DATA(fbuf1[i]);
  }
  
  OLed_SetPos(x,(y+1));
  for(i=0;i<16;i++)  
  { 
   Oled_Send_One_Byte_DATA(fbuf2[i]);
  }
  
  OLed_SetPos((x+16),y);
  for(i=0;i<16;i++)  
  { 
   Oled_Send_One_Byte_DATA(fbuf3[i]);
  }
  
  OLed_SetPos((x+16),(y+1));
  for(i=0;i<16;i++)  
  { 
   Oled_Send_One_Byte_DATA(fbuf4[i]);
  } 
}

//显示温度和 湿度
void OLed_ShowTemp(void)
{
  //第1行显示温度
  OLed_ShowChina(0,0,HZ1);
  OLed_ShowChina(16,0,HZ2);
 
   //第2行显示湿度
   OLed_ShowChina(0,2,HZ3);
  OLed_ShowChina(16,2,HZ2);
}


//显示 距离
void OLed_ShowDist(void)
{
  //第二行显示距离
  OLed_ShowChina(0,4,HZ4);
  OLed_ShowChina(16,4,HZ5);
}

//显示 关照
void OLed_ShowLight(void)
{
  //第二行显示光照
  OLed_ShowChina(0,6,HZ6);
  OLed_ShowChina(16,6,HZ7);
}

2.2 显示一个图片

//显示一张图片 HQYJ
void Oled_Show_BGM_HQYJ(void)
{
 unsigned char y,x;
 unsigned char *str = HQYJ;
 for(y=0;y<8;y++)  
 {
    //设置PAGE地址 //b0 ~ b7
   Oled_Send_One_Byte_Cmd(0xb0+y); //页寻址只有最低三位有效 因为只有8页
                   //然后就是B开头 多以第一页起始地址为b0
    
   //设置列地址
   Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x00);  //列地址低位
   Oled_Send_One_Byte_Cmd(0x10); //列地址高位
   
   for(x=0;x<128;x++)
   {
     Oled_Send_One_Byte_DATA(*str);
     str++;
   }
 } 
}

关于上面的工程，大家可以在我的gitee上面去拉，在master分支下的单片机课设工程中04-OLED显示DHT11的数据,工程下载地址

工程实现效果图：