一、硬件工作原理和原理图
1. STM32F103RBT6 nano开发板SPI硬件连接原理图
本实验中我们使用SPI控制器的 MOSI(PA7) 和 SCK(PA5) 引脚。
本实验中我们使用的SSD1306驱动的OLED屏幕共有六脚，除开电源引脚VCC, GND；
SPI屏幕为单工通信，只写不读，所以只用了SCL(SCK), SDA(MOSI)引脚；
NSS在片内已拉低，不用再连，默认选中（SPI总线不可再连其他设备）；
另有RST(硬复位), D/C(写数据/命令)，为SSD1306驱动的专用引脚，需要配置专门的GPIO引脚操控；
实验引脚连线如下：
| SSD1306驱动OLED屏幕 |
开发板引脚 |
| GND |
GND |
| VCC |
3V3 |
| SCL |
PA5 |
| SDA |
PA7 |
| RST |
PA6 |
| DC |
PA4 |
STM32F1NANO开发板共有两个硬件SPI，本实验使用SPI1，SPI2用于外部Flash
2. SSD1306 OLED模块
2.1 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。
本次实验选用的是一块0.96inch的128x64点阵的单色OLED（最上16行为黄色，其余为蓝色）,引出6针。
2.2 SSD1306
该屏幕由SSD1306驱动，SD1306 是一个单片 CMOS OLED/PLED 驱动芯片可以驱动有机/聚合发光二极管点阵图形显示系统。由 128 segments 和 64 Commons 组成。该芯片专为共阴极 OLED 面板设计。
SSD1306 中嵌入了对比度控制器、显示 RAM 和晶振，并因此减少了外部器件和功耗。有 256级亮度控制。数据/命令的发送有三种接口可选择： 6800/8000 串口， I2C 接口或 SPI 接口，适用于多数简介的应用。
1）工作模式
SSD1306MCU 接口由 8 个数据引脚和 5 个控制引脚组成。引脚分配由不同的接口选择决定，详情如下表。不同的 MCU 模块可以通过 BS[2:0]引脚的硬件选择设置。
本模块采用的是4线SPI工作模式。
2）引脚描述
模块引出6针，分别为：
- VCC：电源3.3V供电；
- GND：地线，须与通信设备共地；
- SCL：OLED从时钟信号；
- SDA：数据线，该设备为单工通信，只需从主机接收数据/命令，接MOSI；
- RST（RES）：硬复位OLED；
- D/C（RS）：命令/数据标志，主机通过该信号告知驱动芯片当前发的是数据还是命令（0，写命令；1，写数据）
3）内部框图
其基本显示原理是：
- SSD1306驱动芯片通过接口电路接收单片机的数据或指令。
- 对于指令，送到指令系统去解析与执行。
- 对于数据，即128x64点阵单色屏上具体点的亮灭信息，是先写在一个点------bit一一对应的图形数据存储器（GDDRAM）上，再由其去控制驱动单元，在屏幕上显示图形。
- 该 RAM 的大小为 128 * 64 为， RAM分为 8 页，从 PAGE0 到 PAGE7，用于单色 128 * 64 点阵显示，如下图所示
- 当一个数据字节写到 GDDRAM 中，所有当前列的同一页的行图像数据都会被被填充（比如，被列地址指针指向的整列（8 位）都会被填充）。数据位 D0 写到顶行，而数据位 D7 写到底行，如下图所示。
- 起始指针的 行（页）和列 可通过相应命令设置到任意字节。
- 显示数据可连续输入，GDDRAM内容将根据不同的地址模式从起始指针开始连续更新。
- 三种地址模式，有不同的指针移动方式：
-
- 页地址模式
- 水平地址模式
- 垂直地址模式
- 页地址模式
4）指令系统
当D/C端为第电平时，传输的是命令，详见手册命令表。
重点关注地址模式配置、指针模式、初始化指令、清屏指令和滚动指令。
步骤
1. 完成 CubeMX初始化配置
1.1 利用CubeMX完成HAL库工程模板和初始化:
通过选择芯片型号创建CubeMX工程
在弹出的对话框中输入开发板上的芯片型号，STM32F103RB
在右侧筛选栏中选择Tx型，即开发板上芯片所用的LQFP64型封装，双击建立工程
1.2 RCC时钟模块引脚的配置
在弹出的工程配置对话框中的第一个引脚配置选项卡下，先完成RCC时钟模块引脚配置：
选择启用外部的高速和低速时钟源，HSE和LSE，配置为晶振连接；
配置完成后，对应时钟引脚变绿，同时旁边出现其将要配置模式的文字说明；
1.3 配置时钟
我们前面启用了RCC时钟模块的外部时钟引脚，这里我们需要将外部时钟源配置为实际使用的频率；
查看手册可知：LSE为32.768KHz，HSE为8MHz；
点击上方的时钟配置选项卡，进入时钟配置界面；
前面启用了外部晶振源，这里检查修改HSE\LSE的频率，和实际一致；
在主频选择框中输入72MHz，然后按两下回车；
系统将自动将时钟源、时钟流向、PLL等配置好，以产生相应的主频；
1.4 RTC配置
1.在侧边栏的计时器中选择RTC
2.勾选Activate Clock Source 激活时钟源
Activate calendar 激活日历
3.配置时间日期
1.5配置SPI1
1.在侧边栏的通信外设中选择SPI1。
2.Mode处选 Transmit Only Master（因为只需要MCU向OLED发送指令即可，不需要接收数据）
3.SPI的参数默认即可，无需修改。
1.6生成工程
新建OLED.c/.h 与 OLED_font.h文件，添加到工程中。
MAX30102的需配置的寄存器的功能和地址
我们要向里面写数据点亮里面的像素点，必须找到对应的页位置和列位置，再把一个字节的数据，以纵向8点下高位的形式填充进去，哪我们如何运用oled的命令来锁定位置呢？如下表所示
1）单片机向SSD1306 OLED发送命令
/**
* @brief 向设备写控制命令
* @param cmd: 要写入的命令
* @param 无
* @param 无
* @retval 无
*/
static void OLED_WR_CMD(uint8_t cmd)
{
/* <低电平是命令> */
Data_Cmd_State(OLED_CMD);
HAL_SPI_Transmit(&OLED_SPI, &cmd, 1, 0xff);
/* <恢复> */
Data_Cmd_State(1);
}2）单片机向SSD1306 OLED发送数据
/**
* @brief 向设备写数据
* @param data： 要写入的数据
* @param 无
* @param 无
* @retval 无
*/
static void OLED_WR_DATA(uint8_t data)
{
/* <高电平是数据> */
Data_Cmd_State(OLED_DAT);
HAL_SPI_Transmit(&OLED_SPI, &data, 1, 0xff);
/* <恢复> */
Data_Cmd_State(1);
}3）OLED 初始化
/**
* @brief 初始化oled屏幕
* @param 无
* @param 无
* @param 无
* @retval 无
*/
void OLED_Init(void)
{
OLED_RST_State(0);
HAL_Delay(200);
OLED_RST_State(1);
for(int16_t i=0; i<sizeof(CMD_Data); i++)
OLED_WR_CMD(CMD_Data[i]);
OLED_Clear();
}4）OLED 清屏
/**
* @brief 清屏
* @param 无
* @param 无
* @param 无
* @retval 无
*/
void OLED_Clear(void)
{
for(int i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_CMD(0xb0+i);
OLED_WR_CMD(0x00);
OLED_WR_CMD(0x10);
for(int n=0;n<128;n++)
OLED_WR_DATA(0x00);
}
}5）OLED 显示单个字符与显示字符串
/**
* @brief 显示一个数字或英文
* @param x坐标（0-127）
* @param y坐标（0-63）
* @param chr: 要显示的字符
* @param Char_Size: 要显示的字符的大小
* @retval 无
*/
void OLED_ShowChar(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t chr, uint8_t Char_Size)
{
unsigned char c=0,i=0;
c=chr-' ';//得到偏移后的值
if(x>128-1){x=0; y=y+2;}
if(Char_Size == 16)
{
OLED_Set_Pos(x, y);
for(i=0; i<8; i++)
OLED_WR_DATA(F8x16[c*16+i]);
OLED_Set_Pos(x,y+1);
for(i=0;i<8;i++)
OLED_WR_DATA(F8x16[c*16+i+8]);
}
else
{
OLED_Set_Pos(x,y);
for(i=0;i<6;i++)
OLED_WR_DATA(F6x8[c][i]);
}
}
/**
* @brief OLED显示字符串
* @param x坐标（0-127）
* @param y坐标（0-63）
* @param *chr: 显示的字符串
* @param Char_Size: 要显示的字符串的大小
* @retval 无
*/
void OLED_ShowString(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t *chr, uint8_t Char_Size)
{
unsigned char j = 0;
while (chr[j] != '\0')
{
OLED_ShowChar(x, y, chr[j], Char_Size);
x+=8;
if(x>120){x=0; y+=2;}
j++;
}
}6）OLED 显示数字
/**
* @brief 显示2个数字
* @param x坐标（0-127）
* @param y坐标（0-63）
* @param num : 数值(0~4294967295)
* @param len : 数字的位数
* @param size2: 字体大小
* @retval 无
*/
void OLED_ShowNum(uint8_t x, uint8_t y, unsigned int num, uint8_t len, uint8_t size2)
{
uint8_t t,temp;
uint8_t enshow=0;
for(t=0;t<len;t++)
{
temp = (num/OLED_Pow(10, len-t-1))%10;
if(enshow == 0 && t<(len-1))
{
if(temp==0)
{
OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,' ',size2);
continue;
}
else
enshow=1;
}
OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t, y, temp+'0', size2);
}
}7）OLED 显示中文文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-626580.html
/**
* @brief 显示汉字
* @param x坐标（0-127）
* @param y坐标（0-63）
* @param no： 汉字的顺序
* @retval 无
*/
void OLED_ShowCHinese(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t no)
{
uint8_t t;
uint8_t adder = 0;
OLED_Set_Pos(x, y);
for(t=0; t<16; t++)
{
OLED_WR_DATA(CN_Library1[2*no][t]);
adder += 1;
}
OLED_Set_Pos(x,y+1);
for(t=0;t<16;t++)
{
OLED_WR_DATA(CN_Library1[2*no+1][t]);
adder += 1;
}
}8）OLED 显示图片文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-626580.html
/**
* @brief 显示图片函数(写全屏屏幕)
* @param data: 要显示图片的数组
* @param 无
* @param 无
* @retval 无
*/
void OLED_ShowPicture(uint8_t *data)
{
uint16_t j = 0;
uint8_t x, y;
for(y = 0; y<8; y++)
{
OLED_Set_Pos(0, y);
for(x = 0; x<128; x++)
OLED_WR_DATA(data[j++]);
}
}到了这里，关于SPI+OLED的简单显示的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
