【正点原子STM32连载】 第二十四章 OLED显示实验 摘自【正点原子】STM32F103 战舰开发指南V1.2

1）实验平台：正点原子stm32f103战舰开发板V4
2）平台购买地址：https://detail.tmall.com/item.htm?id=609294757420
3）全套实验源码+手册+视频下载地址： http://www.openedv.com/thread-340252-1-1.html

第二十四章 OLED显示实验

本章我们来学习使用OLED液晶显示屏，在开发板上我们预留了OLED模块接口，需要准备一个OLED显示模块。下面我们一起来点亮OLED，并实现ASCII字符的显示。
本章分为如下几个小节：
24.1 OLED简介
24.2 硬件设计
24.3 程序设计
24.4 下载验证

24.1 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，OLED）。OLED可按发光材料分为两种：小分子OLED和高分子OLED（也可称为PLED）。OLED是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件，它很容易制作，而且只需要低的驱动电压，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、功耗低、柔性好等优异特性，目前主要用于显示领域，OLED在节能照明领域的开发也成为全球趋势。
本章我们将介绍ALINETEK的OLED显示模块及其使用方法，该模块有以下特点：
1）模块有单色和双色两种可选，单色为纯蓝色，而双色则为黄蓝双色（分区域的双色，前16行为黄色，后48行为蓝色，且黄蓝色之间有一行不显示的间隔区。）。
2）尺寸小，显示尺寸为0.96寸，而模块的尺寸仅为27mm26mm大小。
3）高分辨率，该模块的分辨率为12864。
4）多种接口方式，该模块提供了总共4种接口包括：6800、8080两种并行接口方式、4线SPI接口方式以及IIC接口方式（只需要2根线就可以控制OLED了！）。
5）不需要高压，直接接3.3V就可以工作了。
这里要提醒大家的是，该模块不和5.0V接口兼容，所以请大家在使用的时候一定要小心，别直接接到5V的系统上去，否则可能烧坏模块。以下4种模式通过模块的BS1和BS2设置，BS1和BS2的设置与模块接口模式的关系如表24.1.1所示：

表24.1.1 OLED模块接口方式设置表
表24.1.1中：“1”代表接VCC，而“0”代表接GND。该模块的外观图如图24.1.1所示：

图24.1.1 正点原子 OLED模块外观图
正点原子OLED模块默认设置是：BS1和BS2接VCC，即使用8080并口方式，如果你想要设置为其他模式，则需要在OLED的背面，用烙铁修改BS1和BS2的设置。模块的原理图如图24.1.2所示：

图24.1.2 正点原子 OLED模块原理图
该模块采用8*2的2.54排针与外部连接，总共有16个管脚，在16条线中，我们只用了15条，有一个是悬空的。15条线中，电源和地线占了2条，还剩下13条信号线。在不同模式下，我们需要的信号线数量是不同的，在8080模式下，需要全部13条，而在IIC模式下，仅需要2条线就够了！这其中有一条是共同的，那就是复位线RST（RES），RST上的低电平，将导致OLED复位，在每次初始化之前，都应该复位一下OLED模块。
正点原子 OLED模块的控制器是SSD1306，本章，我们将学习如何通过STM32F103来控制该模块显示字符和数字，本章的实例代码将可以支持两种方式与OLED模块连接，一种是8080的并口方式，另外一种是4线SPI方式。实际使用过程我们也通常只选用其中的一种来实现硬件上的连接，我们会分别介绍这两种模式，读者可以选择性阅读。
24.1.1 硬件驱动接口模式

1. 8080并口模式
   首先我们介绍一下模块的8080并行接口，8080并行接口的发明者是INTEL，该总线也被广泛应用于各类液晶显示器，正点原子 OLED模块也提供了这种接口，使得MCU可以快速的访问OLED。正点原子 OLED模块的8080接口方式需要如下一些信号线：
   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并口写的过程为：先根据要写入的数据的类型，设置DC为高（数据）/低（命令），设置WR起始电平为高，然后拉低片选，选中SSD1306，接着我们在整个读时序上保持RD为高电平，然后拉低WR的电平准备写入数据，向数据线（D[7：0]）上输入要写的信息；
   拉高WR，这样得到一个WR的上升沿，在这个上升沿，使数据写入到SSD1306里面；
   SSD1306的8080并口写时序图如图24.1.1.1所示：
   

图24.1.1.1 8080并口写时序图
模块的8080并口读的过程为：先根据要写入的数据的类型，设置DC为高（数据）/低（命令），设置RD起始电平为高，然后拉低片选CS信号，选中SSD1306，接着我们在整个读时序上保持WR为高电平，然后类似写时序，同样的，在RD的上升沿，使数据锁存到数据线（D[7：0]）上；SSD1306的8080并口读时序图如图24.1.1.2所示：

图24.1.1.2 8080并口读时序图
SSD1306的8080接口方式下，控制脚的信号状态所对应的功能如表24.1.1.1：

表24.1.1.1 控制脚信号状态功能表
在8080方式下读数据操作的时候，我们有时候（例如读显存的时候）需要一个假读命（Dummy Read），以使得微控制器的操作频率和显存的操作频率相匹配。在读取真正的数据之前，由一个的假读的过程。这里的假读，其实就是第一个读到的字节丢弃不要，从第二个开始，才是我们真正要读的数据。
一个典型的读显存的时序图，如图24.1.1.3所示：

图24.1.1.3 读显存时序图
可以看到，在发送了列地址之后，开始读数据，第一个是Dummy Read，也就是假读，我们从第二个开始，才算是真正有效的数据。并行接口模式就介绍到这里。
2. SPI模式
我们的代码同时兼容SPI方式的驱动，如果你使用的是这种驱动方式，则应该把代码中的宏OLED_MODE设置为0，但对于硬件，则需要查看PCB背面的电阻设置以确定当前使用的是否为SPI模式：
#define OLED_MODE 0 /* 0: 4线串行模式 */
我们接下来介绍一下4线串行（SPI）方式，4先串口模式使用的信号线有如下几条：
CS：OLED片选信号。
RST(RES)：硬复位OLED。
DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。
SCLK：串行时钟线。在4线串行模式下，D0信号线作为串行时钟线SCLK。
SDIN：串行数据线。在4线串行模式下，D1信号线作为串行数据线SDIN。
模块的D2需要悬空，其他引脚可以接到GND。在4线串行模式下，只能往模块写数据而不能读数据。
在4线SPI模式下，每个数据长度均为8位，在SCLK的上升沿，数据从SDIN移入到SSD1306，并且是高位在前的。DC线还是用作命令/数据的标志线。在4线SPI模式下，写操作的时序如图24.1.1.4所示：

图24.1.1.4 4线SPI写操作时序图
4线串行模式就为大家介绍到这里。其他还有几种模式，可以参考SSD1306的数据手的介绍，我们把资料放到“开发板资料A盘->7，硬件资料\3，液晶资料\OLED资料\SSD1306-Revision 1.1(Charge Pump).pdf”，如果要使用这些方式，请大家参考该手册并自行实现相应的功能代码。
24.1.2 OLED显存
接下来，我们介绍一下模块的显存，SSD1306的显存总共为128*64bit大小，SSD1306将这些显存分为了8页，不使用显存对应的行列的重映射，其对应关系如表24.1.2.1所示：

表24.1.2.1 SSD1306显存与屏幕对应关系表
可以看出，SSD1306的每页包含了128个字节，总共8页，这样刚好是128*64的点阵大小。当GRAM的写入模式为页模式时，需要设置低字节起始的列地址（0x00_{0x0F）和高字节的起始列地址（0x10}0x1F），芯片手册中给出了写入GRAM与显示的对应关系，写入列地址在写完一字节后自动按列增长，如图24.1.2.2所示：

图24.1.2.2 SSD1306页2显存写入字节与屏幕坐标的关系
因为每次写入都是按字节写入的，这就存在一个问题，如果我们使用只写方式操作模块，那么，每次要写8个点，这样，我们在画点的时候，就必须把要设置的点所在的字节的每个位都搞清楚当前的状态（0/1？），否则写入的数据就会覆盖掉之前的状态，结果就是有些不需要显示的点，显示出来了，或者该显示的没有显示了。这个问题在能读的模式下，我们可以先读出来要写入的那个字节，得到当前状况，在修改了要改写的位之后再写进GRAM，这样就不会影响到之前的状况了。但是这样需要能读GRAM，对于4线SPI模式/IIC模式，模块是不支持读的，而且读改写的方式速度也比较慢。
所以我们采用的办法是在STM32F103的内部建立一个虚拟的OLED的GRAM（共128*8=1024个字节），每次修改时，只修改STM32F103上的GRAM（实际上就是SRAM），在修改完成后一次性把STM3F103上的GRAM写入到OLED的GRAM。当然这个方法也有坏处，一个对于那些SRAM很小的单片机（比如51系列）不太友好，另一个是每次都写入全屏，屏幕刷新率会变低。
SSD1306的命令比较多，这里我们仅介绍几个比较常用的命令，如表24.1.2.3所示：

表24.1.2.3 SSD1306常用命令表
第0个命令为0X81，用于设置对比度的，这个命令包含了两个字节，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。
第1个命令为0XAE/0XAF。0XAE为关闭显示命令；0XAF为开启显示命令。
第2个命令为0X8D，该指令也包含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。
第3个命令为0XB0~B7，该命令用于设置页地址，其低三位的值对应着GRAM的页地址。
第4个指令为0X00~0X0F，该指令用于设置显示时的起始列地址低四位。
第6个指令为0X10~0X1F，该指令用于设置显示时的起始列地址高四位。
其他命令，我们就不在这里一一介绍了，大家可以参考SSD1306 datasheet的第28页。从这页开始，对SSD1306的指令有详细的介绍。
最后，我们再来介绍一下OLED模块的初始化过程，SSD1306典型初始化框图如图24.1.2.2：

图24.1.2.2 SSD1306初始化框图
驱动IC的初始化代码，我们直接使用厂家推荐的设置就可以了，只要对细节部分进行一些修改，使其满足我们自己的要求即可，其他不需要变动。
OLED的介绍就到此为止，我们重点向大家介绍了正点原子OLED模块的相关知识，接下来我们将使用这个模块来显示字符和数字。通过以上介绍，我们可以得出OLED显示需要的相关设置步骤如下：
1）设置STM32F103与OLED模块相连接的IO。
这一步，先将我们与OLED模块相连的IO口设置为输出，具体使用哪些IO口，这里需要根据连接电路以及OLED模块所设置的通讯模式来确定。这些将在硬件设计部分向大家介绍。
2）初始化OLED模块。
其实这里就是上面的初始化框图的内容，通过对OLED相关寄存器的初始化，来启动OLED的显示。为后续显示字符和数字做准备。
3）通过函数将字符和数字显示到OLED模块上。
这里就是通过我们设计的程序，将要显示的字符送到OLED模块就可以了，这些函数将在软件设计部分向大家介绍。
通过以上三步，我们就可以使用正点原子OLED模块来显示字符和数字了，在后面我们还将会给大家介绍显示汉字的方法。这一部分就先介绍到这里。
24.2 硬件设计

1. 例程功能
   使用8080并口模式驱动或者使用4线SPI串口模式，驱动OLED模块，不停的显示ASCII码和码值。LED0闪烁，提示程序运行。由于我们还没有学到SPI模式驱动，我们这时仅先介绍8080模式，感兴趣的读者也可以先进行测试，也可以等我们学习完SPI的知识再回过头来学习这个模块的SPI驱动的用法。
2. 硬件资源
   1）LED灯
   DS0 : LED0 – PB5
   2）正点原子 0.96寸OLED模块，在硬件上，OLED与开发板的IO口对应关系如下：
   OLED_CS对应OV_WRST，即：PD6；
   OLED_RS对应OV_SCL，即：PD3，高电平为命令，低电平为数据；
   OLED_WR对应OV_RRST，即：PG14；
   OLED_RD对应DCMI_SDA，即：PG13；
   OLED_RST对应DCMI_RESET，即：PG15；
   OLED_D[7:0]对应DCMI_D[7:0]，即：PC[7:0]
3. 原理图
   OLED模块的原理图在前面已有详细说明了，这里我们介绍OLED模块与我们开发板的连接，开发板上有一个OLED/CAMERA的接口（P6接口）可以和正点原子OLED模块直接对插（靠左插！），连接如图24.2.1所示：
   

图24.2.1 OLED模块与开发板连接示意图
开发板上的这些IO与OLED模块的IO的对应关系，我们通过对比原理图，就可以得到以下表格的对应关系：

表24.2.1 OLED模块与开发板连接示意图
这些线的连接，开发板的内部已经连接好了，我们只需要将OLED模块插上去就好了，注意，这里的OLED_D[7:0] 我们接到连续的GPIOC[7:0]上一一对应，所以只需要读一次PC就可以得到对应的显示数据，后续会介绍。实物连接如图24.2.2所示：

图24.2.2 OLED模块与开发板连接实物图
24.3 程序设计
OLED的驱动程序我们主要讲解8080并口的方式，用我们之前学过的GPIO的读写的知识就可以完成对OLED的控制了。
24.3.1 程序流程图

图24.3.1.1 OLED实验流程图
24.3.2 程序解析

1. OLED驱动代码
   这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码，OLED的驱动主要包括三个文件：oled.c、oled.h和oledfont.h。oledfont.h头文件存放的是ASCII字符集，oled.h存放的是引脚接口宏定义和函数声明等，oled.c则是驱动代码。
   首先看oledfont.h头文件的ASCII字符集内容：

/* 常用ASCII表
 * 偏移量32 
 * ASCII字符集: !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]
^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~
 * PC2LCD2002取模方式设置：阴码+逐列式+顺向+C51格式
 * 总共：3个字符集（12*12、16*16和24*24），用户可以自行新增其他分辨率的字符集。
 * 每个字符所占用的字节数为:(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2),其中size:是字库生成时的点
 *  阵大小(12/16/24...)
 */
/* 12*12 ASCII字符集点阵 */
const unsigned char oled_asc2_1206[95][12]={ ...这里省略字符集库... }; 
/* 16*16 ASCII字符集点阵 */
const unsigned char oled_asc2_1608[95][16]={ ...这里省略字符集库... }; 
/* 24*24 ASICII字符集点阵 */
const unsigned char oled_asc2_2412[95][36]={ ...这里省略字符集库... }; 

该头文件中包含三个大小不同的ASCII字符集点阵，其中包括：1212 ASCII字符集点阵、1616 ASCII字符集点阵、24*24 ASICII字符集点阵。每个字符集点阵都包含95个常用的ASCII字符集，从空格符开始(即ASCII码表编号的32_{127对应的字符)，分别为：!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}}。
上面的ASCII字符集，我们可以使用一个款很好的字符提取软件来制作获取。字符提取软件为：PCtoLCD2002完美版，该软件可以提供各种字符，包括汉字（字体和大小都可以自己设置）阵提取，且取模方式可以设置好几种，常用的取模方式，该软件都支持。该软件还支持图形模式，也就是用户可以自己定义图片的大小，然后画图，根据所画的图形再生成点阵数据，这功能在制作图标或图片的时候很有用。
该软件的界面如图24.3.2.1所示：

图24.3.2.1 PCtoLCD2002软件界面
然后我们选择设置，在设置里面设置取模方式如图24.3.2.2所示：

图24.3.2.2 设置取模方式
上图设置的取模方式，在右上角的取模说明里面有，即：从第一列开始向下每取8个点作为一个字节，如果最后不足8个点就补满8位。取模顺序是从高到低，即第一个点作为最高位。如*-------取为10000000。其实就是按如图24.3.2.3所示的这种方式：

图24.3.2.3 取模方式图解
从上到下，从左到右，高位在前。我们按这样的取模方式，然后把ASCII字符集按126大小、168和2412大小取模出来（对应汉字大小为1212、1616和2424，字符的只有汉字的一半大！），每个126的字符占用12个字节，每个168的字符占用16个字节，每个24*12的字符占用36个字节。
oled.c和oled.h文件的代码可以帮助显示我们制作好的字符集。我们还是先看oled.h文件的宏定义，首先是OLED模式设置宏定义：

/* OLED模式设置
 * 0: 4线串行模式  	（模块的BS1，BS2均接GND）
 * 1: 并行8080模式 	（模块的BS1，BS2均接VCC）
 */

#define OLED_MODE 1 /* 默认使用8080并口模式 */
软件中通过宏定义OLED_MODE来决定使用4线串行模式（0）还是并行8080模式（1），由于我们的硬件默认使用8080并口模式，所以程序中默认设置这个宏为1。
关于OLED 8080并口模式和SPI模式的引脚定义就不列出来了，请看源码。
还有两个关于向OLED写入选择命令或者数据的宏定义，后面讲的

oled_wr_byte函数用到。
/* 命令/数据 定义 */
#define OLED_CMD        0       /* 写命令 */
#define OLED_DATA       1       /* 写数据 */

最后就是oled.c文件的驱动源码介绍。先是OLED(SSD1306)的初始化函数，以8080并口方式为例，其定义如下：

/**
 * @brief       初始化OLED(SSD1306)
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void oled_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();     /* 使能PORTC时钟 */
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();     /* 使能PORTD时钟 */
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();     /* 使能PORTG时钟 */

    /* PC0 ~ 7 设置 */
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|
GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;   
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;        	/* 推挽输出 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                 	/* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;  	/* 中速 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init_struct);            	/* PC0 ~ 7 设置 */

    gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_6;     	/* PD3, PD6 设置 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;      	/* 推挽输出 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                 	/* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;  	/* 中速 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_struct);            	/* PD3, PD6 设置 */
    
    gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;        	/* 推挽输出 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                 	/* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;   	/* 中速 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_struct);     /* WR/RD/RST引脚模式设置 */

    OLED_WR(1);
    OLED_RD(1);
    OLED_CS(1);
    OLED_RS(1);

    OLED_RST(0);
    delay_ms(100);
    OLED_RST(1);

    oled_wr_byte(0xAE, OLED_CMD);	/* 关闭显示 */
    oled_wr_byte(0xD5, OLED_CMD); 	/* 设置时钟分频因子,震荡频率 */
    oled_wr_byte(80, OLED_CMD);     	/* [3:0],分频因子;[7:4],震荡频率 */
    oled_wr_byte(0xA8, OLED_CMD);	/* 设置驱动路数 */
    oled_wr_byte(0X3F, OLED_CMD);	/* 默认0X3F(1/64) */
    oled_wr_byte(0xD3, OLED_CMD);	/* 设置显示偏移 */
    oled_wr_byte(0X00, OLED_CMD);	/* 默认为0 */

    oled_wr_byte(0x40, OLED_CMD);	/* 设置显示开始行 [5:0],行数. */

    oled_wr_byte(0x8D, OLED_CMD);   /* 电荷泵设置 */
    oled_wr_byte(0x14, OLED_CMD);   /* bit2，开启/关闭 */
oled_wr_byte(0x20, OLED_CMD);	/* 设置内存地址模式 */
/* [1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10; */
  oled_wr_byte(0x02, OLED_CMD); 
oled_wr_byte(0xA1, OLED_CMD);	/* 段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127; */
/* 设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数 */   
 oled_wr_byte(0xC8, OLED_CMD);   
    oled_wr_byte(0xDA, OLED_CMD);   /* 设置COM硬件引脚配置 */
    oled_wr_byte(0x12, OLED_CMD);   /* [5:4]配置 */

    oled_wr_byte(0x81, OLED_CMD);   /* 对比度设置 */
    oled_wr_byte(0xEF, OLED_CMD);   /* 1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮) */
    oled_wr_byte(0xD9, OLED_CMD);   /* 设置预充电周期 */
    oled_wr_byte(0xf1, OLED_CMD);   /* [3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2; */
oled_wr_byte(0xDB, OLED_CMD);   /* 设置VCOMH 电压倍率 */
/*[6:4]000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc; */   
 oled_wr_byte(0x30, OLED_CMD); 
    oled_wr_byte(0xA4, OLED_CMD);	/* 全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏) */
    oled_wr_byte(0xA6, OLED_CMD);   /* 设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示 */
    oled_wr_byte(0xAF, OLED_CMD);   /* 开启显示 */
    oled_clear();
}

该函数的结构比较简单，开始是对GPIO口的初始化，这里我们用了宏定义OLED_MODE来决定要设置的IO口，后面的就是一些初始化序列了，我们按照厂家提供的资料来做就可以。值得注意一点的是，因为OLED是无背光的，在初始化之后，我们把显存都清空了，所以我们在屏幕上是看不到任何内容的，就像没通电一样，不要以为这就是初始化失败，要写入数据模块才会显示的。
接着，要介绍的是oled_refresh_gram更新显存到OLED函数，该函数的作用是把我们在程序中定义的二维数组g_oled_gram的值一次性刷新到OLED的显存GRAM中。我们在oled.c文件开头定义了如下一个二维数组：

/* 
 * OLED的显存
 * 每个字节表示8个像素, 128,表示有128列, 8表示有64行, 高位表示高行数. 
 * 比如:g_oled_gram[0][0],包含了第一列,第1~8行的数据. g_oled_gram[0][0].0,即表示坐标   
 * (0,0)
 * 类似的: g_oled_gram[1][0].1,表示坐标(1,1), g_oled_gram[10][1].2,表示坐标(10,10), 
 * 存放格式如下(高位表示高行数).
 * [0]0 1 2 3 ... 127
 * [1]0 1 2 3 ... 127
 * [2]0 1 2 3 ... 127
 * [3]0 1 2 3 ... 127
 * [4]0 1 2 3 ... 127
 * [5]0 1 2 3 ... 127
 * [6]0 1 2 3 ... 127
 * [7]0 1 2 3 ... 127
 */
static uint8_t g_oled_gram[128][8];
该数组值与OLED显存GRAM值一一对应。在操作的时候我们只需要先修改该数组的值，然后再通过调用oled_refresh_gram函数把数组的值一次性刷新到OLED 的GRAM上即可。oled_refresh_gram函数定义如下：
/**
 * @brief       更新显存到OLED
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void oled_refresh_gram(void)
{
    uint8_t i, n;

    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        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 */

        for (n = 0; n < 128; n++)
        {
            oled_wr_byte(g_oled_gram[n][i], OLED_DATA);
        }
    }
}

oled_refresh_gram函数先设置页地址，然后写入列地址（也就是纵坐标），然后从0开始写入128个字节，写满该页，最后循环把8页的内容都写入，就实现了整个从STM32显存到OLED显存的拷贝。
oled_refresh_gram函数还调用了oled_wr_byte这个函数，也就是我们接着要介绍的函数：该函数和硬件相关，8080并口模式下该函数定义如下：

/**
 * @brief    	向OLED写入一个字节
 * @param       	data: 要输出的数据
 * @param       	cmd: 数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
 * @retval      	无
 */
static void oled_wr_byte(uint8_t data, uint8_t cmd)
{
    oled_data_out(data);
    OLED_RS(cmd);
    OLED_CS(0);
    OLED_WR(0);
    OLED_WR(1);
    OLED_CS(1);
    OLED_RS(1);
}

8080并口模式下的oled_wr_byte函数还调用oled_data_out函数，其定义如下：

/**
 * @brief       	通过拼凑的方法向OLED输出一个8位数据
 * @param       	data: 要输出的数据
 * @retval      	无
 */
static void oled_data_out(uint8_t data)
{
    GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR & 0XFF00) | (data & 0X00FF);
}
oled_data_out函数的处理方法，就是我们前面说的，因为OLED的D0~D7对于战舰开发板来说正好顺序接到了GPIOC[0:7]，所以我们只要向GPIOC的低位输出一次数据即可实现并口数据输出。
如果我们使用SPI模式，则操作模块时会调用的函数接口按以下的软件SPI方式实现：
/**
 * @brief       	向OLED写入一个字节
 * @param       	data: 要输出的数据
 * @param       	cmd: 数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
 * @retval      	无
 */
static void oled_wr_byte(uint8_t data, uint8_t cmd)
{
    uint8_t i;
    OLED_RS(cmd);   /* 写命令 */
    OLED_CS(0);

    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        OLED_SCLK(0);
        if (data & 0x80)
        {
            OLED_SDIN(1);
        }
        else 
        {
            OLED_SDIN(0);
        }
        OLED_SCLK(1);
        data <<= 1;
    }
    OLED_CS(1);
    OLED_RS(1);
}

两种模式下的oled_wr_byte函数形参是一样的。第一个形参data就是要写的内容。第二个形参cmd是通过选用OLED_CMD和OLED_DATA两个宏定义的其中一个，控制选择写命令还是写数据。两种模式下的oled_wr_byte函数的时序操作就是根据上面我们对8080接口以及4线SPI接口的时序来编写的。
g_oled_gram [128][8]二维数组中的128代表列数（x坐标），而8代表的是页，每页又包含8行，总共64行（y坐标），从高到低对应行数从小到大，如表24.3.2.1所示：

表24.3.2.1 OLED_GRAM和OLED屏坐标对应关系
上表中G代表OLED_GRAM，G[0][0]就表示OLED_GRAM [0][0]。比如，我们要在x=3，y=9这个点写入1，则可以用这个句子实现：
OLED_GRAM [3][1] |= 1<<1；
一个通用的在点（x，y）置1表达式为：
OLED_GRAM [x][y/8] |= 1<<(y%8)；
其中x的范围为：0_{127；y的范围为：0}63。
因此，我们可以得出接下来介绍的这个比较重要的函数：OLED画点函数，其定义如下：

/**
 * @brief       OLED画点 
 * @param       x  : 0~127
 * @param       y  : 0~63
 * @param       dot: 1 填充 0,清空
 * @retval      无
 */ 
void oled_draw_point(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t dot)
{
    uint8_t pos, bx, temp = 0;

    if (x > 127 || y > 63) return;  /* 超出范围了 */ 
    
    pos = y / 8;		/* 计算GRAM里面的y坐标所在的字节, 每个字节可以存储8个行坐标 */
    
    bx = y % 8;		/* 取余数,方便计算y在对应字节里面的位置,及行(y)位置 */
    temp = 1 << bx; /* 高位表示高行号, 得到y对应的bit位置,将该bit先置1 */

    if (dot)    		/* 画实心点 */
    {
        g_oled_gram[x][pos] |= temp;
    }
    else        		/* 画空点,即不显示 */
    {
        g_oled_gram[x][pos] &= ~temp;
    }
}

该函数有3个形参，前两个是横纵坐标，第三个t为要写入1还是0。该函数实现了我们在OLED模块上任意位置画点的功能。
前面我们知道取模方式是：从上到下，从左到右，高位在前。下面根据取模的方式来编写显示字符oled_show_char函数，其定义如下：

/**
 * @brief       	在指定位置显示一个字符,包括部分字符 
 * @param       	x   : 0~127
 * @param       	y   : 0~63
 * @param       	size: 选择字体 12/16/24
 * @param       	mode: 0,反白显示;1,正常显示
 * @retval      	无
 */ 
void oled_show_char(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t chr,uint8_t size,uint8_t mode)
{
    uint8_t temp, t, t1;
    uint8_t y0 = y;
uint8_t *pfont = 0;
/* 得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 */
    uint8_t csize = (size / 8 + ((size % 8) ? 1 : 0)) * (size / 2); 
chr = chr - ' ';		/* 得到偏移后的值,因为字库是从空格开始存储的,第一个字符是空格 */

    if (size == 12)   	/* 调用1206字体 */
    {
        pfont = (uint8_t *)oled_asc2_1206[chr];        
    }
    else if (size == 16)   	/* 调用1608字体 */ 
    {
        pfont = (uint8_t *)oled_asc2_1608[chr];
    }
    else if (size == 24)   	/* 调用2412字体 */
    {
        pfont = (uint8_t *)oled_asc2_2412[chr];
    }
    else                    	/* 没有的字库 */
    {
        return;   
    }
    
    for (t = 0; t < csize; t++)
    { 
        temp = pfont[t];

        for (t1 = 0; t1 < 8; t1++)
        {
            if (temp & 0x80)oled_draw_point(x, y, mode);
            else oled_draw_point(x, y, !mode);

            temp <<= 1;
            y++;

            if ((y - y0) == size)
            {
                y = y0;
                x++;
                break;
            }
        }
    }
}

该函数为字符以及字符串显示的核心部分，函数中chr = chr - ’ ';这句是要得到在字符点阵数据里面的实际地址，因为我们的取模是从空格键开始的，例如oled_asc2_1206 [0][0]，代表的是空格符开始的点阵码。在接下来的代码，我们也是按照从上到小(先y++)，从左到右（再x++）的取模方式来编写的，先得到最高位，然后判断是写1还是0，画点；接着读第二位，如此循环，直到一个字符的点阵全部取完为止。这其中涉及到列地址和行地址的自增，根据取模方式来理解，就不难了。
oled.c的内容比较多，其他的函数请大家自行理解，下面开始main.c文件的介绍。
2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：

int main(void)
{
uint8_t t = 0;

    HAL_Init();                  				/* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);		/* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                         	/* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                     	/* 串口初始化为115200 */
    led_init();                             		/* 初始化LED */
    oled_init();                            		/* 初始化OLED */
    oled_show_string(0, 0, "ALIENTEK", 24);
    oled_show_string(0, 24, "0.96' OLED TEST", 16);
    oled_show_string(0, 52, "ASCII:", 12);
    oled_show_string(64, 52, "CODE:", 12);
    oled_refresh_gram();                    	/* 更新显示到OLED */

    t = ' ';
    while (1)
    {
        oled_show_char(36, 52, t, 12, 1);   	/* 显示ASCII字符 */
        oled_show_num(94, 52, t, 3, 12);    	/* 显示ASCII字符的码值 */
        oled_refresh_gram();                	/* 更新显示到OLED */
        t++;

        if (t > '~')
        {
            t = ' ';
        }

        delay_ms(500);
        LED0_TOGGLE();                      	/* LED0闪烁 */
    }
}

main.c主要功能就是在OLED上显示一些实验信息字符，然后开始从空格键开始不停的循环显示ASCII字符集，并显示该字符的ASCII值。最后LED0闪烁提示程序正在运行。
24.4 下载验证
下载代码后，LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。同时OLED模块显示ASCII字符集等信息，如图24.4.1所示：

图24.4.1 OLED显示效果
OLED显示了三种尺寸的字符：2412（ALIENTEK）、168（0.96’ OLED TEST）和12*6（剩下的内容）。说明我们的实验是成功的，实现了三种不同尺寸ASCII字符的显示，在最后一行不停的显示ASCII字符以及其码值。
通过这一章的学习，我们学会了正点原子OLED模块的使用，在调试代码的时候，又多了一种显示信息的途径，在以后的程序编写中，大家可以好好利用。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-788063.html

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