STM32进阶-OLED屏幕模块

前言

实验前言：

在当今的嵌入式系统开发领域，STM32微控制器因其强大的性能和广泛的应用范围而受到广泛应用。为了进一步扩展其应用范围，我们常常需要与各种外部设备进行交互。其中，OLED屏幕模块作为一种高分辨率、低功耗的显示设备，能够为我们提供丰富的图形和文本信息。
在本实验中，我们将探讨如何将OLED屏幕模块与STM32微控制器进行连接，并实现基本的信息显示。通过这个实验，我们期望能够更深入地理解OLED屏幕的工作原理，掌握其与STM32的接口技术，为今后的项目开发提供实践经验。
实验目标：

• 了解OLED屏幕模块的特性及工作原理。
• 掌握OLED屏幕模块与STM32微控制器的接口技术。
• 在OLED屏幕上显示基本的文本和图形信息。
• 理解并应用I2C通信协议。
  实验器材：
• STM32F103开发板。
• OLED屏幕模块SSD1306（128*64分辨率）。
• 杜邦线若干。
• 面包板一个。

OLED

模块简介

OLED（Organic Light Emitting Diode）是一种采用有机物作为发光材料的显示技术。OLED模块由OLED显示屏和控制电路组成，具有高对比度、快速响应、广视角和低功耗等特点，适用于各种嵌入式系统和电子产品中。

以下是常见的OLED模块的参数表格：

请注意，不同型号和厂商的OLED模块可能具有不同的参数和特性。在选择和使用OLED模块时，需要根据实际需求和项目要求进行选择。
OLED模块广泛应用于智能手表、可穿戴设备、便携式仪器、嵌入式系统、物联网终端等领域。其高品质的图像显示效果和低功耗的特性，使其成为许多电子产品中理想的显示解决方案。

协议

OLED屏幕的通讯协议通常采用SPI通信方式。SPI（Serial Peripheral Interface）是由摩托罗拉公司提出的一种高速全双工的通信总线，它被广泛地应用在ADC、LCD等设备与MCU之间，要求通讯速率较高的场合。
在OLED屏幕的通讯中，SPI协议通常涉及3条总线以及片选线（SS）。这3条总线分别是SCK（Serial Clock）、MOSI（Master Out Slave In）和MISO（Master In Slave Out）。其中，SCK信号由主机控制产生，MOSI信号由主机发送到从机，MISO信号则由从机发送到主机。片选线（SS）主要用于选择从机，当该线被拉低时，从机被选中并准备接收来自主机的数据。
SPI通讯的基本过程是这样的：首先，主机通过控制SCK信号的频率和电平来控制通讯速率和数据传输方向。然后，主机通过MOSI线发送数据到从机，同时从机通过MISO线将数据发送回主机。在数据传输过程中，片选线（SS）被用来选择特定的从机设备进行通讯。

此外，为了确保通讯的稳定性和可靠性，SPI协议还定义了一些通讯时序规则。例如，空闲状态下，SCK信号应该是低电平，而在数据传输过程中，SCK信号的高电平应该在MOSI信号的后面。
以上信息仅供参考，具体通讯协议和时序规则可能会因不同的OLED屏幕型号和生产商而有所差异。因此，在实际应用中，建议参考相关的技术手册或联系供应商以获取更详细的信息。

SSD1306

SSD1306是一种常见的OLED控制驱动芯片，广泛应用于各种OLED模块中。它采用IIC或SPI接口与微控制器通信，具有低功耗、高对比度和快速响应等特点。

SSD1306芯片具有良好的兼容性和稳定性，被广泛用于各种OLED模块中。它提供了丰富的命令和功能，可实现文本、图形和动画的显示。使用SSD1306芯片，可以轻松控制OLED模块，实现各种实用的显示效果。
请注意，不同型号和厂商的SSD1306芯片可能具有不同的参数和特性。在选择和使用OLED模块时，需要根据实际需求和项目要求进行选择。

这个模块默认是使用SPI通讯的，如果要使用I2C通讯，需要把R3电阻取下来，焊接到R1的位置，如上图。

OLED显示文字的方法

利用软件取模

PCtoLCD2002是一款专业的OLED取模软件，它支持多种取模方式，包括逐行、逐列、行列、列行四种取模方式。用户可以根据需要选择字体、大小、文字的长宽，并可独立调整文字的长和宽，生成任意形状的字符。
该软件还支持中英文数字混合的字符串的字模数据生成，并可以选择字体、大小。同时，每行输出数据个数可调整，且支持自定义取模方式及输出格式。
值得一提的是，PCtoLCD2002完美版支持生成的字模可以在任何电脑上使用，不会受到操作系统的限制。
总的来说，PCtoLCD2002完美版是一款功能强大的OLED取模软件，能够满足用户在OLED取模方面的各种需求

英文

1. 打开取模软件
   

2. 汉字取模
   2.1 点击模式，选择字符模式
   
   点击选项，进行设置
   

设置如下，点阵内的数字手动输入999，然后点击确定。

3. 以生成8x16字符为例
   3.1字宽，字高选择16，那么对应的英文长宽就是8x16!!!
   
   在输入栏输入文档开头的全部ASCII码，点击生成字模。
   

4. 4将生成的字模复制到oledfont.h的数组中
   

汉字取模

1. 打开取模软件
   

2. 汉字取模
   2.1 点击模式，选择字符模式
   
   点击选项，进行设置
   设置如下，点阵内的数字手动输入999，然后点击确定。
   

3. 以生成16x16的汉字为例
   3.1字宽，字高选择16
   
   在输入栏输入需要取模的汉字（只能是汉字），然后点击生成字模。
   

4. 将生成的字模复制到oledfont.h的数组中
   

STM32F103与OLED的连接

代码：

OLED.c 内容过多，此处只讲OLED.h部分，具体函数请读者自行编写或查阅

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);

#endif

这段代码是一个简单的OLED库的头文件，定义了一些函数来控制OLED显示屏的初始化、清屏以及显示字符、字符串、数字和二进制数等功能。
函数解释：

• OLED_Init()：初始化OLED显示屏。
• OLED_Clear()：清除OLED显示屏上的内容。
• OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)：在指定的行和列位置显示一个字符。
• OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)：在指定的行和列位置显示一个字符串。
• OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)：在指定的行和列位置显示一个无符号整数。
• OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length)：在指定的行和列位置显示一个有符号整数。
• OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)：在指定的行和列位置显示一个十六进制数。
• OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)：在指定的行和列位置显示一个二进制数。

这些函数可以通过调用库文件中的相关函数来实现OLED显示屏的控制和数据显示。用户可以根据需要调用这些函数来显示不同的内容。
示例

void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

这段代码是OLED_ShowNum()函数的实现，用于在OLED显示屏上显示一个无符号整数。
函数解释：

• OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)：函数接受四个参数，分别是要显示的数字所在的行和列位置、要显示的数字以及数字的长度。
• for (i = 0; i < Length; i++)：使用循环来逐个显示数字的每一位。
• OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0')：调用OLED_ShowChar()函数来显示每一位数字。具体的显示位置由Line和Column + i确定。通过对Number进行数学运算，可以得到每一位数字的值，并将其转换为对应的字符形式。

该函数通过循环将数字分解为每一位，并调用OLED_ShowChar()函数来在OLED显示屏上逐个显示每一位数字。用户可以通过调用该函数，传入相应的参数来实现在OLED显示屏上显示无符号整数的功能。

实验一

显示自己的学号和姓名；
利用汉字取模软件：

生成的编码放到oled_front.h中：

main函数：

#include "stm32f10x.h"                 
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "usart.h"

extern unsigned int rec_data[4];

int main(void)
{
	OLED_Init();
	
	OLED_ShowHZ(1,1,12);
	OLED_ShowHZ(1,3,14);
	OLED_ShowHZ(1,5,16);
	OLED_ShowString(2,1,"632107030112");
	while (1)
	{
		
	}

}

实验效果：

实验二

显示AHT20的温度和湿度：

#include "stm32f10x.h"                 
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Delay.h"
#include "LightSensor.h"
#include "LED.h"
#include "dht20.h"
#include "usart.h"

extern unsigned int rec_data[4];

int main(void)
{
	OLED_Init();
	uart_init(9600);
	LightSensor_Init();
	LED_Init();
	OLED_ShowHZ(2,5,0); //ÎÂ
	OLED_ShowHZ(2,7,2); //¶È
	OLED_ShowHZ(2,9,4);	//:
	OLED_ShowHZ(2,12,6);//¡æ

	OLED_ShowHZ(4,5,8); //ʪ
	OLED_ShowHZ(4,7,10); //¶È
	OLED_ShowHZ(4,9,4); //:
	OLED_ShowChar(4,12,'%');//%
	
	while (1)
	{
		Delay_s(1);
		DHT20_REC_Data(); //½ÓÊÕdht20Êý¾Ý
	    OLED_ShowNum(2,10,rec_data[2],2);
		OLED_ShowNum(4,10,rec_data[0],2);
		if (LightSensor_Get() == 1)
		{
				LED2_ON();
		}
		else
		{
				LED2_OFF();
		}
	}

}

实验效果：

实验三

上下或左右的滑动显示长字符：
代码：

	OLED_WR_Byte(0x2E,OLED_CMD); //关闭滚动
	OLED_WR_Byte(0x27,OLED_CMD); //水平向左或者右滚动 26/27
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //虚拟字节
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //起始页 0
	OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD); //滚动时间间隔
	OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD); //终止页 2
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //虚拟字节
	OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD); //虚拟字节
	TEST_MainPage();
	OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD); //开启滚动

这段代码是用于控制OLED屏幕进行滚动显示的操作。下面是对代码的解释：

OLED_WR_Byte(0x2E,OLED_CMD); //关闭滚动

这行代码发送命令给OLED屏幕，将滚动功能关闭。

OLED_WR_Byte(0x27,OLED_CMD); //水平向左或者右滚动 26/27

这行代码发送命令给OLED屏幕，选择水平滚动的方向，可以选择向左滚动或者向右滚动。具体选择通过参数0x27或者0x26来确定。

OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //虚拟字节
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //起始页 0
OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD); //滚动时间间隔
OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD); //终止页 2
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //虚拟字节
OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD); //虚拟字节

这些代码依次发送命令给OLED屏幕，设置滚动的参数。包括设置起始页和终止页、滚动时间间隔等参数。其中0x00和0xFF是虚拟字节，可能是为了补齐命令的格式。

TEST_MainPage();

这行代码调用了TEST_MainPage函数，可能用于设置OLED屏幕要滚动显示的内容。

OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD); //开启滚动

这行代码发送命令给OLED屏幕，将滚动功能开启。
以上就是对给定代码的解释，它们用于控制OLED屏幕进行滚动显示的操作。具体的功能和效果可能需要参考OLED屏幕的文档或者相关代码来确定。

实验效果

突发奇想：

#include "stm32f10x.h"                 
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "usart.h"



int main(void)
{
	OLED_Init();

	while (1)
	{
		for(int i=1;i<=8;i++)
		{
				OLED_ShowHZ(2,i,18);
	      OLED_ShowHZ(2,i+2,20);
	      OLED_ShowHZ(2,i+4,22);
	      OLED_ShowHZ(2,i+6,24);
	      OLED_ShowString(3,i,"cqjtu!");
			  Delay_ms(50);
			  OLED_Clear();
		}
		Delay_ms(500);
		OLED_Clear();
	}

}

好像这样直接改变字符显示的位置也可以刷屏

对比
在OLED刷屏的方法上，通常有两种主要的策略：

直接发送命令和数据: 在这种方法中，你直接发送特定的OLED命令和数据来控制OLED显示屏。例如，你可能发送一个命令来显示一个特定的字符，或者一个命令来滚动文本。这种方法的优点是它通常比较简单和直接。然而，它的缺点是它可能需要更多的代码和处理器时间，因为它需要在主循环中持续地发送命令和数据。
使用库或驱动程序: 在这种方法中，你使用一个预先编写好的库或驱动程序来控制OLED显示屏。这些库或驱动程序通常包含了许多用于控制显示屏的函数和命令，可以让你以更高效和更简洁的方式控制显示屏。这种方法的优点是它可以减少代码的复杂性和处理器时间的使用。然而，它的缺点是你可能需要适应特定的库或驱动程序，而且可能需要更多的理解和配置工作。
在你的代码中，你使用了第一种方法，即直接发送命令和数据来控制OLED显示屏。例如，你发送了OLED_WR_Byte(0x2E,OLED_CMD); //关闭滚动 和 OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD); //开启滚动等命令来控制滚动功能。同时，你也直接发送了OLED_ShowHZ(2,i,18);等命令来显示特定的字符。

总结

本次实验中，我们成功实现了对OLED屏幕模块的控制和数据显示功能。首先，我们理解了OLED屏幕的工作原理和汉字点阵编码原理，了解了控制OLED屏幕的SPI或IIC接口的基本配置和通信方式。然后，我们使用STM32F103单片机通过SPI或IIC接口与OLED屏幕进行通信，并通过编写代码实现了以下功能：

• 显示自己的学号和姓名：通过将学号和姓名的字符串数据发送到OLED屏幕，实现了学号和姓名的显示功能。
• 显示AHT20的温度和湿度：将AHT20传感器读取到的温度和湿度数据转换为字符串，并将其发送到OLED屏幕，实现了温度和湿度的显示功能。
• 上下或左右滑动显示长字符：通过在OLED屏幕上不断滚动显示长字符的方法，实现了滑动显示长字符的效果。可以自定义长字符内容。

通过本次实验，我深入理解了OLED屏幕的工作原理和控制方法，掌握了STM32单片机与OLED屏幕之间的通信和数据显示。这将为我在物联网等领域中使用OLED屏幕提供了基础和启示。同时，通过实践，我也提高了对STM32F103单片机的编程能力和对硬件与软件的综合应用能力。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-858773.html

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