代码收藏家 STM32通过SPI协议驱动OLED屏
坚持就是胜利
一、SPI协议介绍
01 简介
SPI协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议(Serial Peripheral Interface)，即串行外围设备接口， 是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在ADC、LCD等设备与MCU间，要求通讯速率较高的场合。
从简介来看，笔者认为驱动OLED使用IIC协议即可，不需要很高速的全双工通信，而且可以节约更多的GPIO串口去配置其他功能
02 SPI物理层
SPI通讯使用3条总线及片选线，3条总线分别为SCK、MOSI、MISO，片选线为 ，它们的作用介绍如下：
(1) (Slave Select)：从设备选择信号线，常称为片选信号线，也称为NSS、CS，以下用NSS表示。当有多个SPI从设备与SPI主机相连时， 设备的其它信号线SCK、MOSI及MISO同时并联到相同的SPI总线上，即无论有多少个从设备，都共同只使用这3条总线； 而每个从设备都有独立的这一条NSS信号线，本信号线独占主机的一个引脚，即有多少个从设备，就有多少条片选信号线。 I2C协议中通过设备地址来寻址、选中总线上的某个设备并与其进行通讯；而SPI协议中没有设备地址，它使用NSS信号线来寻址， 当主机要选择从设备时，把该从设备的NSS信号线设置为低电平，该从设备即被选中，即片选有效， 接着主机开始与被选中的从设备进行SPI通讯。所以SPI通讯以NSS线置低电平为开始信号，以NSS线被拉高作为结束信号。
(2) SCK (Serial Clock)：时钟信号线，用于通讯数据同步。它由通讯主机产生，决定了通讯的速率，不同的设备支持的最高时钟频率不一样， 如STM32的SPI时钟频率最大为fpclk/2，两个设备之间通讯时，通讯速率受限于低速设备。
(3) MOSI (Master Output， Slave Input)：主设备输出/从设备输入引脚。主机的数据从这条信号线输出， 从机由这条信号线读入主机发送的数据，即这条线上数据的方向为主机到从机。
(4) MISO(Master Input,，Slave Output)：主设备输入/从设备输出引脚。主机从这条信号线读入数据， 从机的数据由这条信号线输出到主机，即在这条线上数据的方向为从机到主机。
03 SPI基本通讯过程
这是一个主机的通讯时序。NSS、SCK、MOSI信号都由主机控制产生，而MISO的信号由从机产生，主机通过该信号线读取从机的数据。 MOSI与MISO的信号只在NSS为低电平的时候才有效，在SCK的每个时钟周期MOSI和MISO传输一位数据。
二、OLED显示器介绍
01 简介
OLED 即有机发光二级管（Organic Light-Emitting Diode, OLED）。OLED 显示技术具
有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度、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点，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
OLED 显示和传统的 LCD 显示不同，其可以自发光，所以不需要背光灯，这使得 OLED 显
示屏相对于 LCD 显示屏尺寸更薄，同时显示效果更优。技术资料：0.96inch SPI OLED Module
02 接口定义
| 序号 | 模块引脚 | 引脚说明 |
|---|---|---|
| 1 | GND | OLED电源地 |
| 2 | VCC | OLED电源正(3.3V~5V) |
| 3 | D0 | OLED SPI和IIC总线时钟信号 |
| 4 | D1 | OLED SPI和IIC总线数据信号 |
| 5 | RES | OLED复位信号，低电平复位（选择IIC总线时，该引脚需要接高电平（可以接VCC）） |
| 6 | DC | OLED命令/数据输入选择信号，高电平：数据，低电平：命令（选择3线制SPI总线时，该引脚不需要使用（可以不接）；选择IIC总线时，该引脚需要接电源地） |
| 7 | CS | OLED片选信号，低电平使能（选择IIC总线时，该引脚需要接电源地） |
03 与STM32接线图
我们使用的stm32F103C8T6引脚有限，可以和《0.96寸SPI_OLED模块用户手册》中STM32F103RCT6的接线相同，如下图所示。
接好OLED显示器之后可以运行厂家的示例代码，会有很多好玩的显示功能。
三、汉字取模软件介绍
01 下载
根据TB店家的链接下载
02 操作流程
- 设置字高和字宽为16*16，进入设置
- 修改点阵格式，取模方式，输出设置为十六进制数，C51格式，设置行前缀和行后缀
- 输入汉字，转化字模，复制下来
四、显示个人学号姓名
01 程序代码
内容显示TEST_MainPage函数->test.c文件
void TEST_MainPage(void)
{
GUI_ShowString(28,0,"Shuaishuai",16,1);
GUI_ShowCHinese(28,22,16,"帅帅",1);
GUI_ShowString(4,48," 6320070306XX",16,1);
delay_ms(1500);
delay_ms(1500);
}
汉字存储在oledfont.h
const typFNT_GB16 cfont16[] =
{
"帅",0x08,0x20,0x08,0x20,0x48,0x20,0x48,0x20,0x49,0xFC,0x49,0x24,0x49,0x24,0x49,0x24,
0x49,0x24,0x49,0x24,0x49,0x24,0x09,0x34,0x11,0x28,0x10,0x20,0x20,0x20,0x40,0x20,/*"帅",1*/
......
......
}
main.c 主函数
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear(0); //清屏（全黑）
while(1)
{
TEST_MainPage(); //界面显示
}
}
02 结果演示
五、显示AHT20温湿度数据
01 程序代码
新建一些变量，用来后续计算温湿度数据
char strTemp[30]; //声明字符数组strTemp,初始化元素30
char strHumi[30]; //声明字符数组strHumi,初始化元素30
int t;
int h;
float a;
float b;
uint8_t t1,t2,t3,t4;
uint8_t h1,h2,h3,h4;
在之前的温湿度显示函数read_AHT20中添加计算公式，写入bsp_i2c.c文件
void read_AHT20(void)
{
uint8_t i;
for(i=0; i<6; i++)
{
readByte[i]=0;
}
//-------------
I2C_Start();
I2C_WriteByte(0x71);
ack_status = Receive_ACK();
readByte[0]= I2C_ReadByte();
Send_ACK();
readByte[1]= I2C_ReadByte();
Send_ACK();
readByte[2]= I2C_ReadByte();
Send_ACK();
readByte[3]= I2C_ReadByte();
Send_ACK();
readByte[4]= I2C_ReadByte();
Send_ACK();
readByte[5]= I2C_ReadByte();
SendNot_Ack();
//Send_ACK();
I2C_Stop();
//--------------
if( (readByte[0] & 0x68) == 0x08 )
{
H1 = readByte[1];
H1 = (H1<<8) | readByte[2];
H1 = (H1<<8) | readByte[3];
H1 = H1>>4;
H1 = (H1*1000)/1024/1024;
T1 = readByte[3];
T1 = T1 & 0x0000000F;
T1 = (T1<<8) | readByte[4];
T1 = (T1<<8) | readByte[5];
T1 = (T1*2000)/1024/1024 - 500;
AHT20_OutData[0] = (H1>>8) & 0x000000FF;
AHT20_OutData[1] = H1 & 0x000000FF;
AHT20_OutData[2] = (T1>>8) & 0x000000FF;
AHT20_OutData[3] = T1 & 0x000000FF;
}
else
{
AHT20_OutData[0] = 0xFF;
AHT20_OutData[1] = 0xFF;
AHT20_OutData[2] = 0xFF;
AHT20_OutData[3] = 0xFF;
printf("lyy");
}
t=T1/10;
t1=T1%10;
a=(float)(t+t1*0.1);
h=H1/10;
h1=H1%10;
b=(float)(h+h1*0.1);
sprintf(strTemp,"%.1f",a); //调用Sprintf函数把DHT11的温度数据格式化到字符串数组变量strTemp中
sprintf(strHumi,"%.1f",b); //调用Sprintf函数把DHT11的湿度数据格式化到字符串数组变量strHumi中
GUI_ShowCHinese(16,00,16,"温湿度显示",1);
GUI_ShowCHinese(16,20,16,"温度",1);
GUI_ShowString(53,20,strTemp,16,1);
GUI_ShowCHinese(16,38,16,"湿度",1);
GUI_ShowString(53,38,strHumi,16,1);
delay_ms(1500);
delay_ms(1500);
}
点阵中需要的汉字
"温",0x00,0x00,0x23,0xF8,0x12,0x08,0x12,0x08,0x83,0xF8,0x42,0x08,0x42,0x08,0x13,0xF8,
0x10,0x00,0x27,0xFC,0xE4,0xA4,0x24,0xA4,0x24,0xA4,0x24,0xA4,0x2F,0xFE,0x00,0x00,/*"温",0*/
"度",0x01,0x00,0x00,0x80,0x3F,0xFE,0x22,0x20,0x22,0x20,0x3F,0xFC,0x22,0x20,0x22,0x20,
0x23,0xE0,0x20,0x00,0x2F,0xF0,0x24,0x10,0x42,0x20,0x41,0xC0,0x86,0x30,0x38,0x0E,/*"度",0*/
"湿",0x00,0x00,0x27,0xF8,0x14,0x08,0x14,0x08,0x87,0xF8,0x44,0x08,0x44,0x08,0x17,0xF8,
0x11,0x20,0x21,0x20,0xE9,0x24,0x25,0x28,0x23,0x30,0x21,0x20,0x2F,0xFE,0x00,0x00,/*"湿",0*/
"显",0x00,0x00,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1F,0xF0,
0x04,0x40,0x44,0x44,0x24,0x44,0x14,0x48,0x14,0x50,0x04,0x40,0xFF,0xFE,0x00,0x00,/*"显",0*/
"示",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,
0x01,0x00,0x11,0x10,0x11,0x08,0x21,0x04,0x41,0x02,0x81,0x02,0x05,0x00,0x02,0x00,/*"示",0*/
主函数main.c文件
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_i2c.h"
#include "sys.h"
#include "oled.h"
#include "gui.h"
#include "test.h"
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(115200);
IIC_Init();
NVIC_Configuration(); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear(0);
while(1)
{
//printf("温度湿度显示");
read_AHT20_once();
OLED_Clear(0);
delay_ms(1500);
}
}
02 结果演示
OLED显示AHT20温湿度数据
六、滚动显示长字符
01 程序代码
在test.c文件中仿照TEST_MainPage函数写下TEST_MainPageP函数
void TEST_MainPageP(void)
{
GUI_ShowCHinese(10,20,16,"天生我材必有用",1);
delay_ms(1500);
delay_ms(1500);
}
同时要在test.h函数中声明新写入的函数
#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
void TEST_MainPage(void);
void TEST_MainPageP(void);
.....//后续不需要改变
汉字存储在oledfont.h
const typFNT_GB16 cfont16[] =
{
"天",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,
0x02,0x80,0x02,0x80,0x04,0x40,0x04,0x40,0x08,0x20,0x10,0x10,0x20,0x08,0xC0,0x06,/*"天",0*/
"生",0x01,0x00,0x11,0x00,0x11,0x00,0x11,0x00,0x3F,0xFC,0x21,0x00,0x41,0x00,0x81,0x00,
0x01,0x00,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x00,0x00,/*"生",1*/
"我",0x04,0x40,0x0E,0x50,0x78,0x48,0x08,0x48,0x08,0x40,0xFF,0xFE,0x08,0x40,0x08,0x44,
0x0A,0x44,0x0C,0x48,0x18,0x30,0x68,0x22,0x08,0x52,0x08,0x8A,0x2B,0x06,0x10,0x02,/*"我",2*/
"材",0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0xFE,0xFE,0x08,0x08,0x18,0x18,0x1C,0x18,
0x2A,0x28,0x2A,0x28,0x48,0x48,0x88,0x88,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x28,0x08,0x10,/*"材",3*/
"必",0x00,0x00,0x04,0x00,0x02,0x10,0x01,0x10,0x01,0x20,0x08,0x20,0x28,0x48,0x28,0x44,
0x28,0x84,0x49,0x02,0x4A,0x02,0x8C,0x12,0x08,0x10,0x18,0x10,0x27,0xF0,0x40,0x00,/*"必",4*/
"有",0x02,0x00,0x02,0x00,0xFF,0xFE,0x04,0x00,0x04,0x00,0x0F,0xF0,0x08,0x10,0x18,0x10,
0x2F,0xF0,0x48,0x10,0x88,0x10,0x0F,0xF0,0x08,0x10,0x08,0x10,0x08,0x50,0x08,0x20,/*"有",5*/
"用",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,
0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x41,0x08,0x41,0x28,0x80,0x10,/*"用",6*/
}
主函数调用
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_Configuration(); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear(0); //清屏（全黑）
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 7
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //虚拟字节
OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD); //虚拟字节
TEST_MainPageP();
OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD); //开启滚动
}
02 结果演示
七、总结
OLED显示屏对于学习硬件非常重要，在调试过程中相当于我们的眼睛，可以把有必要的数据都显示在上面，很直观就可以看到我们需要的数据。今天的三个小实验促进我们进一步学习，在显示汉字时也更加有趣，还有其他图片、形状的显示，会增加图形化的乐趣，促进人机交互。学习已过大半，使用MD语法也越来越熟练，虽然有（亿）点辛苦，但是大家都坚持下来了。加油加油
源代码
Gitee仓库：stm32-SPI-OLED
