STM32驱动0.96寸OLED显示屏的I2C接口

IIC原理介绍：

IIC是一个总线的结构但不支持总线协议

OLED介绍：

一、0.96寸OLED屏幕介绍

本文采用的是4针的0.96寸OLED显示进行讲解，采用的是SPI协议，速度会比采用I2C协议的更快，但这两者的显示驱动都一样，本质上没有太大差别。屏幕整体分辨率为128*64，有黄蓝、白、蓝三种颜色可选，驱动芯片为SSD1306

二、SSD1306驱动芯片

1）图像显示RAM（GDDRAM）

GDDRAM是位映射静态RAM，大小为 128×64 位。GDDRAM分为8页（PAGE0~PAGE7），每页内1个SEG对应1Byte数据，一页由 128 Byte 组成。即屏幕每8行像素点（8PIXEL）记为一页（PAGE），64行即为8页，则屏幕变为128列（ROW）8页（PAGE），若要显示整个屏幕，则需要1288个1字节数。

2）最为常见的GDDRAM寻址模式——页模式

页寻址模式下，寻址只在一页（PAGEn）内进行，地址指针不会跳到其他页。每次向GDDRAM写入1byte显示数据后，列指针会自动+1。当128列都寻址完之后，列指针会重新指向SEG0而页指针仍然保持不变。通过页寻址模式我们可以方便地对一个小区域内数据进行修改。

一个数据字节写入GDDRAM时，当前列（SEG）同一页（PAGE）的所有行（COM）图像数据都被填充（即由列地址指针指向的整列（8位）被填充）。数据位D0写入顶行，数据位D7写入底行（由上到下，由低到高）。

所以通常用u8 GRAM[128][8] 的数组来存放像素点的显示数据，128代表列，也就是x，8代表页也即y
屏幕左上角为x=0,y=0处；

3）SSD1306常见驱动命令
主要分为：

基础指令
地址指令 （控制写入显存位置）
硬件指令 （控制PAGE与COM的映射关系，列col与SEG的映射，PAGE和列col指的是显存的方位，COM和SEG指的是显示屏幕的y,x方向上的驱动器）

时序指令 （设置参数控制屏幕刷新率）
滚动指令 （控制显示的字符滚动）

具体指令详见如下链接：
SSD1306 OLED驱动芯片 详细介绍（使用I2C）

4）OLED初始化代码

//基础指令
	OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel
	OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
	OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
	
	//地址命令	
	OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
	OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//设置为页模式
	
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
	OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
	
	
	//硬件命令
	OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
	
	OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD);// Set SEG Output Current Brightness
	OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0左右反置 0xa1正常
	OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0上下反置 0xc8正常	
	OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
	OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
	
	OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset	Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
	
	OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
	OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
	
	//时序指令
	OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
	OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
	
	OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
	OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
	
	
	OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
	OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
	
	OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
	OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
	
	//基础指令
	OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
	OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7) 
	OLED_Clear();
	OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);

三、取字模软件介绍

详细参考如下链接：

0.96寸OLED（SSD1306）屏幕显示（一）——基础功能介绍

四、OLED细节之显示帧频

详细参考：
SSD1306(OLED驱动芯片介绍)

该模块是一种片上低功耗RC振荡器电路。可以生成操作时钟（CLK）

从内部振荡器或外部源CL引脚。该选择由CLS引脚完成。如果CLS引脚

拉高，选择内部振荡器，CL应保持打开。将CLS引脚拉低禁用

内部振荡器和外部时钟必须连接到CL引脚才能正常工作。当内部

选择振荡器，其输出频率Fosc可通过命令D5h A[7:4]改变。

显示定时发生器的显示时钟（DCLK）来自CLK。除法因子“D”

可通过命令D5h从1编程到16
DCLK = F OSC / D
显示的帧频由以下公式确定。

•D代表时钟分频比。通过命令D5h A[3:0]设置。分割比的范围是1到16

•K是每行显示时钟的数量。该值由
K=相位1周期+相位2周期+BANK0脉冲宽度=2+2+50=54通电复位
（有关“阶段”的详细信息，请参阅第8.6节“段驱动程序/通用驱动程序”）

•多路复用比率的数量由命令A8h设置。上电复位值为63（即64MUX）。
•F OSC是振荡器频率。可通过命令D5h A[7:4]进行更改。寄存器越高
设置会导致更高的频率。

DCLK与Ffrm 不同，Ffrm比DCLK多除了个K和MUX（64）

FR同步
FR同步信号可以用来防止撕裂效应。

OLED的写入速度取决于MCU开始写入图像的速度。如果MCU可以
在一帧周期内完成一帧图像的写入，属于快速写入MCU。满足MCU需求
完成的写入时间较长（超过一个帧但在两个帧内），这是一个缓慢的写入。
对于快速写入MCU：MCU应在FR脉冲上升沿后开始写入新的ram数据帧
应在下一个FR脉冲上升沿之前完成。
对于慢写MCU：MCU应该在第一个FR的下降沿之后开始写入新的帧ram数据
必须在第3个FR脉冲上升沿之前完成。

分析上述OLED初始化代码：

OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec

帧频为100，显示一帧时间要0.01s
快速写入的话，IIC传输128×64位数据的时间<0.01s,则IIC的SCL的周期要小于1.22us
一般IIC的SCL的低脉冲时间是高脉冲时间的两倍，用delay()函数一般都是us,这样看用delay函数来控制周期不可行，必定会导致动态画面撕裂。

而一般stm32的机器周期为1/72MHz,四个机器周期为一个指令周期的话，那么下面这个函数的时间大概就是0.0139×16 = 0.22us(更精确的可以执行程序打断点看)
这样一个IIC的SCL的周期大概就是0.66us
IIC的传输速率大概就是1515kb/s
还在IIC协议最大传输速度内

void IIC_delay(void)
{
	u8 t=3;
	while(t--);
}

五、制作滚动显示

STM32 OLED显示汉字及屏幕滚动（I2C协议）

六、IIC驱动读取写入AT24C02

AT24C02芯片使用介绍