一、实验内容：

理解OLED屏显和汉字点阵编码原理，使用STM32F103的SPI或IIC接口实现以下功能：

显示自己的学号和姓名；
显示AHT20的温度和湿度；
上下或左右的滑动显示长字符，比如“Hello，欢迎来到重庆交通大学物联网205实训室！”或者一段歌词或诗词(最好使用硬件刷屏模式)。

二、SPI简介：

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是由 Motorola 公司提出的一种高速的，全双工，同步的通信总线，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。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件连接，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOST和低电平有效的从机选择线C/S(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。
1.SPI时序
在这里插入图片描述
上图中的时序只是 SPI 其中一种通讯模式，SPI 一共有四种通讯模式，它们的主要区别是总线空闲时 SCK 的时钟状态以及数据采样时刻。为方便说明，在此引入“时钟极性 CPOL”和“时钟相位 CPHA”的概念。
时钟极性 CPOL 是指 SPI 通讯设备处于空闲状态时，SCK 信号线的电平信号(即 SPI 通讯开始前、 NSS 线为高电平时 SCK 的状态)。CPOL=0 时， SCK 在空闲状态时为低电平，CPOL=1 时，则相反。
时钟相位 CPHA 是指数据的采样的时刻，当 CPHA=0 时，MOSI 或 MISO 数据线上的信号将会在 SCK 时钟线的“奇数边沿”被采样。当 CPHA=1 时，数据线在 SCK 的“偶数边沿”采样。

2.SPI工作模式
根据 CPOL 及 CPHA 的不同状态，SPI 分成了四种模式，见下图，主机与从机需要工作在相同的模式下才可以正常通讯，实际中采用较多的是“模式 0”与“模式 3”。

在这里插入图片描述
3.SPI 优缺点

SPI 优点
支持全双工通信
通信简单
数据传输速率块

SPI 缺点
没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，所以跟IIC总线协议比较在数据
可靠性上有一定的缺陷。

三、OLED简介

1.OLED原理
OLED（OrganicLight-Emitting Diode），又称为有机电激光显示、有机发光半导体（OrganicElectroluminesence Display，OLED）。OLED属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比。OLED在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。

2.点阵编码原理与显示

汉字点阵编码
在汉字的点阵字库中，每个字节的每个位都代表一个汉字的一个点，每个汉字都是由一个矩形的点阵组成，0 代表没有点，1 代表有点，将 0 和 1 分别用不同颜色画出，就形成了一个汉字，常用的点阵矩阵有 1212, 1414, 16*16 三种字库。
字库根据字节所表示点的不同有分为横向矩阵和纵向矩阵，目前多数的字库都是横向矩阵的存储方式(用得最多的应该是早期 UCDOS 字库)，纵向矩阵一般是因为有某些液晶是采用纵向扫描显示法，为了提高显示速度，于是便把字库矩阵做成纵向，省得在显示时还要做矩阵转换。

OLED点阵显示
点阵屏像素按128列X64行组织，每一行128个像素单元的阴极是连接在一起，作为公共极（COM），每一列64个像素单元的阳极也连接在一起，作为一段（SEG）。行列交叉点上的LED就是一个显示单元，即一个像素。要点亮一个像素，只要在该像素所在列电极上加上正电压、行电极接地。同样，要驱动一整行图像，就需要同时把128列信号加载到列电极上，把该行行电极接地。该行显示时，其他63行均不能显示，其行电极应为高电平或悬空。
可见，整屏的显示，只能分时扫描进行，一行一行的显示，每次显示一行。行驱依次产生低电平扫描各行，列驱动读取显示数据依次加载到列电极上。扫描一行的时间称为行周期，完成一次全屏扫描，就叫做一帧。一般帧频大于60，人眼观察不到逐行显示。每行扫描显示用时叫占空比，占空比小，为达到相同的显示亮度，驱动电流就大。SSD1306段驱动最大电流为100uA，当整行128个像素全部点亮时，行电极就要流过12.8mA的电流。
3.滚动显示自己的学号和姓名
主函数main.c

#include "delay.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	  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 26/27OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //起始页 0OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //滚动时间间隔OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //终止页 7OLED_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while(1) {}
}

显示代码：

void TEST_MainPage(void)
{	GUI_ShowCHinese(28,20,16,"李小青",1);//中文姓名GUI_ShowString(4,48,"632007060123",16,1);//数字详细delay_ms(1500);		delay_ms(1500);
}

在字模程序里生成中文点阵编码，并添加到oledfont.h里面
硬件连线：```bash
/****************************************************************************************************
//=========================================电源接线================================================//
// OLED模块               STM32单片机
//   VCC         接       DC 5V/3.3V      //OLED屏电源正
//   GND         接          GND          //OLED屏电源地
//=======================================液晶屏数据线接线==========================================//
//本模块默认数据总线类型为4线制SPI
// OLED模块               STM32单片机
//   D1          接          PB15        //OLED屏SPI写信号
//=======================================液晶屏控制线接线==========================================//
// OLED模块               STM32单片机
//   CS          接          PB11        //OLED屏片选控制信号
//   RES         接          PB12        //OLED屏复位控制信号
//   DC          接          PB10        //OLED屏数据/命令选择控制信号
//   D0          接          PB13        //OLED屏SPI时钟信号

显示温湿度

将相关OLED代码添加到之前温湿度采集工程里面去，

main.c:

#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);}
}

显示温湿度的代码：

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");}/*通过串口显示采集得到的温湿度printf("\r\n");printf("温度:%d%d.%d",T1/100,(T1/10)%10,T1%10);printf("湿度:%d%d.%d",H1/100,(H1/10)%10,H1%10);printf("\r\n");*/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);
}