基于SPI通信方式的OLED显示

文章目录

- - - 基于SPI通信方式的OLED显示
    - - 1、SPI简介
      - 2、OLED屏幕介绍
      - 3、OLED显示屏显示数据
      - 4、总结
      - 5、参考文献

1、SPI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。

SPI 通讯设备之间的常用连接方式

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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 S S ，它们的作用介绍如下

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SPI 基本通讯过程

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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

CPOL/CPHA 及通讯模式

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

“时钟极性 CPOL”和“时钟相位 CPHA”

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。

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当 CPHA=0 的时序图。首先，根据 SCK 在空闲状态时的电平，分为两种情况。SCK 信号线在空闲状态为低电平时，CPOL=0；空闲状态为高电平时，CPOL=1。无论 CPOL=0 还是=1，因为我们配置的时钟相位 CPHA=0，在图中可以看到，采样时刻都是在 SCK 的奇数边沿。注意当 CPOL=0 的时候，时钟的奇数边沿是上升沿，而 CPOL=1 的时候，时钟的奇数边沿是下降沿。所以 SPI 的采样时刻不是由上升/下降沿决定的。MOSI 和 MISO 数据线的有效信号在 SCK 的奇数边沿保持不变，数据信号将在 SCK 奇数边沿时被采样，在非采样时刻，MOSI 和 MISO 的有效信号才发生切换。

当 CPHA=1 时，不受 CPOL 的影响，数据信号在 SCK 的偶数边沿被采样

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由 CPOL 及 CPHA 的不同状态，SPI 分成了四种模式，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”。

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2、OLED屏幕介绍

OLED即有机发光管(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、较低功耗、极高反应速度、可用于绕曲性面板、使用温度范围广、构造及制程简单等有点，被认为是下一代的平面显示屏新兴应用技术。

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。

常用的OLED屏幕有蓝色、黄色、白色等几种。屏的大小为0.96寸，像素点为
128*64，所以我们称为0.96oled屏或者12864屏。

OLED模块显存
OLED本身是没有显存的，它的显存是依赖于SSD1306提供的

SSD1306的显存总共为12864bit大小，SSD1306将这些显存分为了8页。每页包含了128个字节，总共8页，这样刚好是12864的点阵大小。

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SSD1306芯片
SSD1306是一个单片CMOS、OLED/PLED驱动芯片可以驱动有机/聚合发光二极管点阵图形显示系统。由128 segments 和64 Commons组成。该芯片专为共阴极OLED面板设计。

SSD1306中嵌入了对比度控制器、显示RAM和晶振，并因此减少了外部器件和功耗。有256级亮度控制。数据/命令的发送有三种接口可选择：6800/8000串口，I2C接口或SPI接口。适用于多数简介的应用，注入移动电话的屏显，MP3播放器和计算器等。

SSD1306芯片特性
分辨率：128 * 64 点阵面板；
电源：
VDD = 1.65V to 3.3V，用于IC逻辑；
VCC = 7V to 15V，用于面板驱动；
点阵显示：
OLED驱动输出电压，最大15V；
Segment最大电流：100uA；
常见最大反向电流：15mA；
256级对比亮度电流控制；
嵌入式128 * 64位SRAM显示缓存；
引脚选择MCU接口：
8位6800/8000串口
3/4线SPI接口
I2C接口
SSD1306芯片命令

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命令0X81：设置对比度。包含两个字节，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。
命令0XAE/0XAF：0XAE为关闭显示命令；0XAF为开启显示命令。
命令0X8D：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。
命令0XB0~B7：用于设置页地址，其低三位的值对应着GRAM的页地址。
命令0X00~0X0F：用于设置显示时的起始列地址低四位。
命令0X10~0X1F：用于设置显示时的起始列地址高四位。

3、OLED显示屏显示数据

①下载程序
程序下载链接：
0.96寸SPI_OLED模块配套资料包
②打开资料包，选择与自己平台相同的实例，打开Demo的工程，使用keil编译
③将程序烧录到开发板
④连接显示屏和开发板

修改程序

添加自己的字模文件

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修改显示函数

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修改主函数并添加滚动代码，放在while外

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//从左到右滑动（ OLED 屏的滚屏命令）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();                    //显示内容OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动

编译烧录，效果展示

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显示温度湿度

在指定位置重新修改显示函数

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    GUI_ShowCHinese(20,32,16,"温度：",1);GUI_ShowString(60,32,strTemp1,16,1);GUI_ShowString(68,32,strTemp2,16,1);GUI_ShowString(84,32,strTemp3,16,1);GUI_ShowCHinese(92,32,16,"℃",1);GUI_ShowCHinese(20,48,16,"湿度：",1);GUI_ShowString(60,48,strHumi1,16,1);GUI_ShowString(68,48,strHumi2,16,1);GUI_ShowString(76,48,".",16,1);GUI_ShowString(84,48,strHumi3,16,1);GUI_ShowCHinese(92,48,16,"％",1);

重新修改主函数，把之前的注释掉

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int main(void)
{	delay_init();	    	       //延时函数初始化	  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	 //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OLEDIIC_Init();                     //初始化IICOLED_Clear(0);             		//清屏（全黑）while(1) {read_AHT20_once();         //读取温度并显示	delay_ms(1500);}