OLED(SSD1306+I2C协议显示屏模块)

工具

1.Proteus 8 仿真器

2.keil 5 编辑器

原理图

讲解

简介

OLED（Organic Light-Emitting Diode）显示屏，即有机发光二极管显示屏，是一种新型显示技术。它的工作原理是通过电流驱动有机材料发光，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板（或柔性有机基板）。

OLED显示屏具有诸多优点。首先，由于无需背光灯，其结构更轻更薄，可视角度更大。其次，OLED显示屏能够显著节省耗电量，提高能效。此外，它的色彩丰富、分辨率高，响应速度快，图像稳定。同时，OLED自身能够发光，因此其视域范围也要宽很多。

OLED显示屏的应用范围广泛。在博物馆和展览中，OLED透明屏可用于展示文物、艺术品、历史信息等，提供沉浸式的观展体验。在建筑和室内设计领域，OLED透明屏可以应用于建筑物的玻璃幕墙、楼梯扶手和室内装饰等，增强建筑的现代感和创意性。此外，OLED显示屏还广泛应用于汽车内部、户外广告牌、舞台和演艺表演等领域。

OLED本身是没有显存的，它的显存是依赖于SSD1306显存芯片提供的
从使用的角度上，我们驱动该OLED屏幕显示，实际是与驱动芯片SSD1306通信，让SSD1306控制OLED点阵显示。SSD1306相当于一个中介，我们只需要了解SSD1306的功能、寄存器、总线、驱动流程等参数或工作方式，根据SSD1306的工作方式通信即可。

SSD1306

特性

分辨率：128 x 64 点阵
电源：对于集成逻辑电路，VDD=1.65V---3.3V；对于面板驱动，VCC=7V---15V
点阵驱动：OLED驱动输出电压，最大15V；SEG最大源电流：100uA；COM最大汇电流：15mA；256阶对比度亮度电流控制
内置128 x 64位SRAM显示缓冲区
引脚可选择的MCU接口：8位6800/8080串并接口、 3/4线串行外围接口、I2C接口
水平和垂直方向的屏幕保持连续滚动功能
RAM写同步信号
可编程帧速率和复用率
行重映射和列重映射
片内内置振荡器
COG和COF的芯片封装
工作温度范围广：-40°C至85°C

注意：OLED显示器模块供电电压为：3.3V---5V

内部结构

引脚

MCU接口引脚	说明
BS0~BS2	MCU总线接口选择脚。通过配置BS0~BS2来选择不同的MCU总线接口。
D0~D7	连接到MCU的8位双向数据总线，不同MCU总线接口有不同用法
D/C#	数据/命令控制脚，不同MCU总线接口有不同用法
R/W#(WR#)	与6800/8080通用并行总线接口相关，使用串行接口时作拉高处理
E (RD#)	与6800/8080通用并行总线接口相关，使用串行接口时作拉高处理
RES#	复位信号引脚，低电平有效。
CS#	芯片片选引脚，低电平有效
驱动器输出引脚	说明
SEG0~SEG127	列输出脚，OLED关闭时，处于VSS状态
COM0~COM63	行输出脚，OLED关闭时，处于高阻抗状态
电源引脚	说明
VDD	芯片逻辑器件供电引脚 1.65V---3.3V
VCC	显示面板驱动电源引脚 7V---15V
VSS	接地引脚
VLSS	模拟接地引脚，在外部连接到VSS
VCOMH	用于COM的高电平电压输出的引脚，与VSS之间应该连接一个电容
其他引脚	说明
IREF	段输出电流参考脚，VSS间应连接一个电阻，以将IREF电流保持在12.5uA
CL	外部时钟输入引脚。用外部时钟时，此引脚输入外部时钟信号。用内部时钟时应连接到VSS
CLS	内部时钟启用引脚。拉高时内部时钟启用，拉低时内部时钟禁用
FR	用于输出RAM写同步信号，不使用当做NC
TR0~TR6	测试保留引脚，当做NC
NC	空引脚不接地不组合

接口

协议设置
引脚	8-bit 8080	8-bit 6800	3-wire SPI	4-wire SPI	I2C
BS0	0	0	1	0	0
BS1	1	0	0	0	1
BS2	1	1	0	0	0

引脚配置
接口协议\引脚名称	Data\Command接口								控制信号
接口协议\引脚名称	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	E	R\W#	CS#	D\C#	RES#
8-bit 8080	D[7:0]								RD#	WR#	CS#	D\C#	RES#
8-bit 6800	D[7:0]								E	R\W#	CS#	D\C#	RES#
3-wire SPI	Tie Low					NC	SDIN	SCLK	Tie Low		CS#	Tie Low	RES#
4-wire SPI	Tie Low					NC	SDIN	SCLK	Tie Low		CS#	D\C#	RES#
I2C	Tie Low					SDA out	SDA in	SCL	Tie Low			SA0	RES#

注意：Tie Low (低电平或0状态), NC (无需连接不接地不组合)

I2C接口协议

IIC设备在数据传输之前都必须识别从机地址。SSD1306的从机地址有 0111100X 和 0111101X 两种，通过将SA0(D/C#)脚上拉到高电平可以设置从机地址第七位为 1，将SA0(D/C#)脚下拉到低电平可以设置从机地址第七位为 0。通过SA0(D/C#)脚的上拉和下拉来设置从机地址，从而令总线上可以存在最多2个SSD1306驱动器。

B7	B6	B5	B4	B3	B2	B1	B0
0	1	1	1	1	0	SA0	R\W

注意：SDAOUT和SDAIN连接到一起作为SDA。SDAIN引脚必须连接到SDA，SDAOUT引脚可以不连接。当SDAOUT引脚不连接，应答信号将会被12C总线忽略。

SSD1306 通过 R/W# 和 D/C# 两位来确定：读/写数据，写命令和读状态四种通信行为

一个控制字节主要由CO 和 D/C# 位后面再加上六个0组成的。

如果将Co位设置为逻辑“0”，则传输以下信息将包含仅限数据字节。
D/C# 位决定了下个数据字节是作为命令还是数据。D/C# 为0时，下一个数据被视为命令；DC# 为1时，下一个数据被视为显示数据，存储到GDDRAM中。

R/W#	Co	D/C#	说明
0	0	0	写命令
1	0	0	读状态
0	0	1	写数据
1	0	1	读数据

时序

GDDRAM内部结构

显示RAM：GDDRAM（Graphic Display Data RAM ）内部结构如下所示：
GDDRAM是位映射静态RAM，大小为 128x64 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。一帧显示数据为 1024 Byte（1KB）。

1个数据字节写入GDDRAM时，数据位D0写入顶行，数据位D7写入底行。（由上到下，由低到高）

寻址模式

页寻址

页寻址模式是器件默认选择的GDDRAM寻址模式，通过“20H，02H”命令可以设置寻址模式为页寻址。
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。

水平寻址

水平寻址模式可以通过指令“20H，00H”来设置。
水平寻址模式下，每次向GDDRAM写入1byte数据后，列地址指针自动+1。列指针到达结束列之后会被重置到起始列，而页指针将会+1。页地址指针达到结束页之后，将会自动重置到起始页。水平寻址模式适用于大面积数据写入，例如一帧画面刷新

垂直寻址

垂直寻址模式可以通过指令“20H，01H”来设置。
垂直寻址模式下，每次向GDDRAM写入1byte数据之后，页地址指针将会自动+1。页指针到达结束页之后会被重置到0，而列指针将会+1。列地址指针达到结束页之后，将会自动重置到起始列。

指令

基础指令

1.设置对比度（81H+A[7:0]）
这是一条双字节指令，由第二条指令指定要设置的对比度级数。
A[7:0] 从 00H~FFH 分别指定对比度为 1~256 级。SEG（段）输出的电流大小随对比度级数的增加而增加。

2.设置全屏全亮（A4H / A5H）
这是一条单字节指令，用于开关屏幕全亮模式。
A4H 设置显示模式为正常模式，此时屏幕输出GDDRAM中的显示数据。
A5H 设置显示模式为全亮模式，此时屏幕无视GDDRAM中的数据，并点亮全屏。
通过A5H设置全屏点亮之后可以通过A4H来回复正常显示。

3.设置正常/反转显示（A6H / A7H）
这是一条单字节指令，用于设置屏幕显示
A6H 设置显示模式为 1亮0灭，而 A7H 设置显示模式为 0亮1灭

4.开关显示屏（AEH / AFH）
这是一条单字节指令。
AEH 关闭屏幕，而 AFH 开启屏幕。
屏幕关闭时，所有SEG和COM的输出被分别置为Vss和高阻态。

地址指令

1.设置GDDRAM寻址模式（20H+A[1:0]）
这是一条双字节指令，由 A[1:0] 指定要设置的地址模式。
A[1:0]=00b时为水平地址模式；A[1:0]=01b时为垂直地址模式；A[1:0]=10b时为页地址模式；A[1:0]=11b时为无效指令；
由于第二条指令前6位值无规定，所以直接用0替代，得到：00H-水平；01H-垂直；02H页

2.设置起始/终止列地址（21H+A[6:0]+B[6:0]）
这是一条三字节指令，由A[6:0]指定起始列地址，B[6:0]指定终止列地址。
同样，由于前1位值无规定，所以：A[6:0] 和 B[6:0] 从 00H~7FH 的取值指定起始/终止列地址为 0~127。
这条指仅在水平/垂直模式下有效，用来设置水平/垂直模式的初始列和结束列

3.设置起始/终止页地址（22H+A[2:0]+B[2:0]）
这是一条三字节指令，由A[2:0]指定起始也地址，B[2:0]指定终止页地址。
由于前5位值无规定，所以：A[2:0]和B[2:0]从 00H~07H 的取值指定起始/终止页地址为 0~7。
这条指仅在水平/垂直模式下有效，用来设置水平/垂直模式的初始页和结束页

4.设置起始列地址低位（00H~0FH）
这是一条单字节指令。
高4位恒定为0H，低4位为要设置的起始列地址的低4位。这条指令仅用于页寻址模式。

5.设置起始列地址高位（10H~1FH）
这是一条单字节指令
高4位恒定为1H，低4位为要设置的起始列地址的高4位。这条指令仅用于页寻址模式。

6.设置页地址（B0H~B7H）
这是一条单字节指令
高4位恒定为BH，第5位规定为0，低3位用于设置页地址，从 B0H~B7H 分别设置起始页为 0~7。这条指令仅用于页寻址模式。

硬件指令

1.设置GDDRAM起始行（40H~7FH）
这是一条单字节指令。
高2位规定为01b，由低6位的取值来决定起始行。整体指令从 40H~7FH 分别设置起始行为 0~63。

2.设置SEG映射关系（A0H / A1H）
这是一条单字节指令。
A0H 设置GDDRAM的COL0映射到驱动器输出SEG0。
A1H 设置COL127映射到SEG0

3.设置COM扫描方向（C0H / C8H）
这是一条单字节指令。
C0H 设置从COM0扫描到COM[N-1]，N为复用率
C1H 设置从COM[N-1]扫描到COM0

4.设置复用率（A8H+A[5:0]）
这是一条双字节指令，由A[5:0]指定要设置的复用率
复用率（MUX ratio）即选通的COM行数，不能低于16，通过A[5:0]来指定。
A[5:0] 高两位无规定视为0，所以第二条指令从 0FH~3FH 的取值设置复用率为 1~64（即A[5:0]+1）。A[5:0]从0到14的取值都是无效的。

5.设置垂直显示偏移（D3H+A[5:0]）
这是一条双字节指令，由A[5:0]指定偏移量。
垂直显示偏移即整个屏幕向上移动的行数，最顶部的行会移到最底行。
A[5:0] 高两位无规定视为0，所以第二条指令从0FH~3FH的取值设置垂直偏移为 0~636.设置COM硬件配置（DAH+A[5:4]）
这是一条双字节指令，由A[5:4]进行设置。
A[5] 位设置COM左右反置，A[4] 用来设置序列/备选引脚配置，其他位有规定，规定如下所示。

SSD1306的COMn引脚一共有左边 COM32~COM63 和右边 COM0~COM31 共64个（金手指面朝上方）。通过设置A[5]可以让左右COM引脚的输出互换。A[5]=0时禁止左右反置，A[5]=1时启用左右反置。
COM引脚的排列有序列和奇偶间隔（备选）两种，通过A[4]进行设置。A[4]=0时使用序列COM引脚配置，A[5]=1时使用奇偶间隔（备选）COM引脚配置。

时序和指令

1.设置显示时钟分频数和fosc （D5H+A[7:0]）
2.设置预充电周期（D9H+A[7:0]）
3.设置VCOMH输出的高电平（DBH+A[6:4]）
4.空操作（E3H）

滚动指令

取模

图片取模

软件：Image2lcd v4.0

1.打开选择图片

2.输出类型设置（c语言，数据水平字节垂直扫描模式，单色，最大宽度和高度）

3.字节内像素数据反序（低位在上，高位在下）

4.确认扫描模式与字节数据顺序，确认输出图像（宽48=48列，高48=6行/页）

5.保存（获取取模数据）

文字取模

软件：PCtoLCD2002完美版

1.设置输出格式

2.确认字符大小

3.输入文字---生成字模

4.复制数据或保存到文件

注意：字模是一个字一个字去取模的应用到oled需要对字模数据进行整理

代码

#include <REGX51.H>
#include <intrins.H>
#include "DELAY.h"
#include "oledce.h"sbit SDA = P2^1;  //数据
sbit SCL = P2^0;	//时钟
unsigned int i=0;
#define delay();{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();} //五个机器周期 5微妙 一周期多长时间与晶振有关// 开始  SCL高电平状态下 SDA 由高电平变低电平
void start()
{SDA=1;SCL=1;delay();SDA=0;delay();SCL=0;
}
// 结束  SCL高电平状态下 SDA 由低电平变高电平
void end()
{SDA=0;	SCL=1;delay();  //5usSDA=1;delay_ms(10); //10ms 
}
// 发送
void send_data(unsigned char byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++) //字节拆分按位传递{	//SCL为高电平 读取SDA稳定数据 所以SDA变化在前SDA=byte&(0x80>>i); //从最高位依次传递给SDA delay();SCL=1;delay();SCL=0;}
}// 接收
unsigned char read()
{unsigned char i,byte=0x00;SDA=1; for(i=0;i<8;i++) //字节按位接收{	SCL=1;delay();if(SDA){byte|=(0x80>>i);}delay();SCL=0;}return byte;
}
//发送应答
void send_sck(bit ACK ) { // 根据ACK的值设置数据线SDA  SDA = ACK; // 注意：通常ACK是低电平，NACK是高电平  delay();   // 保持SDA状态，等待从机读取 SCL = 1;   // 将时钟线SCL拉高 delay();   // 等待时钟线稳定 SCL = 0;   // 将时钟线SCL拉低，结束应答  delay();   // 等待时钟线稳定  SDA = 1;   //释放数据线 线权交给从机
}
//接收应答
bit read_sck()
{bit ACK;SDA=1;delay();    //5usSCL=1;delay();    //5usACK=SDA;delay();    //5usSCL=0;return ACK;
}//oled初始化
void oled_Init()
{start();send_data(0x78);	//器件地址read_sck();send_data(0x00);	//写命令read_sck();send_data(0xAE);	//进入睡眠状态read_sck();send_data(0XA4);	//输出GDDRAM内容	read_sck();send_data(0XA6);	//正常显示(1亮0灭)	read_sck();send_data(0X81);	//设置对比度		read_sck();send_data(0X7F);	//第127级对比度read_sck();send_data(0XD3);	//设置垂直显示偏移(向上)read_sck();send_data(0X00);	//偏移0行read_sck();send_data(0X40);	//设置GDDRAM起始行 0	read_sck();send_data(0XA8);	//设置MUX数 (显示行数)read_sck();send_data(0X3F);	// MUX=63	 (显示63行)read_sck();send_data(0XA1);	// 左右反置关(段重映射)read_sck();		send_data(0XC8);	// 上下反置关(行重映射)		read_sck();send_data(0XDA);	// 设置COM引脚配置		read_sck();send_data(0X02);	// 序列COM配置,禁用左右反置read_sck();send_data(0X20);	// 设置GDDRAM模式read_sck();	send_data(0X00);	// 水平寻址模式 read_sck();	send_data(0XAF);	//开OLED显示read_sck();	end();
}
//显示图片设置
void oled_ImagePage()
{start();send_data(0x78);	//器件地址read_sck();send_data(0x00);	//写命令read_sck();send_data(0X21);	// 设置列起始和结束地址read_sck();	send_data(0X00);	// 列起始地址 read_sck();	send_data(0X2F);	// 列终止地址 read_sck();	send_data(0X22);	// 设置页起始和结束地址read_sck();	send_data(0X03);	// 页起始地址 0read_sck();	send_data(0X07);	// 页终止地址 7read_sck();	end();
}
//写入图片数据
void oled_WriteImage()
{unsigned int j=0;oled_ImagePage();		//显示图片设置start();		// 通信开始send_data(0X78);	// 写从机地址'0111 100' 读写符号'0'read_sck();	send_data(0X40);	// 写数据 Co='0' C/D='100 0000'read_sck();	for(j;j<288;j++){send_data(gImage_oledce[j]);		// 写入数据read_sck();	}end();
}
//oled显示文字设置
void oled_TextPage()
{start();send_data(0x78);	//器件地址read_sck();send_data(0x00);	//写命令read_sck();send_data(0X21);		// 设置列起始和结束地址read_sck();	send_data(0X40);		// 列起始地址 0read_sck();	send_data(0X6f);		// 列终止地址 127read_sck();	send_data(0X22);		// 设置页起始和结束地址read_sck();	send_data(0X00);		// 页起始地址 0read_sck();	send_data(0X07);		// 页终止地址 7read_sck();	send_data(0X27);		// 水平左滚动read_sck();	send_data(0x00);		// 空比特read_sck();	send_data(0x00);		// 滚动起始页地址read_sck();	send_data(0x06);		// 滚动速度read_sck();	send_data(0x02);		// 滚动结束页地址read_sck();	send_data(0x00);		// 空比特read_sck();	send_data(0xff);		// 空比特read_sck();	send_data(0x2f);		// 启动水平滚动read_sck();end();
}
void oled_WriteText()
{unsigned int j=0;oled_TextPage();//文字设置start();		// 通信开始send_data(0X78);	// 写从机地址'0111 100' 读写符号'0'read_sck();	send_data(0X40);	// 写数据 Co='0' C/D='100 0000'read_sck();	for(j;j<96;j++){send_data(name_oledce[j]);		// 写入数据read_sck();	}end();
}
void main()
{oled_Init();	//初始化oled_WriteImage();	//显示图片oled_WriteText();	//显示文字while(1){}}

实现

🚀本欧也处于学习阶段，所学所识将以笔记发布。

笔记会根据相关知识的接触而随时更新！

如果文章对你有帮助，请留下你宝贵的点赞吧👍

V:Werluo 本欧也很喜欢交朋友的哦！