本帖最后由 正点原子 于 2024-7-22 11:05 编辑
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第二十一章 IIC_OLED实验
本章我们来学习使用OLED液晶显示屏，在开发板上我们预留了OLED模块接口，需要准备一个OLED显示模块。下面我们一起来点亮OLED，并实现ASCII字符的显示。本章分为如下几个小节：
21.1 OLED简介
21.2 硬件设计
21.3 程序设计
21.4 下载验证
21.1 OLED简介
OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display，OLED）。OLED可按发光材料分为两种：小分子OLED和高分子OLED（也可称为PLED）。OLED是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件，它很容易制作，而且只需要低的驱动电压，OLED由于同时具备自发光(不需背光源)、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、功耗低、柔性好等优异特性，目前主要用于显示领域，OLED在节能照明领域的开发也成为全球趋势。
本章我们将介绍ALINETEK的OLED显示模块及其使用方法，该模块有以下特点：
模块有单色和双色两种可选，单色为纯蓝色，而双色则为黄蓝双色（分区域的双色，前16行为黄色，后48行为蓝色，且黄蓝色之间有一行不显示的间隔区。）。
尺寸小，显示尺寸为0.96寸，而模块的尺寸仅为27mm*26mm大小。
高分辨率，该模块的分辨率为128*64。
多种接口方式，该模块提供了总共4种接口包括：6800、8080两种并行接口方式、4线SPI接口方式以及IIC接口方式（只需要2根线就可以控制OLED了！）。
不需要高压，直接接3.3V就可以工作了。
这里要提醒大家的是，该模块不和5.0V接口兼容，所以请大家在使用的时候一定要小心，别直接接到5V的系统上去，否则可能烧坏模块。以下4种模式通过模块的BS1和BS2设置，BS1和BS2的设置与模块接口模式的关系如表21.1.1所示：
表21.1.1 OLED模块接口方式设置表
表21.1.1中：“1”代表接VCC，而“0”代表接GND。该模块的外观图如图21.1.1所示：
图21.1.1 正点原子 OLED模块外观图
正点原子OLED模块默认设置是：BS1和BS2接VCC，即使用8080并口方式，如果你想要设置为其他模式，则需要在OLED的背面，用烙铁修改BS1和BS2的设置。
对于本实验而言，是需要将OLED模块的接口方式修改为IIC，所以就需要把BS2接到GND，并把D1和D2连接起来。最终使用IIC接口的OLED模块图如下图所示。
图21.1.2 IIC接口的OLED模块
图21.1.3 正点原子 OLED模块原理图
该模块采用8*2的2.54排针与外部连接，总共有16个管脚，在16条线中，我们只用了15条，有一个是悬空的。15条线中，电源和地线占了2条，还剩下13条信号线。在不同模式下，我们需要的信号线数量是不同的，在8080模式下，需要全部13条，而在该模块的IIC模式下，需要4条线，分别为OLED_D0(SCL)、OLED_D1和D2(SDA)、OLED_DC、OLED_RST。在IIC模式下，OLED_D0是作为IIC的SCL线，OLED_D1和D2连接一起作为IIC的SDA线，而OLED_DC是作为SA0，用于设置IIC器件地址，OLED_RST是复位线，RST上的低电平，将导致OLED复位，在每次初始化之前，都应该复位一下OLED模块。
要进行IIC通信，首先得知道器件地址，OLED器件地址是7位的，具体格式如下表所示。
表21.1.2 OLED设备地址 OLED模块的主控芯片为SSD1306，从上表可以知道，SSD1306器件地址由两部分组成，一部分就是“固定部分”即“011110”；另一部分就是“可变部分”即SA0引脚，在程序上会让该引脚输出低电平，所以该位为“0”。最终可得到，SSD1306器件地址为“0111100”即0x3C。读操作地址就为0x79，即0111 1001；写操作地址就为0x78，即0111 1000。
21.1.1 硬件驱动接口模式
8080并口模式
首先我们介绍一下模块的8080并行接口，8080并行接口的发明者是INTEL，该总线也被广泛应用于各类液晶显示器，正点原子 OLED模块也提供了这种接口，使得MCU可以快速的访问OLED。正点原子 OLED模块的8080接口方式需要如下一些信号线：
CS：OLED片选信号。
WR：向OLED写入数据。
RD：从OLED读取数据。
D[7：0]：8位双向数据线。
RST(RES)：硬复位OLED。
DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。
模块的8080并口写的过程为：先根据要写入的数据的类型，设置DC为高（数据）/低（命令），设置WR起始电平为高，然后拉低片选，选中SSD1306，接着我们在整个读时序上保持RD为高电平，然后拉低WR的电平准备写入数据，向数据线（D[7：0]）上输入要写的信息；
拉高WR，这样得到一个WR的上升沿，在这个上升沿，使数据写入到SSD1306里面；
SSD1306的8080并口写时序图如图21.1.1.1所示：
图21.1.1.1 8080并口写时序图
模块的8080并口读的过程为：先根据要写入的数据的类型，设置DC为高（数据）/低（命令），设置RD起始电平为高，然后拉低片选CS信号，选中SSD1306，接着我们在整个读时序上保持WR为高电平，然后类似写时序，同样的，在RD的上升沿，使数据锁存到数据线（D[7：0]）上；SSD1306的8080并口读时序图如图21.1.1.2所示：
图21.1.1.2 8080并口读时序图
SSD1306的8080接口方式下，控制脚的信号状态所对应的功能如表21.1.1.1：
表21.1.1.1 控制脚信号状态功能表
在8080方式下读数据操作的时候，我们有时候（例如读显存的时候）需要一个假读命（Dummy Read），以使得微控制器的操作频率和显存的操作频率相匹配。在读取真正的数据之前，由一个的假读的过程。这里的假读，其实就是第一个读到的字节丢弃不要，从第二个开始，才是我们真正要读的数据。
一个典型的读显存的时序图，如图21.1.1.3所示：
图21.1.1.3 读显存时序图
可以看到，在发送了列地址之后，开始读数据，第一个是Dummy Read，也就是假读，我们从第二个开始，才算是真正有效的数据。并行接口模式就介绍到这里。
SPI模式
我们的代码同时兼容SPI方式的驱动，如果你使用的是这种驱动方式，则应该把代码中的宏OLED_MODE设置为0，但对于硬件，则需要查看PCB背面的电阻设置以确定当前使用的是否为SPI模式：
- #define OLED_MODE 0 /* 0: 4线串行模式 */
CS：OLED片选信号。
RST(RES)：硬复位OLED。
DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。
SCLK：串行时钟线。在4线串行模式下，D0信号线作为串行时钟线SCLK。
SDIN：串行数据线。在4线串行模式下，D1信号线作为串行数据线SDIN。
模块的D2需要悬空，其他引脚可以接到GND。在4线串行模式下，只能往模块写数据而不能读数据。
在4线SPI模式下，每个数据长度均为8位，在SCLK的上升沿，数据从SDIN移入到SSD1306，并且是高位在前的。DC线还是用作命令/数据的标志线。在4线SPI模式下，写操作的时序如图21.1.1.4所示：
图21.1.1.4 4线SPI写操作时序图
4线串行模式就为大家介绍到这里。其他还有几种模式，可以参考SSD1306的数据手的介绍，我们把资料放到“开发板资料A盘->7，硬件资料\3，液晶资料\OLED资料\SSD1306-Revision 1.1(Charge Pump).pdf”，如果要使用这些方式，请大家参考该手册并自行实现相应的功能代码。
21.1.2 OLED显存
接下来，我们介绍一下模块的显存，SSD1306的显存总共为128*64bit大小，SSD1306将这些显存分为了8页，不使用显存对应的行列的重映射，其对应关系如表21.1.2.1所示：
表21.1.2.1 SSD1306显存与屏幕对应关系表
可以看出，SSD1306的每页包含了128个字节，总共8页，这样刚好是128*64的点阵大小。当GRAM的写入模式为页模式时，需要设置低字节起始的列地址（0x00~0x0F）和高字节的起始列地址（0x10~0x1F），芯片手册中给出了写入GRAM与显示的对应关系，写入列地址在写完一字节后自动按列增长，如图21.1.2.1所示：
图21.1.2.1 SSD1306页2显存写入字节与屏幕坐标的关系
因为每次写入都是按字节写入的，这就存在一个问题，如果我们使用只写方式操作模块，那么，每次要写8个点，这样，我们在画点的时候，就必须把要设置的点所在的字节的每个位都搞清楚当前的状态（0/1？），否则写入的数据就会覆盖掉之前的状态，结果就是有些不需要显示的点，显示出来了，或者该显示的没有显示了。这个问题在能读的模式下，我们可以先读出来要写入的那个字节，得到当前状况，在修改了要改写的位之后再写进GRAM，这样就不会影响到之前的状况了。但是这样需要能读GRAM，对于4线SPI模式/IIC模式，模块是不支持读的，而且读改写的方式速度也比较慢。
所以我们采用的办法是在ESP32的内部建立一个虚拟的OLED的GRAM（共128*8=1024个字节），每次修改时，只修改ESP32上的GRAM（实际上就是SRAM），在修改完成后一次性把ESP32上的GRAM写入到OLED的GRAM。当然这个方法也有坏处，一个对于那些SRAM很小的单片机（比如51系列）不太友好，另一个是每次都写入全屏，屏幕刷新率会变低。
SSD1306的命令比较多，这里我们仅介绍几个比较常用的命令，如表21.1.2.2所示：
表21.1.2.2 SSD1306常用命令表
第0个命令为0X81，用于设置对比度的，这个命令包含了两个字节，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。
第1个命令为0XAE/0XAF。0XAE为关闭显示命令；0XAF为开启显示命令。
第2个命令为0X8D，该指令也包含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。
第3个命令为0XB0~B7，该命令用于设置页地址，其低三位的值对应着GRAM的页地址。
第4个指令为0X00~0X0F，该指令用于设置显示时的起始列地址低四位。
第6个指令为0X10~0X1F，该指令用于设置显示时的起始列地址高四位。
其他命令，我们就不在这里一一介绍了，大家可以参考SSD1306 datasheet的第28页。从这页开始，对SSD1306的指令有详细的介绍。
最后，我们再来介绍一下OLED模块的初始化过程，SSD1306典型初始化框图如图21.1.2.2：
图21.1.2.2 SSD1306初始化框图
驱动IC的初始化代码，我们直接使用厂家推荐的设置就可以了，只要对细节部分进行一些修改，使其满足我们自己的要求即可，其他不需要变动。
OLED的介绍就到此为止，我们重点向大家介绍了正点原子OLED模块的相关知识，接下来我们将使用这个模块来显示字符和数字。通过以上介绍，我们可以得出OLED显示需要的相关设置步骤如下：
1）设置ESP32与OLED模块相连接的IO。
这一步，先将我们与OLED模块相连的IO口设置为输出，具体使用哪些IO口，这里需要根据连接电路以及OLED模块所设置的通讯模式来确定。这些将在硬件设计部分向大家介绍。
2）初始化OLED模块。
其实这里就是上面的初始化框图的内容，通过对OLED相关寄存器的初始化，来启动OLED的显示。为后续显示字符和数字做准备。
3）通过函数将字符和数字显示到OLED模块上。
这里就是通过我们设计的程序，将要显示的字符送到OLED模块就可以了，这些函数将在程序设计部分向大家介绍。
通过以上三步，我们就可以使用正点原子OLED模块来显示字符和数字了，在后面我们还将会给大家介绍显示汉字的方法。这一部分就先介绍到这里。
21.2 硬件设计
21.2.1 例程功能
使用IIC模式驱动OLED模块，不停的显示ASCII码和码值。
21.2.2 硬件资源
1. LED灯
LED - IO1
2. XL9555
IIC_SDA-IO41
IIC_SCL-IO42
3. OLED
IIC_SCL - IO4
IIC_SDA - IO5
D2 - IO6
DC - IO38
RST - IO_05(XL9555)
21.2.3 原理图
OLED模块的原理图在前面已有详细说明了，这里我们介绍OLED模块与我们开发板的连接，开发板上有一个OLED/CAMERA的接口（P6接口）可以和正点原子OLED模块直接对插（靠左插！），连接如图21.2.3.1所示：
图21.2.3.1 OLED模块与开发板连接示意图
21.3 程序设计
21.3.1 程序流程图
程序流程图能帮助我们更好的理解一个工程的功能和实现的过程，对学习和设计工程有很好的主导作用。下面看看本实验的程序流程图：
图21.3.1.1 OLED实验程序流程图
21.3.2 IIC_OLED函数解析
由于OLED是基于IIC协议进行通讯的，并且ESP32的IIC函数在前面的章节已经详细讲解过了，因此，关于ESP32的IIC函数这一部分内容，请读者们回顾之前的内容，笔者在此不再赘述。
21.3.3 IIC_OLED驱动解析
这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码，OLED的驱动主要包括三个文件：oled.c、oled.h和oledfont.h。oledfont.h头文件存放的是ASCII字符集，oled.h存放的是引脚接口宏定义和函数声明等，oled.c则是驱动代码。
1，oledfont.h文件
首先看oledfont.h文件的ASCII字符集内容：
- /* 常用ASCII表
- * 偏移量32
- * ASCII字符集: !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]
- ^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~
- * PC2LCD2002取模方式设置：阴码+逐列式+顺向+C51格式
- * 总共：3个字符集（12*12、16*16和24*24），用户可以自行新增其他分辨率的字符集。
- * 每个字符所占用的字节数为:(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2),其中size:是字库生成时的点
- * 阵大小(12/16/24...)
- */
- /* 12*12 ASCII字符集点阵 */
- const unsigned char oled_asc2_1206[95][12]={ ...这里省略字符集库... };
- /* 16*16 ASCII字符集点阵 */
- const unsigned char oled_asc2_1608[95][16]={ ...这里省略字符集库... };
- /* 24*24 ASICII字符集点阵 */
- const unsigned char oled_asc2_2412[95][36]={ ...这里省略字符集库... };
上面的ASCII字符集，我们可以使用一个款很好的字符提取软件来制作获取。字符提取软件为：PCtoLCD2002完美版，该软件可以提供各种字符，包括汉字（字体和大小都可以自己设置）阵提取，且取模方式可以设置好几种，常用的取模方式，该软件都支持。该软件还支持图形模式，也就是用户可以自己定义图片的大小，然后画图，根据所画的图形再生成点阵数据，这功能在制作图标或图片的时候很有用。
该软件的界面如图21.3.3.1所示：
图21.3.3.1 PCtoLCD2002软件界面
然后我们选择设置，在设置里面设置取模方式如图21.3.3.2所示：
图21.3.3.2 设置取模方式
上图设置的取模方式，在右上角的取模说明里面有，即：从第一列开始向下每取8个点作为一个字节，如果最后不足8个点就补满8位。取模顺序是从高到低，即第一个点作为最高位。如*-------取为10000000。其实就是按如图21.3.3.3所示的这种方式：
图21.3.3.3 取模方式图解
从上到下，从左到右，高位在前。我们按这样的取模方式，然后把ASCII字符集按12*6大小、16*8和24*12大小取模出来（对应汉字大小为12*12、16*16和24*24，字符的只有汉字的一半大！），每个12*6的字符占用12个字节，每个16*8的字符占用16个字节，每个24*12的字符占用36个字节。
2，oled.h文件
下面我们先解析oled.h的程序。对OLED模块IIC引脚和OLED器件地址做了相关定义。
- #define OLED_ADDR 0X3C /* 7位器件地址 */
- #define OLED_CMD 0x00 /* 写命令 */
- #define OLED_DATA 0x40 /* 写数据 */
- #define OLED_SCL_PIN 4
- #define OLED_SDA_PIN 5
- #define OLED_D2_PIN 6
- #define OLED_DC_PIN 38
由于会使用到RST引脚，而RST引脚是XL9555器件上的IO，这里便有OLED_RST宏用来控制RST引脚输出高低电平，实现OLED的硬件复位。
- #define OLED_RST(x) xl9555_pin_set(OV_RESET, x ? IO_SET_HIGH : IO_SET_LOW);
3，oled.c文件
最后就是oled.c文件的驱动源码介绍。先是OLED(SSD1306)的初始化函数，以8080并口方式为例，其定义如下：
- /**
- * @brief 初始化OLED
- * @param i2c_obj_t self: 传入的IIC初始化参数，用以判断是否已经完成IIC初始化
- * @retval 无
- */
- void oled_init(i2c_obj_t self)
- {
- if (self.init_flag == ESP_FAIL)
- {
- iic_init(I2C_NUM_1); /* 初始化IIC */
- }
- oled_master = self;
- gpio_config_t gpio_init_struct = {0};
- gpio_init_struct.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE; /* 失能引脚中断 */
- gpio_init_struct.mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 输入输出模式 */
- gpio_init_struct.pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; /* 使能上拉 */
- gpio_init_struct.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE; /* 失能下拉 */
- gpio_init_struct.pin_bit_mask = 1ULL << OLED_D2_PIN; /* 设置的引脚的位掩码 */
- gpio_config(&gpio_init_struct);
- gpio_init_struct.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE; /* 失能引脚中断 */
- gpio_init_struct.mode = GPIO_MODE_OUTPUT; /* 输入输出模式 */
- gpio_init_struct.pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; /* 使能上拉 */
- gpio_init_struct.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE; /* 失能下拉 */
- gpio_init_struct.pin_bit_mask = 1ULL << OLED_DC_PIN; /* 设置的引脚的位掩码 */
- gpio_config(&gpio_init_struct);
-
- OLED_DC(0);
-
- /* 配置复位引脚电平 */
- xl9555_pin_write(OV_RESET_IO, 1);
- /*复位OLED*/
- OLED_RST(0);
- vTaskDelay(100);
- OLED_RST(1);
- vTaskDelay(100);
- /* 初始化代码 */
- oled_write_Byte(0xAE, OLED_CMD); /* 关闭显示 */
- oled_write_Byte(0xD5, OLED_CMD); /* 设置时钟分频因子,震荡频率 */
- oled_write_Byte(80, OLED_CMD); /* [3:0],分频因子;[7:4],震荡频率 */
- oled_write_Byte(0xA8, OLED_CMD); /* 设置驱动路数 */
- oled_write_Byte(0X3F, OLED_CMD); /* 默认0X3F(1/64) */
- oled_write_Byte(0xD3, OLED_CMD); /* 设置显示偏移 */
- oled_write_Byte(0X00, OLED_CMD); /* 默认为0 */
- oled_write_Byte(0x40, OLED_CMD); /* 设置显示开始行 [5:0],行数 */
- oled_write_Byte(0x8D, OLED_CMD); /* 电荷泵设置 */
- oled_write_Byte(0x14, OLED_CMD); /* bit2，开启/关闭 */
- oled_write_Byte(0x20, OLED_CMD); /* 设置内存地址模式 */
- /* [1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10; */
- oled_write_Byte(0x02, OLED_CMD);
- oled_write_Byte(0xA1, OLED_CMD); /* 段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127; */
- /* 设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数 */
- oled_write_Byte(0xC0, OLED_CMD);
- oled_write_Byte(0xDA, OLED_CMD); /* 设置COM硬件引脚配置 */
- oled_write_Byte(0x12, OLED_CMD); /* [5:4]配置 */
-
- oled_write_Byte(0x81, OLED_CMD); /* 对比度设置 */
- oled_write_Byte(0xEF, OLED_CMD); /* 1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮) */
- oled_write_Byte(0xD9, OLED_CMD); /* 设置预充电周期 */
- oled_write_Byte(0xf1, OLED_CMD); /* [3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2; */
- oled_write_Byte(0xDB, OLED_CMD); /* 设置VCOMH 电压倍率 */
- /* [6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc; */
- oled_write_Byte(0x30, OLED_CMD);
- /* 全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏) */
- oled_write_Byte(0xA4, OLED_CMD);
- oled_write_Byte(0xA6, OLED_CMD); /* 设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示 */
- oled_write_Byte(0xAF, OLED_CMD); /* 开启显示 */
- /* 打开oled */
- oled_on();
- oled_clear();
- }
接着，要介绍的是oled_refresh_gram更新显存到OLED函数，该函数的作用是把我们在程序中定义的二维数组g_oled_gram的值一次性刷新到OLED的显存GRAM中。我们在oled.c文件开头定义了如下一个二维数组：
- /*OLED的显存
- 存放格式如下.
- [0]0 1 2 3 ... 127
- [1]0 1 2 3 ... 127
- [2]0 1 2 3 ... 127
- [3]0 1 2 3 ... 127
- [4]0 1 2 3 ... 127
- [5]0 1 2 3 ... 127
- [6]0 1 2 3 ... 127
- [7]0 1 2 3 ... 127
- */
- uint8_t OLED_GRAM[128][8];
- /**
- * @brief 更新显存到OLED
- * @param 无
- * @retval 无
- */
- void oled_refresh_gram(void)
- {
- uint8_t i, n;
- for (i = 0; i < 8; i++)
- {
- oled_wr_byte (0xb0 + i, OLED_CMD); /* 设置页地址（0~7） */
- oled_wr_byte (0x00, OLED_CMD); /* 设置显示位置—列低地址 */
- oled_wr_byte (0x10, OLED_CMD); /* 设置显示位置—列高地址 */
- for (n = 0; n < 128; n++)
- {
- oled_wr_byte(g_oled_gram[n]<i>, OLED_DATA);
- </i> }
- }
- }
oled_refresh_gram()函数还调用了oled_write_Byte()这个函数，也就是我们接着要介绍的函数：该函数和硬件相关，该函数定义如下：
- /**
- * @brief oled 写命令
- * @param tx_data：数据
- * @param command：命令值
- * @retval 无
- */
- void oled_write_Byte(unsigned char tx_data, unsigned char command)
- {
- unsigned char data[2] = {command, tx_data};
- oled_write(data, sizeof(data));
- }
- /**
- * @brief oled IIC写数据
- * @param data_wr：发送的数据或者命令
- * @param size ：发送数据的大小
- * @retval 0：发送成功；非0值：发送失败
- */
- esp_err_t oled_write(uint8_t* data_wr, size_t size)
- {
- i2c_buf_t bufs = {
- .len = size,
- .buf = data_wr,
- };
- i2c_transfer(&oled_master, OLED_ADDR, 1, &bufs, I2C_FLAG_STOP);
- return ESP_OK;
- }
g_oled_gram [128][8]二维数组中的128代表列数（x坐标），而8代表的是页，每页又包含8行，总共64行（y坐标），从高到低对应行数从小到大，如表21.3.3.1所示：
表21.3.3.1 OLED_GRAM和OLED屏坐标对应关系
上表中G代表OLED_GRAM，G[0][0]就表示OLED_GRAM [0][0]。比如，我们要在x=3，y=9这个点写入1，则可以用这个句子实现：
OLED_GRAM [3][1] |= 1<<1；
一个通用的在点（x，y）置1表达式为：
OLED_GRAM [x][y/8] |= 1<<(y%8)；
其中x的范围为：0~127；y的范围为：0~63。
因此，我们可以得出接下来介绍的这个比较重要的函数：OLED画点函数，其定义如下：
- /**
- * @brief OLED画点
- * @param x : 0~127
- * @param y : 0~63
- * @param dot: 1 填充 0,清空
- * @retval 无
- */
- void oled_draw_point(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t dot)
- {
- uint8_t pos, bx, temp = 0;
- if (x > 127 || y > 63) return; /* 超出范围了 */
-
- pos = y / 8; /* 计算GRAM里面的y坐标所在的字节, 每个字节可以存储8个行坐标 */
-
- bx = y % 8; /* 取余数,方便计算y在对应字节里面的位置,及行(y)位置 */
- temp = 1 << bx; /* 高位表示高行号, 得到y对应的bit位置,将该bit先置1 */
- if (dot) /* 画实心点 */
- {
- OLED_GRAM[x][pos] |= temp;
- }
- else /* 画空点,即不显示 */
- {
- OLED_GRAM[x][pos] &= ~temp;
- }
- }
前面我们知道取模方式是：从上到下，从左到右，高位在前。下面根据取模的方式来编写显示字符oled_show_char函数，其定义如下：
- /**
- * @brief 在指定位置显示一个字符,包括部分字符
- * @param x : 0~127
- * @param y : 0~63
- * @param size: 选择字体 12/16/24
- * @param mode: 0,反白显示;1,正常显示
- * @retval 无
- */
- void oled_show_char(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t chr,uint8_t size,uint8_t mode)
- {
- uint8_t temp, t, t1;
- uint8_t y0 = y;
- uint8_t *pfont = 0;
- /* 得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 */
- uint8_t csize = (size / 8 + ((size % 8) ? 1 : 0)) * (size / 2);
- chr = chr - ' '; /* 得到偏移后的值,因为字库是从空格开始存储的,第一个字符是空格 */
- if (size == 12) /* 调用1206字体 */
- {
- pfont = (uint8_t *)oled_asc2_1206[chr];
- }
- else if (size == 16) /* 调用1608字体 */
- {
- pfont = (uint8_t *)oled_asc2_1608[chr];
- }
- else if (size == 24) /* 调用2412字体 */
- {
- pfont = (uint8_t *)oled_asc2_2412[chr];
- }
- else /* 没有的字库 */
- {
- return;
- }
-
- for (t = 0; t < csize; t++)
- {
- temp = pfont[t];
- for (t1 = 0; t1 < 8; t1++)
- {
- if (temp & 0x80)oled_draw_point(x, y, mode);
- else oled_draw_point(x, y, !mode);
- temp <<= 1;
- y++;
- if ((y - y0) == size)
- {
- y = y0;
- x++;
- break;
- }
- }
- }
- }
oled.c的内容比较多，其他的函数请大家自行理解。
21.3.4 CMakeLists.txt文件
打开本实验BSP下的CMakeLists.txt文件，其内容如下所示：
- set(src_dirs
- IIC
- LED
- OLED
- XL9555)
- set(include_dirs
- IIC
- LED
- OLED
- XL9555)
- set(requires
- driver
- esp_lcd)
- idf_component_register(SRC_DIRS ${src_dirs}
- INCLUDE_DIRS ${include_dirs} REQUIRES ${requires})
- component_compile_options(-ffast-math -O3 -Wno-error=format=-Wno-format)
21.3.5 实验应用代码
打开main/main.c文件，该文件定义了工程入口函数，名为app_main。该函数代码如下。
- i2c_obj_t i2c0_master;
- i2c_obj_t i2c1_master;
- /**
- * @brief 程序入口
- * @param 无
- * @retval 无
- */
- void app_main(void)
- {
- uint8_t t = 0;
- led_init(); /* 初始化LED */
- i2c0_master = iic_init(I2C_NUM_0); /* 初始化IIC0 */
- i2c1_master = iic_init(I2C_NUM_1); /* 初始化IIC1 */
- xl9555_init(i2c0_master); /* 初始化XL9555 */
- oled_init(i2c1_master); /* 初始化OLED */
- oled_show_string(0, 0, "ALIENTEK", 24);
- oled_show_string(0, 24, "0.96' OLED TEST", 16);
- oled_show_string(0, 40, "ATOM 2023/8/26", 12);
- oled_show_string(0, 52, "ASCII:", 12);
- oled_show_string(64, 52, "CODE:", 12);
- oled_refresh_gram(); /* 更新显示到OLED */
-
- t = ' ';
- while(1)
- {
- oled_show_char(36, 52, t, 12, 1); /* 显示ASCII字符 */
- oled_show_num(94, 52, t, 3, 12); /* 显示ASCII字符的码值 */
- oled_refresh_gram(); /* 更新显示到OLED */
- t++;
- if (t > '~')
- {
- t = ' ';
- }
- vTaskDelay(500);
- LED_TOGGLE(); /* LED闪烁 */
- }
- }
main.c主要功能就是在OLED上显示一些实验信息字符，然后开始从空格键开始不停的循环显示ASCII字符集，并显示该字符的ASCII值。最后LED闪烁提示程序正在运行。
21.4 下载验证
下载代码后，LED不停的闪烁，提示程序已经在运行了。同时OLED模块显示ASCII字符集等信息，如图21.4.1所示：
图21.4.1 OLED显示效果
OLED显示了三种尺寸的字符：24*12（ALIENTEK）、16*8（0.96’ OLED TEST）和12*6（剩下的内容）。说明我们的实验是成功的，实现了三种不同尺寸ASCII字符的显示，在最后一行不停的显示ASCII字符以及其码值。 |
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