STM32用SPI方式控制OLED模块

时间 2020-07-26 标签 stm32 stm spi 方式控制 oled 模块

1、OLED

1. OLED模块的外观

2. OLED模块的电路图

3. OLED模块参数

项目	说明
接口特性	3.3V(串电阻后，可与 5V 系统链接)
通讯接口	4 线 SPI
屏幕分辨率	128*64
屏幕尺寸	0.96 寸
工做温度	-40℃~70℃

颜色纯蓝色、黄蓝双色
模块尺寸| 27mm*26mmweb

2、GPIO模拟SPI

1. 硬件链接

经过引脚和模块电路图能够分析出SPI的电路链接app

OLED                    STM32
GND      <---------->   GND
VCC      <---------->   3.3V
D0       <---------->   PA4(CLK)
D1       <---------->   PA3(MOSI)
RES      <---------->   PA2(RET复位)
DC       <---------->   PA1(命令|数据dc)
CS       <---------->   GND

2. 软件驱动

由OLED模块数据手册上SPI的操做时序图写出由GPIO口模拟的SPI驱动代码svg

模块只支持向模块写数据不能读数据函数

因此只须要写SPI发送便可oop

2.1 “SPI.h”

#define OLED_CMD 0 //命令声明
#define OLED_DATA 1 //数据声明

#define OLED_CLK PAout(4) // CLK时钟 d0
#define OLED_MOSI PAout(3) // MOSI d1
#define OLED_RST PAout(2) // RET复位 ret
#define OLED_DC PAout(1) // 命令|数据 dc （0表传输命令1表传输数据）

void OLED_SPI_Init(void); //配置MCU的SPI
void SPI_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data); //向寄存器地址写一个byte的数据
void WriteCmd(unsigned char cmd); //写命令
void WriteDat(unsigned char data); //写数据

2.2 “SPI.c”

/*************************************************************************/
/*函数功能: GPIO模拟SPI端口初始化 */
/*************************************************************************/
void OLED_SPI_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA ,ENABLE);//使能PA端口时钟
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4; //端口配置
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//IO口速度为50MHz
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//根据设定参数初始化GPIOA
}

/*************************************************************************/
/*函数功能: 经过SPIO软件模拟SPI通讯协议,向模块(SSD1306)写入一个字节 */
/*入口参数： */	
/* data：要写入的数据/命令 */				
/* cmd ：数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据; */
/*************************************************************************/
void SPI_WriteByte(unsigned char data,unsigned char cmd)
{
	unsigned char i=0;
	OLED_DC =cmd;
	OLED_CLK=0;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		OLED_CLK=0;
		if(data&0x80)OLED_MOSI=1; //从高位到低位
		else OLED_MOSI=0;
		OLED_CLK=1;
		data<<=1;
	}
	OLED_CLK=1;
	OLED_DC=1;
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 写命令 */
/*************************************************************************/
void WriteCmd(unsigned char cmd)
{
	SPI_WriteByte(cmd,OLED_CMD);
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 写数据 */
/*************************************************************************/
void WriteData(unsigned char data)
{
	SPI_WriteByte(data,OLED_DATA);
}

3、STM32对OLED模块的控制

3.1 指令集

序号	HEX	指令	说明
0	81	设置对比度	值越大,屏幕越亮(默认 0X7F); 0X00_0XFF(1255)
1	AE/AF	设置显示开关	AE,关闭显示;AF,开启显示
2	8D	电荷泵设置	0x10,关闭电荷泵;0x14开启电荷泵
3	B0~B7	设置页地址	0~7 对应页 0~7
4	00~0F	设置列地址（低四位）	设置 8 位起始列地址的低四位
5	10~1F	设置列地址（高四位）	设置 8 位起始列地址的高四位

更多请查询SSD1306 的data sheet字体

3.2 “OLED.h"

void OLED_Init(void);//初始化OLED
void OLED_ON(void);//唤醒OLED
void OLED_OFF(void);//OLED休眠
void OLED_Refresh_Gram(void);//更新显存到OLED
void OLED_Clear(void);//清屏
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);//画点
void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot);//填充
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode);//显示字符
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size);//显示2个数字
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size);//显示字符串

3.3 “OLED.c”

//OLED的显存
//存放格式以下.
//[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 
u8 OLED_GRAM[128][8];	

/*************************************************************************/
/*函数功能: 软延时 */
/*************************************************************************/
void OLED_DLY_ms(unsigned int ms)
{                         
  unsigned int a;
  while(ms)
  {
    a=1335;
    while(a--);
    ms--;
  }
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 初始化OLED模块 */
/*************************************************************************/
void OLED_Init(void)
{
	OLED_SPI_Init();
	OLED_CLK = 1;
	OLED_RST = 0;
	OLED_DLY_ms(100);
	OLED_RST = 1;

	//从上电到下面开始初始化要有足够的时间，即等待RC复位完毕
	WriteCmd(0xAE);	 		// Display Off (0x00)
	WriteCmd(0xD5);
	WriteCmd(0x80);		    // Set Clock as 100 Frames/Sec
	WriteCmd(0xA8);
	WriteCmd(0x3F);	        // 1/64 Duty (0x0F~0x3F)
	WriteCmd(0xD3);
	WriteCmd(0x00);		    // Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
	WriteCmd(0x40 | 0x00);  // Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
	WriteCmd(0x8D);
	WriteCmd(0x10 | 0x04);	// Enable Embedded DC/DC Converter (0x00/0x04)
	WriteCmd(0x20);
	WriteCmd(0x02);		    // Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
	WriteCmd(0xA0 | 0x01);  // Set SEG/Column Mapping 
	WriteCmd(0xC0);  // Set COM/x Scan Direction 
	WriteCmd(0xDA);
	WriteCmd(0x02 | 0x10);  // Set Sequential Configuration (0x00/0x10)
	WriteCmd(0x81);
	WriteCmd(0xCF);	        // Set SEG Output Current
	WriteCmd(0xD9);
	WriteCmd(0xF1);         // Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
	WriteCmd(0xDB);
	WriteCmd(0x40);	        // Set VCOM Deselect Level
	WriteCmd(0xA4 | 0x00);	// Disable Entire Display On (0x00/0x01)
	WriteCmd(0xA6 | 0x00);	// Disable Inverse Display On (0x00/0x01)
	WriteCmd(0xAE | 0x01);  // Display On (0x01)

	OLED_Clear();  //初始清屏 
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 将OLED从休眠中唤醒 */
/*************************************************************************/
void OLED_ON(void)
{
	WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵
	WriteCmd(0X14);  //开启电荷泵
	WriteCmd(0XAF);  //OLED唤醒
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 将OLED休眠 -- 休眠模式下,OLED功耗不到10uA */
/*************************************************************************/
void OLED_OFF(void)
{
	WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵
	WriteCmd(0X10);  //关闭电荷泵
	WriteCmd(0XAE);  //OLED休眠
}

/*************************************************************************/
/*函数功能: 更新显存到OLED */
/*************************************************************************/
void OLED_Refresh_Gram(void)
{
	u8 i,n;		    
	for(i=0;i<8;i++)  
	{  
		WriteCmd(0xb0+i);   //设置页地址（0~7）
		WriteCmd(0x00);      //设置显示位置—列低地址
		WriteCmd(0x10);      //设置显示位置—列高地址 
		for(n=0;n<128;n++)WriteData(OLED_GRAM[n][i]); 
	}   
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 清屏 */
/*************************************************************************/
void OLED_Clear(void)  
{  
	u8 i,n;  
	for(i=0;i<8;i++)for(n=0;n<128;n++)OLED_GRAM[n][i]=0X00;  
	OLED_Refresh_Gram();//更新显示
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 画点 */
/*入口参数： */
/* x：横坐标 0~127 */
/* y：纵坐标 0~63 */
/* dot:0,清空;1,填充 */				
/*************************************************************************/
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
{
	u8 pos,bx,temp=0;
	if(x>127||y>63)return;//超出范围了.
	pos=7-y/8;
	bx=y%8;
	temp=1<<(7-bx);
	if(t)OLED_GRAM[x][pos]|=temp;
	else OLED_GRAM[x][pos]&=~temp;	    
}
/*************************************************************************/
/*函数功能: 填充 */
/*入口参数： */
/* x1,y1,x2,y2 填充区域的对角坐标 */
/* 确保x1<=x2;y1<=y2 0<=x1<=127 0<=y1<=63 */
/* dot:0,清空;1,填充 */				
/*************************************************************************/
void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot)  
{  
	u8 x,y;  
	for(x=x1;x<=x2;x++)
	{
		for(y=y1;y<=y2;y++)OLED_DrawPoint(x,y,dot);
	}													    
	OLED_Refresh_Gram();//更新显示
}

/*************************************************************************/
/*函数功能: 在指定位置显示一个字符,包括部分字符 */
/*入口参数： */
/* x:0~12 */
/* y:0~63 */
/* mode:0,反白显示;1,正常显示 */	
/* size:选择字体 16/12 */
/*************************************************************************/
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode)
{      			    
	u8 temp,t,t1;
	u8 y0=y;
	u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);		//获得字体一个字符对应点阵集所占的字节数
	chr=chr-' ';//获得偏移后的值 
    for(t=0;t<csize;t++)
    {   
		if(size==12)temp=asc2_1206[chr][t]; 	 	//调用1206字体
		else if(size==16)temp=asc2_1608[chr][t];	//调用1608字体
		else if(size==24)temp=asc2_2412[chr][t];	//调用2412字体
		else return;								//没有的字库
        for(t1=0;t1<8;t1++)
		{
			if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
			else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
			temp<<=1;
			y++;
			if((y-y0)==size)
			{
				y=y0;
				x++;
				break;
			}
		}  	 
    }          
}
//m^n函数
u32 mypow(u8 m,u8 n)
{
	u32 result=1;	 
	while(n--)result*=m;    
	return result;
}				  
/*************************************************************************/
/*函数功能: 显示2个数字 */
/*入口参数： */
/* x,y :起点坐标 */
/* len :数字的位数 */
/* size:字体大小 */	
/* mode:模式 0,填充模式;1,叠加模式 */
/* num:数值(0~4294967295) */
/*************************************************************************/		  
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size)
{         	
	u8 t,temp;
	u8 enshow=0;						   
	for(t=0;t<len;t++)
	{
		temp=(num/mypow(10,len-t-1))%10;
		if(enshow==0&&t<(len-1))
		{
			if(temp==0)
			{
				OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,' ',size,1);
				continue;
			}else enshow=1; 
		 	 
		}
	 	OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,temp+'0',size,1); 
	}
} 
/*************************************************************************/
/*函数功能: 显示字符串 */
/*入口参数： */
/* x,y:起点坐标 */
/* size:字体大小 */
/* *p:字符串起始地址 */	
/*************************************************************************/
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size)
{	
    while((*p<='~')&&(*p>=' '))//判断是否是非法字符!
    {       
        if(x>(128-(size/2))){x=0;y+=size;}
        if(y>(64-size)){y=x=0;OLED_Clear();}
        OLED_ShowChar(x,y,*p,size,1);	 
        x+=size/2;
        p++;
    }  
	
}

4、用STM32的SPI资源（可选）

也能够不使用GPIO口模拟，使用STM32的SPI资源ui

驱动代码以下:spa

void OLED_SPI_Init(void)
{
	/* GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA ,ENABLE);//使能PA端口时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4; //端口配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//IO口速度为50MHz GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//根据设定参数初始化GPIOA */
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|
	RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE ); //①GPIO,SPI 时钟使能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7); //①初始化 GPIO
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;//端口配置
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//IO口速度为50MHz
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//根据设定参数初始化GPIOA
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //设置 SPI 全双工
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //设置 SPI 工做模式:设置为主 SPI
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 8 位帧结构
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//选择了串行时钟的稳态:时钟悬空高
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //数据捕获于第二个时钟沿
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由硬件管理
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16; //预分频 256
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从 MSB 位开始
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC 值计算的多项式
	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); //②根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //③使能 SPI 外设
	//SPI1_ReadWriteByte(0xff);//④启动传输
}

void OLED_WB(uint8_t data)
{
    /* Loop while DR register in not emplty */
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
    /* Send byte through the SPI2 peripheral */
    SPI_I2S_SendData(SPI1, data);
}

void SPI_WriteByte(unsigned char data,unsigned char cmd)
{
	unsigned char i=0;
	OLED_DC =cmd;
	OLED_WB(data);
}

PS：能够经过添加公众号“山不高海不深”回复关键字“OLED代码“获得完整工程代码
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