STM32通过SPI协议驱动OLED屏

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一、SPI协议介绍

01 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。

从简介来看笔者认为驱动OLED使用IIC协议即可不需要很高速的全双工通信而且可以节约更多的GPIO串口去配置其他功能

02 SPI物理层

在这里插入图片描述

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 它们的作用介绍如下

(1) (Slave Select)从设备选择信号线常称为片选信号线也称为NSS、CS以下用NSS表示。当有多个SPI从设备与SPI主机相连时 设备的其它信号线SCK、MOSI及MISO同时并联到相同的SPI总线上即无论有多少个从设备都共同只使用这3条总线 而每个从设备都有独立的这一条NSS信号线本信号线独占主机的一个引脚即有多少个从设备就有多少条片选信号线。 I2C协议中通过设备地址来寻址、选中总线上的某个设备并与其进行通讯而SPI协议中没有设备地址它使用NSS信号线来寻址 当主机要选择从设备时把该从设备的NSS信号线设置为低电平该从设备即被选中即片选有效 接着主机开始与被选中的从设备进行SPI通讯。所以SPI通讯以NSS线置低电平为开始信号以NSS线被拉高作为结束信号。

(2) SCK (Serial Clock)时钟信号线用于通讯数据同步。它由通讯主机产生决定了通讯的速率不同的设备支持的最高时钟频率不一样 如STM32的SPI时钟频率最大为fpclk/2两个设备之间通讯时通讯速率受限于低速设备。

(3) MOSI (Master Output Slave Input)主设备输出/从设备输入引脚。主机的数据从这条信号线输出 从机由这条信号线读入主机发送的数据即这条线上数据的方向为主机到从机。

(4) MISO(Master Input,Slave Output)主设备输入/从设备输出引脚。主机从这条信号线读入数据 从机的数据由这条信号线输出到主机即在这条线上数据的方向为从机到主机。

03 SPI基本通讯过程

在这里插入图片描述
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。

二、OLED显示器介绍

01 简介

OLED 即有机发光二级管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、较低耗电、极高反应速度、可用于挠曲性面板、
使用温度范围广、构造及制程较简单等优点被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
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。技术资料0.96inch SPI OLED Module
在这里插入图片描述

02 接口定义

序号模块引脚引脚说明
1GNDOLED电源地
2VCCOLED电源正(3.3V~5V)
3D0OLED SPI和IIC总线时钟信号
4D1OLED SPI和IIC总线数据信号
5RESOLED复位信号低电平复位选择IIC总线时该引脚需要接高电平可以接VCC
6DCOLED命令/数据输入选择信号高电平数据低电平命令选择3线制SPI总线时该引脚不需要使用可以不接选择IIC总线时该引脚需要接电源地
7CSOLED片选信号低电平使能选择IIC总线时该引脚需要接电源地

03 与STM32接线图

我们使用的stm32F103C8T6引脚有限可以和《0.96寸SPI_OLED模块用户手册》中STM32F103RCT6的接线相同如下图所示。
在这里插入图片描述
接好OLED显示器之后可以运行厂家的示例代码会有很多好玩的显示功能。

三、汉字取模软件介绍

01 下载

根据TB店家的链接下载
在这里插入图片描述

02 操作流程

  1. 设置字高和字宽为16*16进入设置在这里插入图片描述
  2. 修改点阵格式取模方式输出设置为十六进制数C51格式设置行前缀和行后缀在这里插入图片描述
  3. 输入汉字转化字模复制下来在这里插入图片描述

四、显示个人学号姓名

01 程序代码

内容显示TEST_MainPage函数->test.c文件

void TEST_MainPage(void)
{	
	GUI_ShowString(28,0,"Shuaishuai",16,1);
	GUI_ShowCHinese(28,22,16,"帅帅",1);
	GUI_ShowString(4,48,"  6320070306XX",16,1);
	delay_ms(1500);		
	delay_ms(1500);
}

汉字存储在oledfont.h

const typFNT_GB16 cfont16[] = 
{
	"帅",0x08,0x20,0x08,0x20,0x48,0x20,0x48,0x20,0x49,0xFC,0x49,0x24,0x49,0x24,0x49,0x24,
	0x49,0x24,0x49,0x24,0x49,0x24,0x09,0x34,0x11,0x28,0x10,0x20,0x20,0x20,0x40,0x20,/*"帅",1*/
......
......
}

main.c 主函数

int main(void)
{	
	delay_init();	    	       //延时函数初始化	  
	OLED_Init();			         //初始化OLED  
	OLED_Clear(0);             //清屏全黑
	while(1) 
	{	
		TEST_MainPage();         //界面显示
	}
}

02 结果演示

请添加图片描述

五、显示AHT20温湿度数据

01 程序代码

新建一些变量用来后续计算温湿度数据

char strTemp[30];  //声明字符数组strTemp,初始化元素30  
char strHumi[30];  //声明字符数组strHumi,初始化元素30
int t;
int h;
float a;
float b;

uint8_t t1,t2,t3,t4;
uint8_t h1,h2,h3,h4;

在之前的温湿度显示函数read_AHT20中添加计算公式写入bsp_i2c.c文件

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");

	}
	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);
}

点阵中需要的汉字

	"温",0x00,0x00,0x23,0xF8,0x12,0x08,0x12,0x08,0x83,0xF8,0x42,0x08,0x42,0x08,0x13,0xF8,
  0x10,0x00,0x27,0xFC,0xE4,0xA4,0x24,0xA4,0x24,0xA4,0x24,0xA4,0x2F,0xFE,0x00,0x00,/*"温",0*/
	"度",0x01,0x00,0x00,0x80,0x3F,0xFE,0x22,0x20,0x22,0x20,0x3F,0xFC,0x22,0x20,0x22,0x20,
  0x23,0xE0,0x20,0x00,0x2F,0xF0,0x24,0x10,0x42,0x20,0x41,0xC0,0x86,0x30,0x38,0x0E,/*"度",0*/
	"湿",0x00,0x00,0x27,0xF8,0x14,0x08,0x14,0x08,0x87,0xF8,0x44,0x08,0x44,0x08,0x17,0xF8,
  0x11,0x20,0x21,0x20,0xE9,0x24,0x25,0x28,0x23,0x30,0x21,0x20,0x2F,0xFE,0x00,0x00,/*"湿",0*/
	"显",0x00,0x00,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1F,0xF0,
  0x04,0x40,0x44,0x44,0x24,0x44,0x14,0x48,0x14,0x50,0x04,0x40,0xFF,0xFE,0x00,0x00,/*"显",0*/
	"示",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,
  0x01,0x00,0x11,0x10,0x11,0x08,0x21,0x04,0x41,0x02,0x81,0x02,0x05,0x00,0x02,0x00,/*"示",0*/

主函数main.c文件

#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);
  }
}

02 结果演示

OLED显示AHT20温湿度数据

六、滚动显示长字符

01 程序代码

在test.c文件中仿照TEST_MainPage函数写下TEST_MainPageP函数

void TEST_MainPageP(void)
{	
	GUI_ShowCHinese(10,20,16,"天生我材必有用",1);
	delay_ms(1500);		
	delay_ms(1500);
}

同时要在test.h函数中声明新写入的函数

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
void TEST_MainPage(void);

void TEST_MainPageP(void);
.....//后续不需要改变

汉字存储在oledfont.h

const typFNT_GB16 cfont16[] = 
{
	"天",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,
	0x02,0x80,0x02,0x80,0x04,0x40,0x04,0x40,0x08,0x20,0x10,0x10,0x20,0x08,0xC0,0x06,/*"天",0*/
	"生",0x01,0x00,0x11,0x00,0x11,0x00,0x11,0x00,0x3F,0xFC,0x21,0x00,0x41,0x00,0x81,0x00,
	0x01,0x00,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x00,0x00,/*"生",1*/
	"我",0x04,0x40,0x0E,0x50,0x78,0x48,0x08,0x48,0x08,0x40,0xFF,0xFE,0x08,0x40,0x08,0x44,
	0x0A,0x44,0x0C,0x48,0x18,0x30,0x68,0x22,0x08,0x52,0x08,0x8A,0x2B,0x06,0x10,0x02,/*"我",2*/
	"材",0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0xFE,0xFE,0x08,0x08,0x18,0x18,0x1C,0x18,
	0x2A,0x28,0x2A,0x28,0x48,0x48,0x88,0x88,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x28,0x08,0x10,/*"材",3*/
	"必",0x00,0x00,0x04,0x00,0x02,0x10,0x01,0x10,0x01,0x20,0x08,0x20,0x28,0x48,0x28,0x44,
	0x28,0x84,0x49,0x02,0x4A,0x02,0x8C,0x12,0x08,0x10,0x18,0x10,0x27,0xF0,0x40,0x00,/*"必",4*/
	"有",0x02,0x00,0x02,0x00,0xFF,0xFE,0x04,0x00,0x04,0x00,0x0F,0xF0,0x08,0x10,0x18,0x10,
	0x2F,0xF0,0x48,0x10,0x88,0x10,0x0F,0xF0,0x08,0x10,0x08,0x10,0x08,0x50,0x08,0x20,/*"有",5*/
	"用",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,
	0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x41,0x08,0x41,0x28,0x80,0x10,/*"用",6*/
}

主函数调用

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 26/27
    OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //起始页 0
	OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //滚动时间间隔
	OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //终止页 7
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节
	OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD);        //虚拟字节
	TEST_MainPageP();
	OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动
}

02 结果演示

请添加图片描述

七、总结

OLED显示屏对于学习硬件非常重要在调试过程中相当于我们的眼睛可以把有必要的数据都显示在上面很直观就可以看到我们需要的数据。今天的三个小实验促进我们进一步学习在显示汉字时也更加有趣还有其他图片、形状的显示会增加图形化的乐趣促进人机交互。学习已过大半使用MD语法也越来越熟练虽然有亿点辛苦但是大家都坚持下来了。加油加油

源代码

Gitee仓库stm32-SPI-OLED

参考资料

  1. 汉字取模
  2. SPI——读写串行口-野火
  3. STM32+OLED屏显应用实例
阿里云国内75折 回扣 微信号：monov8
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