一文彻底了解SSD1306驱动0.96寸OLED

ManInRoad

发布于 2021-03-10 13:40:41

10.4K0

发布于 2021-03-10 13:40:41

文章被收录于专栏：物联网思考

前言：整理东西的时候，翻出了一个OLED，驱动起来玩一玩。先上一张图，显示了字符串、汉字。本文驱动在esp32、stm8、efm32，es32上面均已验证通过过。

在淘宝上找了一些资料，但是要想彻底理解如何驱动，还是要看驱动芯片的手册。

这个模块默认是使用SPI通讯的，如果要使用I2C通讯，需要把R3电阻取下来，焊接到R1的位置，如上图。

首先，需要说明的一点，显示屏都需要控制器；所谓显示，其实就是操作控制芯片，包括入门级别的LCD1602、LCD12864都是集成了控制芯片的，不同厂家用的控制芯片可能不同，像LCD1602、LCD12864这些的控制芯片基本上驱动都是一样的，这也是我们在驱动这些的时候，没有去研究所用的控制芯片的原因。

图中的0.96寸OLED，所用的控制芯片正是SSD1306，不同厂家可以用不同的驱动芯片，要让OLED显示，其实就是要驱动SSD1306。

SSD1306支持多种控制方式，I2C、6800、8080、4线SPI、3线SPI，通过BS0、BS1、BS2引脚接不同的电平来选择控制方式，此次我们使用I2C来控制，那么需要BS0接GND、BS1接VCC、BS2接GND，如下datasheet中描述的：

针对本模块我们还需用到的其他引脚：

复位信号引脚，在显示的时候保持高电平。

1、I2C通讯

（1）通过D/C#（datasheet中的SA0）这个引脚来扩展I2C地址，这个引脚接VCC或者GND，对应不同的地址；

（2）需要将D1和D2接在一起作为SDA；

（3）D0为SCL；

（4）SCL和SDA需接外部上拉，这也是I2C通讯最基本的要求；

（5）RES#引脚用于初始化，需要在硬件设计上注意。

2、写I2C

（1）发送地址之后，发送控制数据或者命令数据字节；这个字节由Co位和D/C#位以及6个0组成；

（2）如果Co位为0，那么后续的信息都是数据；

（3）D/C#位决定了下一个数据是命令还是数据，如果D/C#位是0，那么后面的数据是命令，如果D/C#位是1，那么后面的数据是数据将被存储在GDDRAM中。

（4）基本控制规律就是，发送I2C地址，发送命令或者数据控制字节、发送数据或者命令。

3、原理设计

模块带的原理图，可以看出来，通过R8将D1和D2连在了一起，这也符合手册中的要求，但是我们主要是向SSD1306写数据，所以这个R8也可以不接。如果需要读数据的话，就需要接上。

4、显存

显存大小128*64，分8个页，PAGE0~PAGE7，128列。

一次写8个像素点，即同一个page内的同一列8个点。一个字节的8个bit刚好对应D0到D7（根据这个特性，我们取模的时候，首先要按列取模）。

5、寻址模式

三种寻址模式：页寻址、水平寻址、垂直寻址。

寻址模式设置命令：

5.1、页寻址（默认的寻址方式，我们用这种寻址，综合上面的列式取模，因此我们用列行式的取模方式）

（1）列地址指针每次自动加1，如果列地址指针到达最后一个地址，将会自动复位到开始的地址，页地址指针不变；

（2）为了访问下一个页面RAM内容，用户必须设置新的页面和列地址；

（3）页地址的范围0-7，对应的命令是B0-B7；

（4）低列地址的设置命令是00-0FH，高列地址的设置命令是10h-1Fh。

页寻址模式设置命令：

5.2、水平寻址模式

列地址指针每次自动加1，如果列地址指针到达最后一个地址，将会自动复位到开始的地址，页地址指针也加1。

5.3、垂直寻址模式

页地址指针每次自动加1，如果页地址指针到达最后一个地址，将会自动复位到开始的地址，列地址指针也加1。

水平或者垂直寻址模式设置命令：

6、代码实现

6.1、I2C写

void SSD1306_WriteCmd(uint8 cmd){  I2C_Start();  I2C_SendByte(SSD1306_I2C_ADDR | 0x00);          I2C_Ack();  I2C_SendByte(0x00);   //cmd  I2C_Ack();  I2C_SendByte(cmd);     I2C_Ack();  I2C_Stop();                }
void SSD1306_WriteData(uint8 data){  I2C_Start();  I2C_SendByte(SSD1306_I2C_ADDR | 0x00);          I2C_Ack();  I2C_SendByte(0x40);   //data  I2C_Ack();  I2C_SendByte(data);     I2C_Ack();  I2C_Stop(); }

6.2、OLED驱动

//SSD1306初始化void OLED_Init(void){  _delay_ms(1000);  //SSD1306复位之后，默认的是页寻址方式
  SSD1306_WriteCmd(0xAE);//--display off
  SSD1306_WriteCmd(0x00);//--set low column address  SSD1306_WriteCmd(0x10);//--set high column address  SSD1306_WriteCmd(0x40);//--set start line address  
  SSD1306_WriteCmd(0xB0);//--set page address
  SSD1306_WriteCmd(0x81);// contract control  SSD1306_WriteCmd(0xFF);//--128     SSD1306_WriteCmd(0xA1);//set segment re-map  0 to 127   SSD1306_WriteCmd(0xA6);//set normal  display    SSD1306_WriteCmd(0xA8);//set multiplex ratio(1 to 64)  SSD1306_WriteCmd(0x3F);//--1/32 duty
  SSD1306_WriteCmd(0xC8);//Com scan direction  SSD1306_WriteCmd(0xD3);//set display offset  SSD1306_WriteCmd(0x00);//no offset
  SSD1306_WriteCmd(0xD5);//set display clock divide ratio/oscillator frequency    SSD1306_WriteCmd(0x80);//
  SSD1306_WriteCmd(0xD8);//set area color mode off  SSD1306_WriteCmd(0x05);//
  SSD1306_WriteCmd(0xD9);//Set Pre-Charge Period  SSD1306_WriteCmd(0xF1);//
  SSD1306_WriteCmd(0xDA);//set com pin  hardware configuartion  SSD1306_WriteCmd(0x12);//
  SSD1306_WriteCmd(0xDB);//set Vcomh  SSD1306_WriteCmd(0x30);//0x20,0.77xVcc
  SSD1306_WriteCmd(0x8D);//set charge pump enable  SSD1306_WriteCmd(0x14);//
  SSD1306_WriteCmd(0xAF);//--turn on oled panel}

//坐标设置：也就是在哪里显示void OLED_SetPos(uint8 x, uint8 y) {   //以下3个寄存器只在页寻址的模式下有效    SSD1306_WriteCmd(0xb0+y);             //页地址设置     0xb0~0xb7  SSD1306_WriteCmd(((x&0xf0)>>4)|0x10); //列高位地址设置  SSD1306_WriteCmd((x&0x0f));           //列低位地址设置}

//开启OLED显示void OLED_DisplayOn(void){  SSD1306_WriteCmd(0X8D);  //SET DCDC命令  SSD1306_WriteCmd(0X14);  //DCDC ON  SSD1306_WriteCmd(0XAF);  //DISPLAY ON}

//关闭OLED显示   void OLED_DisplayOff(void){  SSD1306_WriteCmd(0X8D);  //SET DCDC命令  SSD1306_WriteCmd(0X10);  //DCDC OFF  SSD1306_WriteCmd(0XAE);  //DISPLAY OFF}

//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样  void OLED_Clear(void)  {    uint8 i,n;  
  for(i=0;i<8;i++)    {      SSD1306_WriteCmd (0xb0+i);    //设置页地址（0~7）    SSD1306_WriteCmd (0x00);      //设置显示位置—列低地址    SSD1306_WriteCmd (0x10);      //设置显示位置—列高地址       for(n=0;n<128;n++)      SSD1306_WriteData(0);   } //更新显示}

//在指定位置显示一个字符,包括部分字符//x:0~127，y:0~7//Char_Size:选择字体 16/12 void OLED_ShowChar(uint8 x,uint8 y,uint8 chr,uint8 Char_Size){          uint8 c=0,i=0;  
  c=chr-' ';//得到偏移后的值        if(x>MAX_COLUMN-1)  {    x=0;    y=y+2;  }  if(Char_Size ==16)  {    OLED_SetPos(x,y);      for(i=0;i<8;i++)    {      SSD1306_WriteData(F8X16[c*16+i]);//先写上半部分    }
    OLED_SetPos(x,y+1);    for(i=0;i<8;i++)    {      SSD1306_WriteData(F8X16[c*16+i+8]);//后写下半部分    }  }  else  {      OLED_SetPos(x,y);    for(i=0;i<6;i++)    {      SSD1306_WriteData(F6x8[c][i]);    }  }}

//显示一个字符串void OLED_ShowString(uint8 x,uint8 y,char *str,uint8 Char_Size){  unsigned char j=0;
  while (str[j]!='\0')  {    OLED_ShowChar(x,y,str[j],Char_Size);    x+=8;    if(x>120)    {      x=0;      y+=2;    }    j++;//移动一次就是一个page，取值0-7  }}

//显示汉字//由于汉字是16*16大小的，所以最多显示4行汉字//index:在汉字取模中的索引void OLED_ShowCN(uint8 x,uint8 y,uint8 index){                  uint8 t;
  OLED_SetPos(x,y);    for(t=0;t<16;t++)  {    SSD1306_WriteData(Hzk[index][t]);  }  
  OLED_SetPos(x,y+1);    for(t=0;t<16;t++)  {      SSD1306_WriteData(Hzk[index][t+16]);  }          }

6.3、测试代码

也就是我们在开头看到的图片。

void OLED_DisplayTest(void){  OLED_Clear(); 
  OLED_ShowCN(40,0,0);  OLED_ShowCN(56,0,1);  OLED_ShowCN(72,0,2);
  OLED_ShowCN(24,2,3);  OLED_ShowCN(40,2,4);  OLED_ShowCN(56,2,5);  OLED_ShowCN(72,2,6);  OLED_ShowCN(88,2,7);
  OLED_ShowString(0,4,(char *)("LoRa stm32 gd32 "),16);  OLED_ShowString(0,6,(char *)("esp32...IoT."),16);}