东芝开发板驱动OLED模块显示LOGO图片

2024-02-15 19:22:52

前言

在之前的两篇评测文章：

介绍了系统SysTick实现精确延时，GPIO的输入输出使用，并实现了位带方式操作GPIO，大大简化了GPIO的输入输出控制。有了精确延时函数+GPIO控制，那么就可以使用通用GPIO模拟的方式，来驱动各种接口的显示器件传感器等。本文以通用GPIO模拟IIC协议，来驱动0.96寸OLED模块为例，来实现OLED显示字符、LOGO图片等等。

OLED屏简介

对于显示屏，我想大家首先想到的是LCD液晶，而OLED显示屏属于新型显示器件，被称为“梦幻显示器”，相比于AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。

优点

无需背光灯，可以做的更薄，厚度可以控制在1mm以内，而LCD屏幕厚度通常在3mm左右
面板自主发光，显示黑色几乎不耗电，可以*弯曲，功耗低，视角广。
反应速度是LCD屏幕的千分之一，显示色彩更丰富，更亮，在白天户外也可以清晰的看到屏幕。
耐低温，可以在-40℃环境下正常显示内容。

缺点

相比LCD屏幕，OLED制造技术还不够成熟，量产率低、成本高
早期存在烧屏、红线等寿命较短的问题,但是经过不断改良和研发,现在的OLED屏幕已经相当成熟、稳定。
价格还是偏贵，以国产中景园的0.96寸单色OLED，价格在15RMB左右，而全彩的同尺寸OLED模块，价格在40RMB。

这次我使用的是这种0.96寸的OLED模块，驱动芯片是SSD1306，支持SPI、IIC、8080并口3种通信协议，显示颜色上有蓝色、白色、黄蓝黄色两种，其中黄蓝双色是指上面1/4是黄色，下面3/4是蓝色，并不是真正意义上的双色显示。我手上的这款是0.96寸IIC接口蓝色的OLED模块，只需要两根数据线和两根电源线就可以直接驱动，非常方便。

OLED的初始化

由于IIC协议的两根线，必须加上拉电阻才能之后使用，而模块本身已经添加了10K的上拉电阻，所以连接开发板时，只要选择任意两个GPIO即可，这里我使用的是SDA - PN2、SCL - PN4两个引脚，对应原理图中的CN7的3脚和1脚。由于我的这款OLED模块做工比较简单，没有带5v转3.3v的的转换芯片，所以只能使用3.3v来供电，不能直接使用5v供电，否则可以会烧坏模块，当然，如果你的模块已经带了5-3.3的芯片，那么可以直接使用5v供电。其中SCL引脚使用过程中始终为输出模式，而SDA引脚在写数据时配置为输出模式，在读数据时需要配置为输入模式。数据的输出和读取输入，这里使用了上一篇文章中介绍的位带操作方式实现的。

SCL和SDA的宏定义配置

#ifndef __OLED_IIC_H__
#define __OLED_IIC_H__

#include "bsp.h" 

//SDA - PN2
//SCL - PN4

#define OLED_IIC_SDA_PORT       GPIO_PORT_N
#define OLED_IIC_SCL_PORT       GPIO_PORT_N

#define OLED_IIC_SDA_PIN    GPIO_PORT_2
#define OLED_IIC_SCL_PIN    GPIO_PORT_4

#define OLED_IIC_SCL_OUTPUT_FUN     GPIO_PN4_OUTPUT

#define OLED_IIC_SDA_INPUT_FUN     GPIO_PN2_INPUT
#define OLED_IIC_SDA_OUTPUT_FUN    GPIO_PN2_OUTPUT
//配置输入输出模式
#define OLED_SDA_IN()   gpio_func(&port, OLED_IIC_SDA_PORT, OLED_IIC_SDA_PIN, OLED_IIC_SDA_INPUT_FUN, GPIO_PIN_INPUT)   //输入模式
#define OLED_SDA_OUT()  gpio_func(&port, OLED_IIC_SDA_PORT, OLED_IIC_SDA_PIN, OLED_IIC_SDA_OUTPUT_FUN, GPIO_PIN_OUTPUT)

//位带方式操作IO
#define OLED_IIC_SCL    PNout(4) //SCL
#define OLED_IIC_SDA    PNout(2) //SDA   
#define OLED_READ_SDA   PNin(2)  //输入SDA 

#endif

IIC协议初始化

//初始化IIC
void OLED_IIC_Init(void)
{
    port.p_pn_instance = TSB_PN;        //PN时钟使能
    
    gpio_init(&port, OLED_IIC_SDA_PORT);  
    gpio_init(&port, OLED_IIC_SCL_PORT);  

    gpio_func(&port, OLED_IIC_SDA_PORT, OLED_IIC_SDA_PIN, OLED_IIC_SDA_OUTPUT_FUN, GPIO_PIN_OUTPUT);   
    gpio_func(&port, OLED_IIC_SCL_PORT, OLED_IIC_SCL_PIN, OLED_IIC_SCL_OUTPUT_FUN, GPIO_PIN_OUTPUT);  

    OLED_IIC_SCL = 1;
    OLED_IIC_SDA = 1;
}

限于文章篇幅，这里不贴出完整的底层驱动代码，可以到文末下载示例工程代码

显示BMP图片的函数：

//显示BMP图片128×64起始点坐标(x,y),x的范围0～127，y为页的范围0～8
void OLED_DrawBMP(u8 x0, u8 y0, u8 x1, u8 y1,const u8 BMPx[])
{
    u16 j = 0;
    u8 x, y;

    if(y1 % 8 == 0) y = y1 / 8;
    else y = y1 / 8 + 1;
    for(y = y0; y < y1; y++)
    {
        OLED_Set_Pos(x0, y);
        for(x = x0; x < x1; x++)
        {
            OLED_WriteData(BMPx[j++]);
        }
    }
}

开机LOGO的显示

void Display_LOGO(void)
{
    u8 n;

    OLED_DrawBMP(0, 0, 128, 8, TOSHIBA);    //东芝LOGO全屏显示

    OLED_DisString_F8X16(0, 3, "Starting...");  
    for( n = 5; n > 0; n--)
    {
        OLED_DisNumber_F8X16(12, 3, n);     //启动倒计时
        delay_ms(800);
    }
    OLED_Clear();//清屏
    OLED_DrawBMP(0, 0, 128, 8, TT_M3HQ);    //TT_M3HQ全屏显示
    delay_ms(200);
    OLED_Clear();//清屏
    OLED_DrawBMP(0, 0, 128, 8, THUNDER);    //中科创达LOGO全屏显示
    delay_ms(200);
    OLED_Clear();//清屏
    OLED_DrawBMP(0, 0, 128, 8, MBB);        //面包板社区LOGO全屏显示
    delay_ms(800);
    OLED_Clear();//清屏
    OLED_DrawBMP(0, 0, 128, 2, BAR);        //上1/4仿手机状态栏显示  
}