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【嵌入式16】STM32+OLED屏显应用实例

编程入门 行业动态 更新时间:2024-10-05 21:17:57

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【嵌入式16】STM32+OLED屏显应用实例

本文主要介绍OLED屏显和SPI原理，使用STM32F103的SPI或IIC接口实现自己的学号和姓名的显示，AHT20的温度和湿度的显示，以及滚屏显示。

  • 一、题目要求
  • 二、SPI介绍
  • 三、OLED介绍
  • 四、STM32+OLED显示个人学号姓名
    • 1、文字取模方法
    • 2、代码撰写
    • 3、效果展示
  • 五、STM32+OLED显示AHT20的温度和湿度
    • 1、代码撰写
    • 2、效果展示
  • 六、STM32+OLED上下或左右的滑动显示长字符
    • 1、滚屏设置
    • 2、代码撰写
    • 3、效果展示
  • 七、总结

一、题目要求

理解OLED屏显和汉字点阵编码原理，使用STM32F103的SPI或IIC接口实现以下功能：

  1. 显示自己的学号和姓名；
  2. 显示AHT20的温度和湿度；
  3. 上下或左右的滑动显示长字符或者一段歌词或诗词。

二、SPI介绍

SPI（Serial Peripheral interface）是串行外围设备接口，SPI 接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD 转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为 PCB 的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，STM32 也有 SPI 接口。

SPI 接口一般使用 4 条线通信：

MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。
MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。
SCLK 时钟信号，由主设备产生。
CS 从设备片选信号，由主设备控制。

SPI 主要特点有：可以同时发出和接收串行数据；可以当作主机或从机工作；提供频率可编程时钟；发送结束中断标志；写冲突保护；总线竞争保护等。

SPI 总线四种工作方式 SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。

如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果 CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。

时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果 CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。

SPI 主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。

SPI通信过程

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。

三、OLED介绍

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， OELD）。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、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异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因为它是自发光的。这样同样的显示，OLED 效果要来得好一些。以目前的技术，OLED 的尺寸还难以大型化，但是分辨率确可以做到很高。

我们使用的是 ALINETEK 的 OLED 显示模块，该模块有以下特点：
1）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。
2）尺寸小，显示尺寸为 0.96 寸，而模块的尺寸仅为 27mmx26mm 大小。
3）高分辨率，该模块的分辨率为128x64。
4）多种接口方式，该模块提供了总共 5 种接口包括：6800、8080 两种并行接口方式、3线或 4 线的穿行 SPI 接口方式、IIC 接口方式（只需要 2 根线就可以控制 OLED 了）。
5）不需要高压，直接接 3.3V 就可以工作了。
注意该模块不和 5.0V 接口兼容，所以在使用的时候一定要小心，勿直接接到 5V 的系统上去，否则可能烧坏模块。

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 IIC 模式下，仅需要2条线就够了！这其中有一条是共同的，那就是复位线 RST（RES），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。

在下面实验中，将会采用七线OLED
参考厂家给出的Demo程序：0.96寸SPI_OLED模块配套资料包

0.96寸OLED显示屏相关介绍可参考链接：
.96inch_SPI_OLED_Module

四、STM32+OLED显示个人学号姓名

1、文字取模方法

理论介绍在【嵌入式14】中有所介绍

利用取模软件将需要显示的文字用十六进制表示出来，取模软件会放在文章最后资料链接中。

软件初始设置

在文字输入区输入目标文字，并ctrl+enter，得到显示图

点击C51格式，即可生成点阵

2、代码撰写

内容显示 TEST_MainPage函数->test.c文件

void TEST_MainPage(void)
{	
//	GUI_ShowString(28,0,"abc",16,1);//英文姓名GUI_ShowCHinese(28,20,16,"姚一二",1);//中文姓名GUI_ShowString(4,48,"12345678910",16,1);//数字详细delay_ms(1500);		delay_ms(1500);
}

文字存储（举例）->oledfont.h文件

const typFNT_GB16 cfont16[] = 
{"系",0x00,0xF8,0x3F,0x00,0x04,0x00,0x08,0x20,0x10,0x40,0x3F,0x80,0x01,0x00,0x06,0x10,0x18,0x08,0x7F,0xFC,0x01,0x04,0x09,0x20,0x11,0x10,0x21,0x08,0x45,0x04,0x02,0x00,/*"系",0*/"统",0x10,0x40,0x10,0x20,0x20,0x20,0x23,0xFE,0x48,0x40,0xF8,0x88,0x11,0x04,0x23,0xFE,0x40,0x92,0xF8,0x90,0x40,0x90,0x00,0x90,0x19,0x12,0xE1,0x12,0x42,0x0E,0x04,0x00,/*"统",1*/"设",0x00,0x00,0x21,0xF0,0x11,0x10,0x11,0x10,0x01,0x10,0x02,0x0E,0xF4,0x00,0x13,0xF8,0x11,0x08,0x11,0x10,0x10,0x90,0x14,0xA0,0x18,0x40,0x10,0xA0,0x03,0x18,0x0C,0x06,/*"设",2*/"置",0x7F,0xFC,0x44,0x44,0x7F,0xFC,0x01,0x00,0x7F,0xFC,0x01,0x00,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0xFF,0xFE,0x00,0x00,/*"置",3*/
};

主函数->main.c文件

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}
}

3、效果展示

五、STM32+OLED显示AHT20的温度和湿度

1、代码撰写

温湿度显示read_AHT20函数->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");}/*通过串口显示采集得到的温湿度printf("\r\n");printf("温度:%d%d.%d",T1/100,(T1/10)%10,T1%10);printf("湿度:%d%d.%d",H1/100,(H1/10)%10,H1%10);printf("\r\n");*/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);
}

点阵显示文字

	"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);}
}

2、效果展示


采集的速度可以自行修改。

六、STM32+OLED上下或左右的滑动显示长字符

1、滚屏设置

水平左右移动

OLED_WR_Byte(0x2E,OLED_CMD);        //关闭滚动
OLED_WR_Byte(0x26,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
OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动

垂直和水平滚动

OLED_WR_Byte(0x2e,OLED_CMD);        //关闭滚动
OLED_WR_Byte(0x29,OLED_CMD);        //水平垂直和水平滚动左右 29/2a
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 1
OLED_WR_Byte(0x01,OLED_CMD);        //垂直滚动偏移量
OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动

在发送开始滚屏前要先传输好显示数据，如果在滚屏的时候传输显示数据RAM中的内容可能被损坏，无法正常显示。

2、代码撰写

在添加文字字模代码->oledfont.h文件

OLED显示函数test.c

void TEST_MainPage(void)
{	GUI_ShowCHinese(10,20,16,"我们有光明未来",1);delay_ms(1500);		delay_ms(1500);
}

主函数main.c文件

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

3、效果展示

七、总结

通过三个实验基本熟练了STM32+OLED的操作显示，代码和管脚配置没有问题的情况下，完成三个应用并不困难。
注意OLED显示时要对字长进行设置，否则无法完全显示出来。
字模取模时，注意横向取模、纵向取模、倒序的差别，否则会得到一片模糊的点点，而不是正常清晰的汉字。

OLED是一个比较有意思的外设，在之后完成更多硬件项目时，可以利用OLED进行调试显示，帮助会很大，所以要好好掌握OLED的使用，多加练习，受益匪浅。

其他
资料链接（含全部代码）
链接：
提取码：v5ti

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