OLED显⽰模块（原理讲解、STM32实例操作）
⼀、OLED的基础介绍
OLED的定义和优势
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。OLED显⽰技术具有⾃发光的特性，采⽤⾮常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，⽽且OLED显⽰屏幕可视⾓度⼤，并且能够节省电能。
⼆、ALINETEK的0.96⼨OLED模块
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。单⾊模块每个像素点只有亮与不亮两种情况，没有颜⾊区分；
2.尺⼨⼩，显⽰尺⼨为0.96⼨，⽽模块尺⼨为 27mm（长）*26mm（宽）*4mm（⾼）；
3.⾼分辨率，该模块的分辨率为128*64；
4.多种接⼝⽅式，该模块提供了总共4种接⼝。包括：6800、8080两种并⾏接⼝⽅式、 4线的串⾏SPI接⼝⽅式、IIC接⼝⽅式；
5.不需要⾼压，直接接3.3V就可以⼯作了。带字库，可显⽰标准的国标简体（GB2312）汉字、8*16 点 ASCII 粗体字库、7*8点 ASCII 字库、5*7 点 ASCII 字库。
6.这⾥要提醒⼤家的是，有的模块不和5.0V接⼝兼容，所以请⼤家在使⽤的时候⼀定要⼩⼼，别直接接到5V的系统上去，否则可能烧坏模块。以上4种模式通过模块的BS0~2设置，BS0~2的设置与模块接⼝模式的关系如表所⽰：
OLED模块接⼝⽅式设置表（表中：“1”代表接VCC，⽽“0”代表接GND。）
三、OLED模块实物图与原理图
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，除掉电源和地线占了2条，还剩下13条信号线。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。下⾯是OLED模块的具体实物图：
ALIENTEK OLED模块默认设置的是BS0接GND，BS1和BS2接VCC ，即使⽤8080并⼝⽅式，如果你想要设置为其他模式，则需要在OLED的背⾯，⽤烙铁修改BS0~2的设置。
⼀种是8080的并⼝⽅式，另外⼀种是4线SPI⽅式。
⾸先我们介绍⼀下模块的8080并⾏接⼝，8080并⾏接⼝的发明者是INTEL，该总线也被⼴泛应⽤于各类液晶显⽰器，ALIENTEK OLED模块也提供了这种接⼝，使得MCU可以快速的访问OLED。ALIENTEK OLED模块的8080接⼝⽅式需要如下⼀些信号线：
CS：OLED⽚选信号。
WR：向OLED写⼊数据。
RD：从OLED读取数据。
D[7：0]：8位双向数据线。
RST(RES)：硬复位OLED。
DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。
图1.1  OLED的8080并⾏接⼝⽅式原理图图1.2  OLED的4线SPI接⼝⽅式
四、OLED8080并⼝读写过程
模块的8080并⼝读/写的过程为：
1、将数据放到数据⼝；
2、根据要写⼊/读取的数据的类型，设置DC（RS）为⾼（数据）/低（命令）；
3、拉低⽚选，选中SSD1306；
4、接着我们根据是读数据，还是要写数据置RD/WR为低；
5、读数据过程：在RD的上升沿，使数据锁存到数据线（D[7：0]）上；
6、写数据过程：在WR的上升沿，使数据写⼊到SSD1306⾥⾯；
7、拉⾼CS和DC（RS）。
SSD1306的8080并⼝写时序图如图1.3所⽰：        SSD1306的8080并⼝读时序图如图1.4所⽰
图1.3  8080并⼝写时序图图1.4  8080并⼝读时序图
在8080⽅式下读数据操作的时候，我们有时候（例如读显存的时候）需要⼀个假读命（Dummy Read），
以使得微控制器的操作频率和显存的操作频率相匹配。在读取真正的数据之前，由⼀个的假读的过程。这⾥的假读，其实就是第⼀个读到的字节丢弃不要，从第⼆个开始，才是我们真正要读的数据。⼀个典型的读显存的时序图，如图1.5所⽰：
图1.5  读显存时序图
stm32怎么使用printf可以看到，在发送了列地址之后，开始读数据，第⼀个是Dummy Read，也就是假读，我们从第⼆个开始，才算是真正有效的数据。
五、OLED模块显存已经显⽰原理
OLED本⾝是没有显存的，它的显存是依赖于SSD1306提供的（之后讲解的TFTLCD是本⾝⾃带显存，利⽤FSMC来进⾏控制）。⽽
SSD1306提供⼀块显存，芯⽚具体的讲解见下⽂。SSD1306的显存总共为128*64bit⼤⼩，SSD1306将这些显存分为了8页。每页包含了128个字节，总共8页，这样刚好是128*64的点阵⼤⼩。
程序显⽰原理
在STM32的内部建⽴⼀个缓存（共128*8个字节），在每次修改的时候，只是修改STM32上的缓存（实际上就是SRAM），在修改完了之后，⼀次性把STM32上的缓存数据写⼊到OLED的GRAM。
SSD1306芯⽚简介
SSD1306是⼀个单⽚CMOS、OLED/PLED驱动芯⽚可以驱动有机/聚合发光⼆极管点阵图形显⽰系统。由128 segments 和64 Commons组成。该芯⽚专为共阴极OLED⾯板设计。
SSD1306中嵌⼊了对⽐度控制器、显⽰RAM和晶振，并因此减少了外部器件和功耗。有256级亮度控制。数据/命令的发送有三种接⼝可选择：6800/8000串⼝，I2C接⼝或SPI接⼝。适⽤于多数简介的应⽤，注⼊移动电话的屏显，MP3播放器和计算器等。
六、GPIO模拟SPI
1.引脚定义
GND                      地
VCC                      电源，3.3V~5V
D0                        4 线 ISP 接⼝模式：时钟线（CLK） PA4
D1                        4 线 ISP 接⼝模式：串⾏数据线（MOSI）PA3
RES                        4 线 ISP 接⼝模式：命令/数据标志位（RET复位）PA2
DC                        命令/数据标志位 A1
CS                        OLED ⽚选
2.时序图
模块只⽀持向模块写数据不能读数据，所以只需要写SPI发送即可
七、SSD1306的命令
1.SSD1306显存为128*64bit⼤⼩, SSD1306将全部显存分为8页，每页128字节
2.ssd1306常⽤命令
第⼀个命令为0X81，⽤于设置对⽐度的，这个命令包含了两个字节，第⼀个0X81为命令，随后发送的⼀个字节为要设置的对⽐度的值。这个值设置得越⼤屏幕就越亮。
第⼆个命令为0XAE/0XAF。0XAE为关闭显⽰命令；0XAF为开启显⽰命令。
第三个命令为0X8D，该指令也包含2个字节，第⼀个为命令字，第⼆个为设置值，第⼆个字节的BIT2表⽰电荷泵的开关状态，该位为1，则开启电荷泵，为0则关闭。在模块
初始化的时候，这个必须要开启，否则是看不到屏幕显⽰的。
第四个命令为0XB0~B7，该命令⽤于设置页地址，其低三位的值对应着GRAM的页地
址。发送⼀个字节,⾼5位固定。位0-位2, X[2:0]共3位, 值范围0-7对应页0-7地址(共8页)
第五个指令为0X00~0X0F，该指令⽤于设置显⽰时的起始列地址低四位。⾼四位固定，低四位设置列地址起始低四位。
第六个指令为0X10~0X1F，该指令⽤于设置显⽰时的起始列地址⾼四位。⾼四位固定，低四位设置列地址起始⾼四位。
其他命令，我们就不在这⾥⼀⼀介绍了，⼤家可以参考SSD1306 datasheet的第28页。从这页开始，对SSD1306的指令有详细的介绍。
最后，我们再来介绍⼀下OLED模块的初始化过程，SSD1306的典型初始化参考下⾯初始化OLED模块程序步骤。
⼋、STM32控制程序编写
设置STM32与OLED模块相连接的IO设置为输出；
初始化OLED模块（步骤：硬复位SSD1306RST=0  延时10ms  RST=1、驱动IC初始化程序建议复位所有寄存器、开启显⽰、清零显存、开始显⽰）；
通过函数将字符和数字显⽰到OLED模块上。
"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
"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: 通过SPIO软件模拟SPI通信协议，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;  //OLED_CS = 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_CS = 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);
}
代码注意事项，关于⽚选引脚问题OLED_CS = 0/1；在硬件上已经解决，软件就不需要。
"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
"OLED.c"
//OLED的显存
//存放格式如下.
/
/[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];        //更新显存函数当中使⽤WriteData(OLED_GRAM[n][i]); 完成液晶刷新
//此部分GRAM对应OLED模块上的GRAM。在操作的时候，我们只需要修改STM32内部的GRAM，然后通过OLED_Refresh_Gram()函数将GRAM⼀次性刷新到OLED的GRAM中。此函数的具体内容先设置页地址，然后写⼊列地址，然后从0开始写⼊128个字节，这样就将⼀页的内容刷新过去。重复8次，将8
页的内容全部刷新过去。
/*************************************************************************/
/*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

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