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一、准备工作: 将上一节搭建的工程复制一份，命名为“7.ssd1306”。这一节主要讲如何使用SAM4N的驱动SSD1306 OLED小液晶屏，实现简单的字符显示。 二、硬件说明: 笔者手上正好有个 OLED小屏幕，所以现在正好派上用场了。官方的例子中也有个OLED的驱动，用的也是SSD1306的控制器，分辨率是128*32。我手上这个OLED也是SSD1306的控制器，不同的是分辨率为128*64。液晶屏模块如下图：
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-27713.pngfile:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-5499.png 这个OLED的接口是SPI的，上面的图看到SDA和SCL的字样，但实际并不是I2C接口，以前买这个小屏的时候我也奇怪了，而且spi还没有引出cs线，默认就下拉的。 这个屏正好可以插在板子旁边的排针上，如下图： file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-909.png
硬件连接如下： SCL----PIOC12->PIO_SODR=(0x01<<12) SDA----PIOA25 RST ---- PIOC24 DC ---- PIOC23 下面是SSD1306的四线串行接口时序： file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-22405.png
因为这个OLED默认就把CS拉低了，所以每次传输可以不用去管CS，但没CS这几个IO就被独占了。从图上可以看到数据是在SCLK上升沿时被传入，高位在前。DC用于表示写入的是数据还是指令，DC为低时是指令写入，DC为高时是数据写入。 128*64的OLED在SSD1306的控制下，被分成8个页，每个页有8行128列，每个列对应一个字节。 三、程序编写: 首先定义OLED控制器对应的GPIO以及OLED的分辨率、缓冲区等。 #define SCL_SET() PIOC->PIO_SODR=(0x01<<12) #define SCL_CLR() PIOC->PIO_CODR=(0x01<<12) #define SDA_SET() PIOA->PIO_SODR=(0x01<<25) #define SDA_CLR() PIOA->PIO_CODR=(0x01<<25) #define RST_SET() PIOC->PIO_SODR=(0x01<<24) #define RST_CLR() PIOC->PIO_CODR=(0x01<<24) #define DC_SET() PIOC->PIO_SODR=(0x01<<23) #define DC_CLR() PIOC->PIO_CODR=(0x01<<23)
#define xsize 128 #define ysize 64 /*液晶屏的字体*/ static sFONT *LCD_Currentfonts; static uint8_t framebuffer[xsize * ysize / 8]; 这里我们采用了 framebuffer的方式，开辟一个对应屏的每个像素点的缓冲区。这种方式需要消耗一定的ram内存空间，但这点对于SAM4N片内80K的ram来说，微不足道。这样做的好处是可以在任意地方绘制各种图形，而且绘制完以后才刷新到lcd上，这在一定程度上避免了闪烁。 而且还可以对所显示的内容进行各种操作，比较灵活，但同时也需要付出点代价。 接下来是两个很重要的函数，那就是向SSD1306写指令和写数据函数，这两个是驱动的核心，基本所有对OLED的操作都要通过这两个函数来完成。 static void ssd1306_write_command(uint8_t command) { uint8_t i; DC_CLR(); for(i=0;i<8;i++) { if(command&0x80) { SDA_SET(); }else { SDA_CLR(); } SCL_CLR(); SCL_SET(); command<<=1; } } static void ssd1306_write_data(uint8_t data) { uint8_t i; DC_SET(); for(i=0;i<8;i++) { if(data&0x80) { SDA_SET(); }else { SDA_CLR(); } SCL_CLR(); SCL_SET(); data<<=1; } } 这是根据上面的时序图写的对OLED的写数据写指令两个函数，高位在前，在一个时钟上升沿时完成一个bit数据的传入。 接下来是对相应GPIO的初始化配置和OLED的初始化。 static void ssd1306_gpio_init(void) { /*使能PIOC和PIOA外设时钟*/ REG_PMC_PCER0=(0x01<<ID_PIOC)|(0x01<<ID_PIOA); /*使能PC23、PC24和PC12管脚*/ PIOC->PIO_PER|=(0x03<<23|0x01<<12); /*使能PC23、PC24管脚输出*/ PIOC->PIO_OER|=(0x03<<23|0x01<<12); /*使能PA25管脚*/ PIOA->PIO_PER|=(0x01<<25); /*使能PA25管脚输出*/ PIOA->PIO_OER|=(0x01<<25); SCL_SET(); SDA_SET(); DC_CLR(); RST_SET(); } void ssd1306_hw_init(void) { ssd1306_gpio_init(); // Do a hard reset of the OLED display controller ssd1306_hard_reset();
// Initialize the interface ssd1306_gpio_init();
// 1/32 Duty (0x0F~0x3F) ssd1306_write_command(SET_MULTIPLEX_RATIO); ssd1306_write_command(0x3F);
// Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F) ssd1306_write_command(SET_DISPLAY_OFFSET); ssd1306_write_command(0x00);
// Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F) ssd1306_write_command(SET_START_LINE(0x00));
// Set Column Address 0 Mapped to SEG0 ssd1306_write_command(SET_SEGMENT_RE_MAP_COL127_SEG0);
// Set COM/Row Scan Scan from COM63 to 0 ssd1306_write_command(SET_COM_OUTPUT_SCAN_DOWN);
// Set COM Pins hardware configuration ssd1306_write_command(SET_COM_PINS); ssd1306_write_command(0x12);
ssd1306_set_contrast(0xCF);
// Disable Entire display On ssd1306_write_command(ENTIRE_DISPLAY_AND_GDDRAM_ON);
ssd1306_display_invert_disable();
// Set Display Clock Divide Ratio / Oscillator Frequency (Default => 0x80) ssd1306_write_command(SET_DISPLAY_CLOCK_DIVIDE_RATIO); ssd1306_write_command(0x80);
// Enable charge pump regulator ssd1306_write_command(SET_CHARGE_PUMP_SETTING); ssd1306_write_command(0x14);
// Set VCOMH Deselect Level ssd1306_write_command(SET_VCOMH_DESELECT_LEVEL); ssd1306_write_command(0x40); // Default => 0x20 (0.77*VCC)
// Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock ssd1306_write_command(SET_PRE_CHARGE_PERIOD); ssd1306_write_command(0xF1);
ssd1306_display_on(); ssd1306_clear(BLACK); }
在SSD1306初始化时需要进行一些配置，比如显示方向，分辨率大小，时钟等。 有了这些东西还不够，这只是完成了初始化功能，要进行一些显示，还需要去扩展一下显示函数，下面是笔者实现的一些常用的图形显示函数：
void glcd_init(void) { ssd1306_hw_init(); glcd_set_font(&Font8x16); } /************************************************************* * 函数名：glcd_set_font() * 输入 ：sFONT *fonts 要设置的字体 * 输出 ：void * 描述 ：设置LCD的字体 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_set_font(sFONT *fonts) { LCD_Currentfonts = fonts; } /************************************************************* * 函数名：glcd_get_font() * 输入 ：void * 输出 ：sFONT * 获取字体 * 描述 ：设置LCD的字体 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ sFONT* glcd_get_font(void) { return LCD_Currentfonts; } void glcd_draw_pixel(uint16_t x, uint16_t y,color_t color) { if( x > xsize || y > ysize) { return; } { uint8_t page=y/8; uint8_t row=y%8; if(color==BLACK) { framebuffer[page*128+x]&=~(0x01<<row); }else { framebuffer[page*128+x]|=(0x01<<row); } } } void glcd_clear(color_t color) { ssd1306_clear(color); }
/************************************************************* * 函数名：glcd_draw_hline() * 输入 ：uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length 起点X和Y坐标及长度 * 输出 ：void * 描述 ：画水平线 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_draw_hline(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length,color_t color) { uint8_t page=Ypos/8; uint8_t row=Ypos%8; while(Length--){ if(color==BLACK) { framebuffer[page*128+Xpos]&=~(0x01<<row); }else { framebuffer[page*128+Xpos]|=(0x01<<row); } Xpos++; } } /************************************************************* * 函数名：glcd_draw_vline() * 输入 ：uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length 起点X和Y坐标及长度 * 输出 ：void * 描述 ：画垂直线 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_draw_vline(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length,color_t color) { while(Length--){ uint8_t page=Ypos/8; uint8_t row=Ypos%8; if(color==BLACK) { framebuffer[page*128+Xpos]&=~(0x01<<row); }else { framebuffer[page*128+Xpos]|=(0x01<<row); } Ypos++; } } /************************************************************ * 函数名：glcd_draw_rect() * 输入 ：uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Width, uint8_t Height 矩形左上角点的坐标及宽和高 * 输出 ：void * 描述 ：画矩形函数 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_draw_rect(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Width, uint8_t Height,color_t color) { glcd_draw_hline(Xpos, Ypos, Width,color); glcd_draw_hline(Xpos, Ypos+ Height, Width,color); glcd_draw_vline(Xpos, Ypos, Height,color); glcd_draw_vline(Xpos+ Width,Ypos, Height,color);
} /************************************************************* * 函数名：glcd_draw_circle() * 输入 ：uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Radius 圆心坐标点及半径 * 输出 ：void * 描述 ：画圆函数 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_draw_circle(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Radius,color_t color) { int32_t D;/* Decision Variable */ uint32_t CurX;/* Current X Value */ uint32_t CurY;/* Current Y Value */
D = 3 - (Radius << 1); CurX = 0; CurY = Radius;
while (CurX <= CurY) { glcd_draw_pixel(Xpos + CurX, Ypos + CurY,color); glcd_draw_pixel(Xpos + CurX, Ypos - CurY,color); glcd_draw_pixel(Xpos - CurX, Ypos + CurY,color); glcd_draw_pixel(Xpos - CurX, Ypos - CurY,color); glcd_draw_pixel(Xpos + CurY, Ypos + CurX,color); glcd_draw_pixel(Xpos + CurY, Ypos - CurX,color); glcd_draw_pixel(Xpos - CurY, Ypos + CurX,color); glcd_draw_pixel(Xpos - CurY, Ypos - CurX,color); if (D < 0) { D += (CurX << 2) + 6; } else { D += ((CurX - CurY) << 2) + 10; CurY--; } CurX++; } } /************************************************************* * 函数名：glcd_fill_rect() * 输入 ：uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Width, uint16_t Height 填充矩形左上角点、宽和高 * 输出 ：void * 描述 ：画一个填充的矩形 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_fill_rect(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Width, uint16_t Height,color_t color) { glcd_draw_hline(Xpos, Ypos, Width,color); glcd_draw_hline(Xpos, Ypos+ Height, Width,color);
glcd_draw_vline(Xpos, Ypos, Height,color); glcd_draw_vline(Xpos+Width, Ypos, Height,color); Width --; Height--; Xpos++; while(Height--) { glcd_draw_hline(Xpos, ++Ypos, Width,color); } } /************************************************************* * 函数名：glcd_fill_circle() * 输入 ：uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Radius 填充圆的圆心和半径 * 输出 ：void * 描述 ：画一个填充圆 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_fill_circle(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Radius,color_t color) { int32_t D; /* Decision Variable */ uint32_t CurX;/* Current X Value */ uint32_t CurY;/* Current Y Value */ uint32_t tempcolor; D = 3 - (Radius << 1);
CurX = 0; CurY = Radius;
while (CurX <= CurY) { if(CurY > 0) { glcd_draw_hline(Xpos - CurY, Ypos - CurX, 2*CurY,color); glcd_draw_hline(Xpos - CurY, Ypos + CurX, 2*CurY,color); }
if(CurX > 0) { glcd_draw_hline(Xpos - CurX, Ypos -CurY, 2*CurX,color); glcd_draw_hline(Xpos - CurX, Ypos + CurY, 2*CurX,color); } if (D < 0) { D += (CurX << 2) + 6; } else { D += ((CurX - CurY) << 2) + 10; CurY--; } CurX++; } glcd_draw_circle(Xpos, Ypos, Radius,color); } /************************************************************* * 函数名：glcd_draw_uniline() * 输入 ：uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2 起始点坐标和终点坐标 * 输出 ：void * 描述 ：画任意方向的直线 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_draw_uniline(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2,color_t color) { int16_t deltax = 0, deltay = 0, x = 0, y = 0, xinc1 = 0, xinc2 = 0, yinc1 = 0, yinc2 = 0, den = 0, num = 0, numadd = 0, numpixels = 0, curpixel = 0;
deltax = ABS(x2 - x1); /* The difference between the x's */ deltay = ABS(y2 - y1); /* The difference between the y's */ x = x1; /* Start x off at the first pixel */ y = y1; /* Start y off at the first pixel */
if (x2 >= x1) /* The x-values are increasing */ { xinc1 = 1; xinc2 = 1; } else /* The x-values are decreasing */ { xinc1 = -1; xinc2 = -1; }
if (y2 >= y1) /* The y-values are increasing */ { yinc1 = 1; yinc2 = 1; } else /* The y-values are decreasing */ { yinc1 = -1; yinc2 = -1; }
if (deltax >= deltay) /* There is at least one x-value for every y-value */ { xinc1 = 0; /* Don't change the x when numerator >= denominator */ yinc2 = 0; /* Don't change the y for every iteration */ den = deltax; num = deltax / 2; numadd = deltay; numpixels = deltax; /* There are more x-values than y-values */ } else /* There is at least one y-value for every x-value */ { xinc2 = 0; /* Don't change the x for every iteration */ yinc1 = 0; /* Don't change the y when numerator >= denominator */ den = deltay; num = deltay / 2; numadd = deltax; numpixels = deltay; /* There are more y-values than x-values */ }
for (curpixel = 0; curpixel <= numpixels; curpixel++) { glcd_draw_pixel(x, y,color); /* Draw the current pixel */ num += numadd; /* Increase the numerator by the top of the fraction */ if (num >= den) /* Check if numerator >= denominator */ { num -= den; /* Calculate the new numerator value */ x += xinc1; /* Change the x as appropriate */ y += yinc1; /* Change the y as appropriate */ } x += xinc2; /* Change the x as appropriate */ y += yinc2; /* Change the y as appropriate */ } }
/************************************************************* * 函数名：glcd_draw_char() * 输入 ：const uint16_t *c 字符编码 * 输出 ：void * 描述 ：LCD画一个字符 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_draw_char(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, const uint16_t *c,color_t color) { uint32_t index = 0, i = 0; uint16_t x = 0,y=0; y = Ypos;
for(index = 0; index < LCD_Currentfonts->Height; index++) { x=Xpos; for(i = 0; i < LCD_Currentfonts->Width; i++) {
if((((c[index] & ((0x80 << ((LCD_Currentfonts->Width / 12 ) * 8 ) ) >> i)) == 0x00) &&(LCD_Currentfonts->Width <= 12))|| (((c[index] & (0x1 << i)) == 0x00)&&(LCD_Currentfonts->Width > 12 )))
{ glcd_draw_pixel(x++,y,!color); } else { glcd_draw_pixel(x++,y,color); } } y++;
}
} /************************************************************* * 函数名：glcd_display_char() * 输入 ：uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint8_t Ascii 显示的位置和字符 * 输出 ：void * 描述 ：LCD显示一个字符 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_display_char(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint8_t Ascii,color_t color) { Ascii -= 32; glcd_draw_char(Xpos, Ypos, &LCD_Currentfonts->table[Ascii * LCD_Currentfonts->Height],color); } /************************************************************* * 函数名：glcd_draw_string() * 输入 ：u16 xpos, u16 ypos, u8 *ptr 显示的位置和字符串 * 输出 ：void * 描述 ：LCD显示一串字符 * 调用 ：外部调用 ***************************************************************/ void glcd_draw_string(uint16_t xpos, uint16_t ypos, uint8_t *ptr,color_t color) { uint16_t refypos=xpos; while(*ptr!=0) { glcd_display_char(refypos,ypos,*ptr,color); refypos+=LCD_Currentfonts->Width; ptr++; } } 有了这些基本的图形绘制函数，就可以在OLED上面绘制我们需要显示的一下图形了，下面是写的一个小例子： int main(void) { systick_hw_init(); led_hw_init(); USART0_Init(115200); glcd_init(); glcd_draw_string(0,0,"<<SSD1306 OLED>>",WHITE); glcd_draw_string(0,16,"Hello,SAM4N",WHITE); glcd_draw_string(0,32,"www.eeboard.com",WHITE); glcd_draw_string(0,48,"oled font test",WHITE); glcd_update(); while(1){ USART0_Init(115200); USART0_SendString("hello\r\n"); PIOB->PIO_CODR=(0x01<<LED0_PIN); delay_ms(100); PIOB->PIO_SODR=(0x01<<LED0_PIN); delay_ms(100); } } 这里主要显示4行字符，8*16大小点阵，这是在初始化时默认设置的字体。 这里要主要的是，每次绘制完需要显示时都要调用glcd_update()这个函数去更新，不然绘制的数据都是在framebuffer里面。 上面的例子显示效果如下：
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file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-11966.png
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发表于 2013-12-3 18:05:49
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