0.96OLED显示原理及FPGA驱动程序

很久以前玩的OLED，现在整理一下。

1 OLED模块介绍

1.1 模块

OLED：organic/polymer light emitting diode 高分子有机电激发光二极管
OLED模块原理图：

OLED模块结构图：

市面上统一尺寸的配置和设计大差不差的，OLED生产商大部分都是中景园电子，官网可以下载OLED 显示屏裸屏的资料。

以驱动芯片为SSD1306的屏为例：
OLED 显示屏裸屏外观：

驱动芯片SSD1306尺寸很小，6.76*0.86mm。仔细看在液晶屏下面一点点可以看到一个长条就是了。

1.2 SSD1306简介

SSD1306是一款带控制器的单片CMOS OLED/PLED驱动，用于OLED点阵图形显示系统。它由128个segment和64个common组成。该集成电路是为普通阴极型OLED面板设计的。

SSD1306内置了对比度控制、显示RAM和振荡器，减少了外部组件的数量和功耗。它有256级亮度控制。数据/命令从通用MCU通过硬件可选的6800/8000串行兼容并行接口，I2C接口或串行外设接口发送。它适用于许多小型便携式应用，如手机子显示器、MP3播放器和计算器等。

1.2 SSD1306引脚

SSD1306单片机接口由8个数据引脚和5个控制引脚组成。不同接口模式下的引脚分配如下表所示。

1.3 SSD1306接口配置

不同的MCU模式可以通过BS[2:0]引脚上的硬件选择来设置。根据原理图可知这款的BS[2:0]=3’b010。设置为I2C驱动。

I2C写数据与命令的时序：

contorl byte: 8’h40(数据)，8’h00(指令)
关于I2C时序，这里注意几个关键参数就行，其他的都是标准接口：

• I2C时钟周期最小为2.5us，即400KHz。
• 刷新率:
  取I2C时钟频率$f_{I^{2}C}$=350KHz。I2C驱动模块系统时钟为4倍I2C时钟频率$f_{sys}$=1.4MHz。
  从触发一次写到写完成大概需要130个系统时钟。
  完成一次刷新需要1048次I2C写，其中1024个数据以及24个指令。
  所以刷新率为：
  $$f_{refresh}=f_{sys}/130/1048\approx 10.276$$