OLED屏显和汉字点阵编码

已于 2024-12-15 20:28:19 修改
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文章标签： mongodb 数据库
于 2024-12-15 18:42:37 首次发布
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一、SPI协议

串行外设接口(Serial Peripheral Interface)是一种同步外设接口，它可以使单片机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设备包括Flash RAM,网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。

1.1发展

串行外设接口总线(SPI)最早由Motorola首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式(Master—Slave)架构，支持一个或多个Slave设备，首先出现在其M68系列单片机中，由于其简单实用、性能优异，又不牵涉到专利问题，因此许多厂家的设备都支持该接口，广泛应用于MCU和外设模块如E2PROM、ADC、显示驱动器等的连接。需要注意的是，SPI接口是一种事实标准，大部分厂家都是参照Motorola的SPI接口定义来设计的，并在此基础上衍生出多种变种，因此，不同厂家产品的SPI接口在使用上可能存在一定差别，有的甚至无法直接互连(需要软件进行必要的修改)，在实际中需仔细阅读厂家文档确认。

1.2原理

利用SPI可以在软件的控制下构成各种系统。如一个主控制器和几个从控制器、几个从控制器相互连接构成多主机系统(分布式系统)、一个主控制器和一个或几个从I/O设备所构成的各种系统等。在大多数应用场合，可以使用一个主控制器作为主控机来控制数据，并向一个或几个从外围器件传送该数据。从器件只有在主控机发命令时才能接收或发送数据，其数据的传输格式是高位(MSB)在前，低位(LSB)在后。单主系统只有一台主控制器，其他均为从控制器。

1.3组成结构

SPI系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件接口，它只需4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线(MISO)、主机输出/从机输入数据线(MOSI)和低电平有效的从机选择线(NSS)。

(1)MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

(2)MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

(3)SCK：串口时钟，作为主设备的输出，从设备的输入。

(4)NSS：从设备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从设备。它的功能是用来作为片选引脚，让主设备可以单独地与特定从设备通信，避免数据线上的冲突。
SPI是一个环形总线结构，由NSS、SCK、MISO、MOSI构成，NSS引脚设置为输入，MOSI引脚相互连接，MISO引脚相互连接，数据在主和从之间串行地传输(MSB位在前)。

1.4工作方式

1.4.1主动方式

SPI有主从两种工作方式。在主模式下，SPI为其他节点的SPICLK引脚提供串行时钟，数据从SPISIMO引脚输出，从SPISOMI引脚输入。主控制器写人数据到寄存器SPITXBUF便启动发送，数据从SPITXBUF传送到SPIDAT中再通过SPISIMO引脚发送出去，先发送最高位；同时，主控制器接收到的数据通过SPISOMI引脚移入寄存器SPIDAT的最低位。当选定数量的位数发送完时，整个数据发送完毕，紧接着接收完毕(通过SPISIMO引脚发送的SPIDAT的数据最高位每移出一位后就会从SPISOMI引脚移人一位到SPIDAT最低位)。首先将接收到的数据传送到寄存器SPIRXBUF，并进行右对齐，供CPU读取。

1.4.2从动方式

在从动方式下，数据从SPISOMI引脚移出并由SPISIMO引脚移入。SPICLK引脚作为串行移位时钟的输入。
为了接收数据，串行外设接口等待网络主控制器送出的SPICLK信号，然后它将SPISIMO引脚上的数据移入到SPIDAT寄存器。如果从控制器同时也发送数据，则必须在SPICLK信号开始之前把数据写入到SPIRXBUF或SPIDAT寄存器中。
在这里插入图片描述

二、显示自己的学号和姓名

2.1LED相关资料

http://www.lcdwiki.com/zh/0.96inch_SPI_OLED_Module

2.2运行厂家Demo程序

1、下载程序;
链接：http://www.lcdwiki.com/res/Program/OLED/0.96inch/SPI_SSD1306_MSP096X_V1.0/0.96inch_SPI_OLED_Module_SSD1306_MSP096X_V1.0.zip
2、打开资料包，选择0.96inch_SPI_OLED_Module_SSD1306_MSP096X_V1.0\1-Demo\Demo_STM32\0.96inch_OLED_Demo_STM32F103RCT6_Hardware_4-wire_SPI\PROJECT，打开Demo的工程，使用keil编译
在这里插入图片描述

2.3硬件连接

在这里插入图片描述

2.4使用字模提取软件提取文字代码

1.链接：http://www.lcdwiki.com/zh/0.96inch_SPI_OLED_Module
下拉找到PCtolCD
在这里插入图片描述
2.解压后打开文件运行
在这里插入图片描述
3.使用方法
http://www.lcdwiki.com/zh/0.96inch_SPI_OLED_Module
下拉找到
在这里插入图片描述
4.选项配置输出字符
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
5.输入想显示的字符
点击生成字模，保存字模
在这里插入图片描述

2.5配置代码

1.打开之前的KEIL工程
找到如图所示的文件oldefont.h，修改 const typFNT_GB16 cfont16[] = 函数，按照上列添加文字
在这里插入图片描述

2.打开test.c,修改TEST_MainPage函数
在这里插入图片描述

void TEST_MainPage(void)
{	
	GUI_ShowCHinese(28,20,16,"你的名字",1);
	GUI_ShowString(4,48,"你的学号",16,1);
	delay_ms(1500);		
	delay_ms(1500);
}

在这里插入图片描述

GUI_ShowChinese() 的参数
参数一：X 坐标
参数二：Y 坐标
参数三：汉字点阵大小（这里使用的是 16×16 的，参数应该是 16）
参数四：要显示的汉字
参数五：显示样式（1：白字黑底；0：黑字白底）

GUI_ShowString() 的参数
参数一：X 坐标
参数二：Y 坐标
参数三：字符串（ASCLL码中的）
参数四：bit（表示字符显示格式，这里我用的 16 ，和汉字一样高）
参数五：显示样式（1：白字黑底；0：黑字白底）

3.修改main主函数
在这里插入图片描述

2.6效果展示

在这里插入图片描述

三、OLED滚动显示

3.1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。

3.2代码撰写

同样，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,"好好学习",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 26/27
    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
	TEST_MainPage();
	OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动
}

在这里插入图片描述

3.3效果展示

video_20241215_201841(2)

4、OLED显示AHT20的温度和湿度

4.1代码编写

温湿度显示->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);
  }
}

其中，采集的速度可以自行更改

总结

汉字由点阵数据表示，通过将点阵数据写入显示缓冲区实现显示。
点阵字体存储格式：
横向排列：每一行的数据连续存储。
纵向排列：每一列的数据连续存储。

参考

https://blog.youkuaiyun.com/apple_52030329/article/details/127887444
https://blog.youkuaiyun.com/qq_64235654/article/details/134481001

m0_74181342
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size1/8＋size1％8的作用是取出汉字所占页数，乘上字宽也就得出需要写的次数。（一次写8个竖着的像素点，原理前文有介绍过）利用画点函数吧八个竖着的像素数据画出来，x就往下自增1，当x的增量为字宽时，就移到下一页继续写，这个就是现实汉字的原理了。如果是从我第一篇文章看起，这个还是很容易理解的。
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：
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本次实验通过使用OLED屏幕和汉字点阵编码原理，实现了三个功能：显示学号和姓名、显示AHT20的温度和湿度、上下或左右滑动显示长字符。通过本次实验，我对OLED屏显和汉字点阵编码原理有了更深入的理解，并掌握了使STM32F103的SPI或IIC接口来操作OLED屏幕的方法。同时，我也学会了如何连接和使用AHT20温湿度传感器，并将其数据显示在OLED屏幕上。最后，我实现了上下或左右的滑动显示长字符的功能，增加了实验的趣味性和实用性。
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字体是16*16点阵，说明是16行 16列；从上面可以知道，16行就是2个竖起来的字节（2*8=16），第一个竖起来的字节和数组里第一行对应；那么数组的每一行需要多少个字节呢，因为是16列，所以就是16个字节；然后让一个字节竖起来放（这里为了好理解，这样描述）（如图，从上到下就对应D0到D7），刚好这一个字节就是这一列所对应的8行；然后依次取128列，就是一列一列的取，所以就是列行式；然后再说汉字最常用的16*16点阵，为什么是32个字节（2 *16 字节）:比如：济。
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通过stm32f103c8t6配置完成基于I2C协议的0.96oled屏显
01-07
### STM32F103C8T6 I2C 0.96寸 OLED 显示屏配置方法 #### 初始化硬件接口 为了使STM32F103C8T6能够通过I2C协议与OLED显示屏通信，需先初始化相应的GPIO引脚以及I2C外设。具体来说，SCL连接到PB6，SDA连接至PB7[^1]。 ```c // 在main函数前定义全局变量用于保存I2C句柄 I2C_HandleTypeDef hi2c1; void MX_I2C1_Init(void) { hi2c1.Instance = I2C1; hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000; // 设置标准模式下的波特率 hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2; hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0; hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT; hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE; hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0; hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE; hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE; if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } ``` #### 配置OLED显示模块 完成上述操作之后，接下来就是针对OLED的具体设置了。这包括但不限于设置亮度、对比度等基本属性，并确保其处于正常工作状态。对于SSD1306驱动器而言，可以通过发送特定命令序列来达成目的。 ```c static void SSD1306_Command(uint8_t cmd) { HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, SSD1306_ADDR << 1, 0x00, 1, &cmd, sizeof(cmd), 10); } void Init_Screen() { const unsigned char init[] = { 0xAE, 0xD5, 0xF0, 0xA8, 0x3F, 0xD3, 0x00, 0ADX, 0X00, 0XA0, 0XC8, 0xDA, 0X12, 0X81, 0XCF, 0XD9, 0XF1, 0XA4, 0XA6, 0xAF }; for(int i=0;i<sizeof(init);i++) SSD1306_Command(init[i]); } ``` #### 实现文字或图形绘制功能 最后一步则是开发应用程序逻辑部分，比如想要在屏幕上打印汉字，则可以调用之前提到过的`OLED_ShowCHINESE()`函数[^2]；如果希望创建动态效果，如滚动条目，则可参照提供的代码片段执行相应指令集[^3]。
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