MSP432学习02--建立自己的oled硬件库

原创已于 2022-11-22 21:26:20 修改 · 1.1k 阅读

9 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#学习 #单片机 #嵌入式硬件

于 2022-11-22 21:16:03 首次发布

本文介绍如何为MSP432平台上的OLED屏幕(SSD1306)开发驱动程序，涵盖硬件I2C接口配置、数据手册解析及关键函数实现等核心内容。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

传送门：第一篇入门创建工程：MSP432学习01--新建keil空工程_Kindred。的博客-优快云博客

本文所会用到的附件：

链接：https://pan.baidu.com/s/1nuaua9iP-zPtb_3-ATP2gw?pwd=hr7j
提取码：hr7j

看这一节的前提是你已经建立好相应的工程文件，并且对于MSP432官方的驱动库有一定的熟悉程度。这篇文章旨在分享对于一个陌生的模块，如何创建一个属于自己的硬件库的过程。

最开始是创建文件过程，

新建.c和.h文件，以及将他们添加进项目，这里不再赘述，相信大家应该都清楚，主要强调一个习惯：每一个代码文件和每一个函数都要有自己的说明，这样不仅是为了别人的可读性，也为了自己隔几天还能看懂QAQ

以oled屏幕（SSD1306）的驱动为例，这里使用硬件I2C驱动。

这里记两个小知识点：

1.首先是SPI总线和I2C总线的区别（参考I2C和SPI简介_sunxiaolin2016的博客-优快云博客_i2c与spi：

I2C线序：

SDA(串行数据线)，I2C总线的数据信号线；
SCL(串行时钟线)，时钟信号线。
VCC，电压，典型电压为+5V或+3.3V
GND，接地

SPI线序：

SCLK，串行时钟（主机输出）
SSEL，Slave，从设备使能信号，由主设备控制
MOSI，Master output Slave input，主设备数据输出，从设备数据输入
MISO，Master input Slave output，主设备数据输入，从设备数据输出
GND，接地

I2C工作原理
I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，分别是：开始信号，结束信号和应答信号。
开始信号，SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号，SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号，接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已经收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未能收到应答信号，则判断为受控单元出现故障。

SPI工作原理
为了开始通信，总线主控器使用从属设备支持的频率来配置时钟。然后，主机在选择线上选择逻辑电平为0的从机。如果需要等待时间，例如模数转换，则主机必须在发出时钟周期之前至少等待该时间段。

在每个SPI时钟周期内，都会发生全双工数据传输。主机在MOSI线上发送一个位，从机读取它；而从机在MISO线上发送一个位，主机读取它。

传输通常涉及两个给定字长的移位寄存器，例如八位，一个在主机中，一个在从机中。它们以虚拟环形拓扑连接。数据通常先移出最高有效位。在时钟沿，主机和从机都移出一点并在传输线上输出到对方。在下一个时钟沿，在每一个接收器处，从传输线采样该位，并将其设置为移位寄存器的新的最低有效位。在寄存器位移入和移出后，主设备和从设备已交换了寄存器值。如果需要交换更多数据，请重新加载位移寄存器，然后重复该过程。传输可以持续任何数量的时钟周期。完成后，主机停止切换时钟信号。

传输通常由八位字组成。但是，其他字长也很常见。例如，用于触摸屏控制器或者音频解码器的16位字，也有一些ADC是12位字。

————————————————

2.然后下面是硬件I2C和模拟I2C的区别（参考硬件I2C与模拟I2C_JYU_hsy的博客-优快云博客_硬件i2c：

硬件I2C对应芯片上的I2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的，因而效率要远高于软件模拟的I2C；一般也较为稳定，但是程序较为繁琐。

硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置；而软件I2C是没有寄存器这个概念的。

软件I2C一般是使用GPIO管脚，用软件控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。

主要对比：

1.硬件IIC用法比较复杂，模拟IIC的流程更清楚一些。

2.硬件IIC速度比模拟快，并且可以用DMA

3.模拟IIC可以在任何管脚上，而硬件只能在固定管脚上。

再讲OLED屏幕显示的原理（主要是数据储存和显示的形式与方法）：

数据存储在oled内置的RAM中，我们常见的寻址方式是这种：

也就是说一页实际上对应了屏幕上的8行，而实际上只能选择精确到从哪一页开始（0-7）而不是从哪一行开始（0-63），这也导致了可以显示的字体高度是8的整数倍。

先放上SSD1306的手册，锻炼自己阅读手册的能力，接下来需要用到：https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/SSD1306.pdf

举几个典型的函数的例子：

首先是OLED_WR_Byte函数，之后会一直用到这个函数，本质是用I2C发送数据，这个函数起到的作用是判定这个字节是命令还是数据，参考下面的数据手册的内容，代码如下

//发送一个字节
//向SSD1306写入一个字节。
//mode:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(uint8_t dat, uint8_t mode)
{
  if (mode)
    MAP_I2C_masterSendMultiByteStart(EUSCI_BX, 0x40);
  else
    MAP_I2C_masterSendMultiByteStart(EUSCI_BX, 0x00);
  MAP_I2C_masterSendMultiByteFinish(EUSCI_BX, dat);
}

接着是开启oled显示的函数OLED_Display_On(void)，根据数据手册代码如下

0XA6:正常显示，0XA7反显

 /**
 *@brief reverse the color
 *@param 0:normal 1:reverse
 *@retval None
 */
//反显函数
void OLED_ColorTurn(uint8_t i)
{
  if (i == 0)
  {
    OLED_WR_Byte(0xA6, OLED_CMD); //正常显示
  }
  if (i == 1)
  {
    OLED_WR_Byte(0xA7, OLED_CMD); //反色显示
  }
}

最后是在指定位置显示一个字符 OLED_ShowChar，需要用到另一个函数OLED_Set_Pos，先解释OLED_Set_Pos，0xb0+y即从第y页开始，根据前面讲到的oled的显存共8页（0-7），每页128列（0-127），如设置第100行，x=0x64，低位(x & 0xf0) >> 4) | 0x10 = 0x16，取6，高位(x & 0x0f) = 0x04，取4，最后即为0x64，第100行。代码如下：

 /**
 *@brief set the coordinates(before displaying)
 *@param x[0, 127], y[0,7] position in the oled RAM
 *@retval None
 */
//坐标设置
void OLED_Set_Pos(uint8_t x, uint8_t y)
{
  OLED_WR_Byte(0xb0 + y, OLED_CMD);
  OLED_WR_Byte(((x & 0xf0) >> 4) | 0x10, OLED_CMD);
  OLED_WR_Byte((x & 0x0f), OLED_CMD);
}

再解释 OLED_ShowChar，这里会用到oledfont.h（会统一打包到附件里），里面是已经做好了的各种常见字母数字符号的点阵序列，我们只需要找到需要的字母的索引即可。

 /**
 *@brief display a character
 *@param x:0-127, y:0-7, chr: the character, sizey: the size of it, actually vertical size
 *@retval None
 */
//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~7
//sizey:选择字体 6x8  8x16
void OLED_ShowChar(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t chr, uint8_t sizey)
{
  uint8_t c = 0, sizex = sizey / 2;
  uint16_t i = 0, size1;
  if (sizey == 8)
    size1 = 6;
  else
    size1 = (sizey / 8 + ((sizey % 8) ? 1 : 0)) * (sizey / 2);
  c = chr - ' '; //得到偏移后的值
  OLED_Set_Pos(x, y);
  for (i = 0; i < size1; i++)
  {
    if (i % sizex == 0 && sizey != 8)
      OLED_Set_Pos(x, y++);
    if (sizey == 8)
      OLED_WR_Byte(asc2_0806[c][i], OLED_DATA); //6X8字号
    else if (sizey == 16)
      OLED_WR_Byte(asc2_1608[c][i], OLED_DATA); //8x16字号
    //		else if(sizey==xx) OLED_WR_Byte(asc2_xxxx[c][i],OLED_DATA);//用户添加字号
    else
      return;
  }
}