基于SPI的OLED显示

一、SPI协议

1. SPI简介

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。

2. SPI通信原理

SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（用于单向传输时，也就是半双工方式）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。

（1）MOSI– SPI总线主机输出/ 从机输入（SPI Bus Master Output/Slave Input）；

（2）MISO– SPI总线主机输入/ 从机输出（SPI Bus Master Input/Slave Output)；

（3）SCLK –时钟信号，由主设备产生；

（4）CS – 从设备使能信号，由主设备控制（Chip select），有的IC此pin脚叫SS。

SPI框图如下：

其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。

接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。

在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。

3. GPIO口配置

关于SPI的具体工作过程及原理可以参考STM32中文参考手册

链接：https://pan.baidu.com/s/1F2fgQOWyiUYAc2z6TuCPSQ
提取码：3an4

二、OLED原理及应用

1. OLED原理

有机电致发光器件(OLED)属于低电压、高电流的双注人式发光器件，具有发光二极管的性质，所以有机电致发光器件又称之为有机电致发光二极管。当给器件施加一正向的外加偏压后，电子和空穴克服界面势垒，经由阴极和阳极注人到有机材料中，在外加电场的作用下迁移至发光层，在发光层内，当电子和空穴相遇时，由于库仑力的相互作用而形成暂态激子，由于暂态激子具有较高的能量处于不稳定态，所以一小部分激子可以通过晶格振动，将一部分能量传递给声子而消耗掉，另外的激子则发生复合，最终电子落人空穴，同时向外释放出一定的能量，而发光材料原子的最外层电子吸收这些能量后将处于激发态，当激发态的电子跃迁至基态时，向外辐射出光子，从而就产生了电致发光现象。有机电致发光器件的发光原理可以很简单的用三个步骤来说明，如图所示

)]

7针0.96英寸SPI OLED屏如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EVspQHWm-1637940303805)(
)]

OLED引脚与STM32的连接如下：

2. OLED显示

OLED主要函数

olde.h

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H			  	 
#include "sys.h"
 
//--------------OLED参数定义---------------------
#define PAGE_SIZE    8
#define XLevelL		0x00
#define XLevelH		0x10
#define YLevel       0xB0
#define	Brightness	 0xFF 
#define WIDTH 	     128
#define HEIGHT 	     64	

//-------------写命令和数据定义-------------------
#define OLED_CMD     0	//写命令
#define OLED_DATA    1	//写数据 
   						  
//-----------------OLED端口定义----------------
#define OLED_CS   GPIO_Pin_11   //片选信号           PB11
#define OLED_DC   GPIO_Pin_10   //数据/命令控制信号  PB10
#define OLED_RST  GPIO_Pin_12   //复位信号           PB12

//-----------------OLED端口操作定义---------------- 
#define OLED_CS_Clr()  GPIO_ResetBits(GPIOB,OLED_CS)
#define OLED_CS_Set()  GPIO_SetBits(GPIOB,OLED_CS)

#define OLED_DC_Clr()  GPIO_ResetBits(GPIOB,OLED_DC)
#define OLED_DC_Set()  GPIO_SetBits(GPIOB,OLED_DC)
 					   
#define OLED_RST_Clr()  GPIO_ResetBits(GPIOB,OLED_RST)
#define OLED_RST_Set()  GPIO_SetBits(GPIOB,OLED_RST)
						 

//OLED控制用函数
void OLED_WR_Byte(unsigned dat,unsigned cmd);     							   		    
void OLED_Display_On(void);
void OLED_Display_Off(void);
void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y);
void OLED_Reset(void);
void OLED_Init_GPIO(void);	   							   		    
void OLED_Init(void);
void OLED_Set_Pixel(unsigned char x, unsigned char y,unsigned char color);
void OLED_Display(void);
void OLED_Clear(unsigned dat);  
#endif

olde.c

#include "oled.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h" 	 
#include "delay.h"
#include "spi.h"
//OLED显存总共分为8页
//每页8行，一行128个像素点
//OLED的显存
//存放格式如下.
//[0]0 1 2 3 ... 127 (0~7)行	   
//[1]0 1 2 3 ... 127 (8~15)行	
//[2]0 1 2 3 ... 127 (16~23)行	
//[3]0 1 2 3 ... 127 (24~31)行	
//[4]0 1 2 3 ... 127 (32~39)行	
//[5]0 1 2 3 ... 127 (40~47)行	
//[6]0 1 2 3 ... 127 (48~55)行	
//[7]0 1 2 3 ... 127 (56~63)行			   

//数组每个bit存储OLED每个像素点的颜色值(1-亮(白色),0-灭(黑色))
//每个数组元素表示1列8个像素点，一共128列
static unsigned char OLED_buffer[1024] = 
{
   
   
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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