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一.题目要求
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：
-
显示自己的学号和姓名；
-
显示AHT20的温度和湿度；
-
上下或左右的滑动显示长字符；
二.串行外设接口（SPI）
1.SPI简介
SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，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，越来越多的芯片集成了这种通信协议。
在大容量产品和互联型产品上，SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。SPI接口默认工作在SPI方式，可以通过软件把功能从SPI模式切换到I2S模式。
在小容量和中容量产品上，不支持I2S音频协议。
串行外设接口(SPI)允许芯片与外部设备以半/全双工、同步、串行方式通信。此接口可以被配置成主模式，并为外部从设备提供通信时钟(SCK)。接口还能以多主配置方式工作。它可用于多种用途，包括使用一条双向数据线的双线单工同步传输，还可使用CRC校验的可靠通信。
I2S也是一种3引脚的同步串行接口通讯协议。它支持四种音频标准，包括飞利浦I2S标准，MSB和LSB对齐标准，以及PCM标准。它在半双工通讯中，可以工作在主和从2种模式下。当它作为主设备时，通过接口向外部的从设备提供时钟信号。
2.SPI特征
● 线全双工同步传输
● 带或不带第三根双向数据线的双线单工同步传输
● 8或16位传输帧格式选择
● 主或从操作
● 支持多主模式
● 8个主模式波特率预分频系数(最大为fPCLK/2)
● 从模式频率 (最大为fPCLK/2)
● 主模式和从模式的快速通信
● 主模式和从模式下均可以由软件或硬件进行NSS管理：主/从操作模式的动态改变
● 可编程的时钟极性和相位
● 可编程的数据顺序，MSB在前或LSB在前
● 可触发中断的专用发送和接收标志
● SPI总线忙状态标志
● 支持可靠通信的硬件CRC
─ 在发送模式下，CRC值可以被作为最后一个字节发
3.SPI连接方式
通常SPI通过4个引脚与外部器件相连：
● 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。
● 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。
● SCK：串口时钟，作为主设备的输出，从设备的输入
● 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讯，避免数据线上的冲突。从设备的NSS引脚可以由主设备的一个标准I/O引脚来驱动。一旦被使能(SSOE位)，NSS引脚也可以作为输出引脚，并在SPI处于主模式时拉低；此时，所有的SPI设备，如果它们的NSS引脚连接到主设备的NSS引脚，则会检测到低电平，如果它们被设置为NSS硬件模式，就会自动进入从设备状态。当配置为主设备、NSS配置为输入引脚(MSTR=1，SSOE=0)时，如果NSS被拉低，则这个SPI设备进入主模式失败状态：即MSTR位被自动清除，此设备进入从模式。
4.SPI时序
首先，由主机把片选信号线SS 拉低，意为主机输出，在SS 被拉低的时刻，SCK 分为两种情况，若我们设置为 CPOL=0，则 SCK 时序在这个时刻为低电平，若设置为 CPOL=1，则 SCK 在这个时刻为高电平。采样时刻都是在 SCK 的奇数边沿(注意奇数边沿有时为下降沿，有时为上升沿)。CPHA=1时，数据信号的采样时刻为偶数边沿。
三.OLED
读者们如若要更为详细的OLED介绍可以进入官方网站进行更进一步了解。0.96inch SPI OLED Module
1.OLED简介
OLED即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display， OELD）。OLED 由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因为它是自发光的。这样同样的显示，OLED 效果要来得好一些。以目前的技术，OLED 的尺寸还难以大型化，但是分辨率确可以做到很高。
我们使用的是 ALINETEK 的 OLED 显示模块，该模块有以下特点：
1）模块有单色和双色两种可选，单色为纯蓝色，而双色则为黄蓝双色。
2）尺寸小，显示尺寸为 0.96 寸，而模块的尺寸仅为 27mmx26mm 大小。
3）高分辨率，该模块的分辨率为128x64。
4）多种接口方式，该模块提供了总共 5 种接口包括：6800、8080 两种并行接口方式、3线或 4 线的穿行 SPI 接口方式、IIC 接口方式（只需要 2 根线就可以控制 OLED 了）。
5）不需要高压，直接接 3.3V 就可以工作了。
- 注意：该模块不和 5.0V 接口兼容，所以在使用的时候一定要小心，勿直接接到 5V 的系统上去，否则可能烧坏模块。
2.接口定义
- 注意：
1、本模块支持IIC、3线制SPI以及4线制SPI接口总线模式切换（如图2红框内所示），具体说明如下：
A、使用4.7K电阻只焊接R3、R4，则选择4线制SPI总线接口（默认）；
B、使用4.7K电阻只焊接R2、R3，则选择3线制SPI总线接口；
C、使用4.7K电阻只焊接R1、R4、R6、R7、R8，则选择IIC总线接口；
2、接口总线模式切换后，需要选择相应配套的软件和相应的接线引脚（如图1所示），模块才能正常运行。相应的接线引脚说明如下：
A、选择4线制SPI总线接口，所有的引脚都需要使用； B、选择3线制SPI总线接口，只有DC引脚不需要使用（可以不接），其他引脚都需要使用；
C、选择IIC总线接口，只需要使用GND、VCC、D0、D1这四个引脚，同时将RES接高电平（可以接VCC），DC和CS接电源地；
3.引脚说明
- 注意：后续我们的硬件连接按照上图所示进行对OLED的线路连接
四.字模生成
首先我们需要下载字模提取软件，进入此网页寻找下载0.96inch SPI OLED Module
打开软件根据图示进行配置，记得点击确定
而后输入文字后便可生成我们需要的16进制的字模，点击储存字模将其保存出来。
五.STM32+OLED显示个人学号姓名
1.首先进入该网址下载其demo文件，我们只需要在上面进行更改便可以达到我们需要的效果。
2.代码更改
（1）更改内容显示部分，进入test.c文件找到TEST_MainPage函数
void TEST_MainPage(void)
{
GUI_ShowCHinese(28,20,16,"张若昀",1);//中文姓名
GUI_ShowString(4,48,"632007030603",16,1);
delay_ms(1500);
delay_ms(1500);
}
（2）文字存储，点开oledfont.h文件。字模存储文件在HARDWARE下的oledfont.h文件中，我们只需要将上面的字模代码加入const typFNT_GB16 cfont16[]中就OK啦
(3)main.c函数
在这里我们只需要主界面显示测试函数，即TEST_MainPage() 函数，其他全部注释掉即可：
（4）效果展示
在编译没有错误后，将其烧录得到结果如图所示。
六.STM32+OLED显示AHT20的温度和湿度
这里由于要显示温度，我们接着笔者上一篇的博客内容进行更改即可。
使用STM32F103完成基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集
（1）温湿度显示代码
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);
}
在bsp_i2c.c文件定义上面函数里面的变量
char strTemp[30]; //声明字符数组strTemp,初始化元素30
char strHumi[30]; //声明字符数组strHumi,初始化元素30
int t;
int h;
float a;
float b;
（2）点阵显示文字，加入至oledfont.h文件
"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*/
（3）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);
}
}
（4）我们将之前OLED代码里面的.h和.c文件都加入如今的温湿度传感器文件中。在这里笔者的小技巧是我们可以通过编译查看报错看看差什么文件然后继续加入文件，以此便可以成功。
（5）结果演示
编译无错后，进行烧录，将手放在温湿度传感器上可发现其变化，得到结果如下图所示
七.STM32+OLED上下或左右的滑动显示长字符
1.关于滚屏的设置各个函数列表
- 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
2.代码修改
（1）首先将生成的字模储存到对应的文件中
"君",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x04,0x08,0x04,0x08,0xFF,0xFE,0x04,0x08,0x04,0x08,0x3F,0xF8,
0x08,0x00,0x08,0x00,0x1F,0xF8,0x18,0x08,0x28,0x08,0x48,0x08,0x8F,0xF8,0x08,0x08,/*"君",0*/
"不",0x00,0x00,0x7F,0xFC,0x00,0x80,0x00,0x80,0x01,0x00,0x01,0x00,0x03,0x40,0x05,0x20,
0x09,0x10,0x11,0x08,0x21,0x04,0x41,0x04,0x81,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,/*"不",1*/
"见",0x00,0x00,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,
0x11,0x10,0x12,0x90,0x12,0x90,0x04,0x80,0x04,0x80,0x08,0x82,0x30,0x82,0xC0,0x7E,/*"见",2*/
"黄",0x04,0x40,0x3F,0xF8,0x04,0x40,0x04,0x40,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x1F,0xF0,0x11,0x10,
0x11,0x10,0x1F,0xF0,0x11,0x10,0x11,0x10,0x1F,0xF0,0x04,0x40,0x08,0x20,0x10,0x10,/*"黄",3*/
"河",0x00,0x00,0x20,0x00,0x17,0xFE,0x10,0x08,0x80,0x08,0x43,0xC8,0x42,0x48,0x12,0x48,
0x12,0x48,0x22,0x48,0xE3,0xC8,0x22,0x48,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x28,0x00,0x10,/*"河",4*/
"之",0x02,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x00,0x00,0x7F,0xF8,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x40,
0x00,0x80,0x01,0x00,0x02,0x00,0x04,0x00,0x18,0x00,0x24,0x00,0x43,0xFE,0x00,0x00,/*"之",5*/
"水",0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x08,0x01,0x08,0x7D,0x90,0x05,0xA0,0x09,0x40,
0x09,0x40,0x11,0x20,0x11,0x10,0x21,0x08,0x41,0x06,0x81,0x00,0x05,0x00,0x02,0x00,/*"水",6*/
"天",0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,
0x02,0x80,0x02,0x80,0x04,0x40,0x04,0x40,0x08,0x20,0x10,0x10,0x20,0x08,0xC0,0x06,/*"天",7*/
"上",0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x03,0xF8,0x02,0x00,
0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0xFF,0xFE,0x00,0x00,/*"上",8*/
"来",0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x7F,0xFC,0x01,0x00,0x11,0x10,0x09,0x10,0x09,0x20,
0xFF,0xFE,0x03,0x80,0x05,0x40,0x09,0x20,0x31,0x18,0xC1,0x06,0x01,0x00,0x01,0x00,/*"来",9*/
（2）点击test.c文件，修改好之前我们讲过的显示中文函数GUI_ShowCHinese
void TEST_MainPage(void)
{
GUI_ShowCHinese(0,10,16,"君不见黄河之水天上来",1);
delay_ms(1500);
delay_ms(1500);
}
（3）修改main.c
#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
}
（4）结果演示
编译无错后，进行烧录。得到结果如视频所示
OLED
之所以会闪烁是因为手机帧率的问题，肉眼是完全感受不到的。
八.总结
注意OLED显示时要对字长进行设置，否则无法完全显示出来。字模取模时，注意横向取模、纵向取模、倒序的差别，否则会得到一片模糊的点点，而不是正常清晰的汉字。
通过本次的实验笔者也学到了很多，学会了使用OLED，并且可以显示自己想喜欢的东西到OLED上，感觉还是挺好挺神奇的，OLED在之后的项目中也可以好好地利用一下，利用OLED来进行调试显示，用来观察一些重要的数据，以继续改进项目。总之要掌握好OLED的使用并且多多练习。
读者可以通过该链接访问此次笔者的完整代码 工程代码
参考
1.STM32+OLED屏显应用实例
2.在oled屏幕上显示汉字
3.基于STM32的0.96寸OLED显示屏显示数据
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