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基于3线spi通信的oled（cubemx图形化编程软件）

时间：2023-05-17 15:07:00 直接绿色激光二极管二极管2c3蓝双色二极管

简介

spi通信原理

SPI是串行外设界面（Serial Peripheral Interface）缩写是一种高速、全双工、同步通信总线，芯片管脚只占用四条线，节省了芯片管脚，同时也是PCB由于这种简单易用的特点，越来越多的芯片集成了这种通信协议，节省了空间，提供了便利。比如flash闪存芯片W25Q64等。

多NSS片选图如下（还有其他方式，如菊花链等）
在这里插入图片描述
模式编号

  • CPOL代表的是SCK时钟线闲置状态下的电平，如CPOL为0时，SCK闲置时钟线为0，反之亦然。如下图所示。
  • CPHA代表的是SCK在奇数边缘采样或在数边缘采样，如下图所示CPHA=0时，在奇数边缘采样，即绿线；当CPHA=1时，在偶数边沿采样，就是上面标着2、4、6……的地方。

    spi线的种类

一般的SPI为4-wire模式
芯片管脚上只有四条线。
MISO(Master Input Slave Output)： 从设备数据输入主要设备数据输出。
MOSI(Master Output Slave Input)：从设备数据输出输入主器件数据。
SCK(Slava Clock)： 时钟信号，由主设备控制发出。
NSS（CS）： 主设备控制从设备中选择信号。NSS从设备中选择低电平。

SPI还有3-wire模式
芯片的管脚只占3(我们的)OLED正是这种模式)
MISO/MOSI： 主从双向通信。
SCK(Slava Clock)： 由主设备控制发出的时钟信号。
NSS（CS）： 主设备控制从设备中选择信号。NSS从设备中选择低电平。
其实质把MISO和MIOSI合成一条，如下图所示。

其实SPI还有很多知识还没有完成，主要是因为现在时间快凌晨了，以后再补，直接进入下一个环节

OLED介绍

OLED的基础介绍

OLED定义和优势

OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称有机电 激光显示（Organic Electroluminesence Display， OELD）。OLED由于具有自发光、无背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、柔性面板、使用温度范围广、结构简单、工艺简单等优良特点，被认为是下一代平面显示器的新兴应用技术。

OLED显示技术具有自发光的特点，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，这些有机材料会发光，OLED从2003年开始，这种显示设备视角大，可以节约电能。MP应用于3播放器。

  • LCD都需要背光，而且OLED不需要，因为它是自发光的。同样的显示，OLED效果更好。以目前的技术，OLED尺寸难以大规模化，但分辨率确实很高。

  • ALINETEK的0.96寸OLED模块
    模块有两种选择：单色和双色。单色为纯蓝色，双色为黄色和蓝色。单色模块的每个像素点只有亮点和不亮点，没有颜色区别；
    尺寸小，显示尺寸为0.96英寸，模块只有27英寸mm26mm大小；
    该模块的分辨率为128    64；

  • 该模块提供了多种接口方式，包括6800和8080两种并行接口方式 4线的串行SPI接口方式、 3线的串行SPI接口方式、IIC接口方式；
    不需要高压，直接3.3V你可以工作。
    OLED选择模块工作模式
    通过模块的四种模式BS1/BS设置(硬件设置)，BS1/BS如表所示：

    而我的OLED是的，是的SPI通信方式，他在内部MOSI和MISO两条线连接在一起，他默认选择电影NSS被拉低。

    其他引脚的描述如下：

  • VCC：电源3.3V供电。

  • GND：地线，和VCC同时收到同一台单片机，只有3台.3的压差，收到其他地方，不能保证是3.3V是的，可能会烧坏。

  • SCL：OLED从时钟信号；

  • SDA：硬件内部的数据线MISO和MOSI连接在一起，但这里只作为MOSI数据线使用

  • RST（RES）：硬复位OLED；

  • D/C（RS）：命令/数据标志(0、读写命令；1、读写数据)。

我的这个OLED是128x64、横向有128个像素发光点，纵向有64个像素发光点， 纵向发光点分为8页，每页128页x如下图所示

如果我们想在里面写数据来点亮像素点，我们必须找到相应的页面位置和列位置，然后使用字节数据纵向8点以下的高位填充的形式，怎么用？oled锁定位置的命令如下表所示

我们只需要使用后三个命令来锁定相应的位置 ：

  • 设置页面地址命令：在命令模式下ssd1306发送B0是第一页，发B7就是第8页。
  • 要找到列地址，需要同时设置两个命令，一个是列地址低4个命令，另一个是列地址高4个命令。如果我目前想锁定第125列，125对应的16进制是0x7D，所以我只需要同时发00x17和0x0D可以(没有顺序)

cubemx的配置

新建工程

1. 打开 STM32CubeMX 软件，点击“新建工程”

2. 选择 MCU 和封装

3.配置时钟

RCC 设置，选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)

选择 Clock Configuration，配置系统时钟 SYSCLK 为 72MHz
修改 HCLK 的值为 72 后，输入回车，软件会自动修改所有配置

4. 配置调试模式

非常重要的一步，否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器
SYS 设置，选择 Debug 为 Serial Wire

5.1 SPI参数配置

  • 在 Connectivity 中选择 SPI1 设置
  • 并选择 Transmit Only Master 只发送主模式（因为我们只需要向OLED写指令与数据就能使用OLED了，不需要从OLED接收数据）
  • 不开启 NSS 即不使用硬件片选信号（NSS直接选择外部引出的任意引脚为输出模式即可）
  • 配置成时钟4分频

这些配置从上到下分别是：

  • Frame Format：主从模式选择
  • Data Size：一次传输数据大小
  • First Bit：数据是高位在先还是低位在先
  • prescaler(for Baud Rate)：分频值
  • Clock Polarity(CPOL)：时钟空闲时的电平
  • Clock Phase(CPHA)：数据取样是在奇数取样还是在偶数取样（1Edge是奇数取样，2Edge是偶数取样）

对于正点原子的nano板子（STM32F103RBT6）来说，配置之后就会锁定两个引脚，一个是PA5(SCK),一个是PA7(MOSI),具体如下图所示。

5.2 GPIO参数配置

还有RST引脚和D/C引脚直接配置成推挽输出模式，如图：

5.3.1 工程配置1

5.3.2 工程配置2

这里要注意，工程名一定不能有中文，并且路径下也一定不能有中文

5.4 生成工程

6 软件编写

6.1 keil内工程配置

先建立oled.c和oled.h两个文件

在魔术棒这里面

点击这里把oled.h文件的路劲包含进工程里面

这个User文件是我在外面创建的文件

Debug这里配置成DAP烧录（针对正点nano最新的板子，旧板子用ST-Link即可）

进入右边的Settings里面，配置Flash Download中的下载后自动复位勾上

检查这里是否连上，若未显示这个只需在左下脚的Connect下拉框中选择under Reset(前先复位再烧录)即可，若还是没有连上则还有其他问题，检查硬件连接（是否连上，是否供电不足），软件ch340、st-link驱动是否安装等。

6.1 代码编写

oled.h

#ifndef __OLED_H__
#define __OLED_H__

#include "main.h"
#include "spi.h"
#include "gpio.h"


//修改对应的SPI句柄
#define OLED_SPI hspi1

//数据、命令引脚
#define Data_Cmd_Pin GPIO_PIN_4
#define Data_Cmd_GPIO_Port GPIOA

//复位脚
#define OLED_RST_Pin GPIO_PIN_6
#define OLED_RST_GPIO_Port GPIOA

//对该位写1或0
#define Data_Cmd_State(__D_C_State__) HAL_GPIO_WritePin(Data_Cmd_GPIO_Port, Data_Cmd_Pin, (GPIO_PinState)(__D_C_State__))
#define OLED_RST_State(__RST_State__) HAL_GPIO_WritePin(OLED_RST_GPIO_Port, OLED_RST_Pin, (GPIO_PinState)(__RST_State__))



/*OLED初始化*/
void OLED_Init(void);

/*清屏*/
void OLED_Clear(void);

/* 显示一个数字或英文 x位置，y时页位置（注意这里字符默认是高2页，宽8位的）， data是数据，type是类型是数字还是字符 */
void OLED_ShowChar(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t data);

/*显示字符串*/
void OLED_ShowString(uint8_t x, uint8_t y,  const char *fmt, ...);


#endif

oled.c

#include "oled.h"
#include "stdarg.h"
#include "stdio.h"



#define OLED_CMD 0
#define OLED_DAT 1

const unsigned char F8x16[];

//初始化命令
uint8_t CMD_Data[]={ 
        
0xAE, 0x00, 0x10, 0x40, 0xB0, 0x81, 0xFF, 0xA1, 0xA6, 0xA8, 0x3F,
0xC8, 0xD3, 0x00, 0xD5, 0x80, 0xD8, 0x05, 0xD9, 0xF1, 0xDA, 0x12,				
0xD8, 0x30, 0x8D, 0x14, 0xAF};

//向设备写控制命令
void OLED_WR_CMD(uint8_t cmd)
{ 
        
	Data_Cmd_State(OLED_CMD);//低电平是命令
	HAL_SPI_Transmit(&OLED_SPI, &cmd, 1, 0xff);
	Data_Cmd_State(1);//恢复
}

//向设备写数据
void OLED_WR_DATA(uint8_t data)
{ 
        
	Data_Cmd_State(OLED_DAT);//高电平是数据
	HAL_SPI_Transmit(&OLED_SPI, &data, 1, 0xff);
	Data_Cmd_State(1);//恢复
}

//初始化oled屏幕
void OLED_Init(void)
{ 
        
	OLED_RST_State(0);	
	HAL_Delay(200);
	OLED_RST_State(1);

	for(int16_t i=0; i<sizeof(CMD_Data); i++)
	{ 
        
		OLED_WR_CMD(CMD_Data[i]);
	}

	OLED_Clear();
}

//清屏
void OLED_Clear(void)
{ 
        	    
	for(int i=0;i<8;i++) 
	{ 
          
		OLED_WR_CMD(0xb0+i);
		OLED_WR_CMD (0x00); 
		OLED_WR_CMD (0x10); 
		for(int n=0;n<128;n++)
			OLED_WR_DATA(0x00);
	}
}

//设置光标坐标
void OLED_Set_Pos(uint8_t x, uint8_t y) 
{ 
        
	//0xb0~0xb7共8页
	//每一页，128列，一列1个字节，共128个字节
	//第一页的地址加上后面的y就是，对应的y页地址
	OLED_WR_CMD(0xb0+y);
	
	
	//设置列地址高4位
	OLED_WR_CMD((x>>4)|0x10);//取x的高4位
	//设置列地址低4位
	OLED_WR_CMD(x&0x0f);//取x的低4位
}

//写一个字节到指定坐标
void WriteByte(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t data)
{ 
        
	OLED_Set_Pos(x, y);
	OLED_WR_DATA(data);
}


//显示一个数字或英文
//x位置，y时页位置，data是数据
void OLED_ShowChar(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t data)
{ 
        
	//一个英文字符占8个列，16个行。
	#define Echar (16*8/8) + 1
	int num = 0;
	
	while(data != F8x16[num])//找到对应的字符在数组中的位置
	{ 
        
		num += Echar;
	}
	
	for(int i=0; i<2; i++)
	{ 
        
		for(int j=0; j<8; j++)
		{ 
        
			//拿出data对应数组的字符
			WriteByte(x+j, y+i, F8x16[num+1 + (i*8) + j]);
		}
	}
}

/* OLED显示一串字符 */
static char dat[128];	//16*8
void OLED_ShowString(uint8_t x, uint8_t y,  const char *fmt, ...)
{ 
        
	//printf方法
	va_list args;
	va_start(args, fmt);
	vsnprintf(dat, sizeof(dat) - 1, fmt, args);//把从args中得到的字符加入dat数组中
	va_end(args);
	
	int i=0;
	while(dat[i] != '\0')
	{ 
        
		OLED_ShowChar(x, y, dat[i++]);
		x += 8;//x的坐标移动到下一个字符的位置去
	}
}


/*英文字符*/
const unsigned char F8x16[] =
{ 
        
  ' ',0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,// 0
  '!',0x00,0x00,0x00,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x33,0x30,0x00,0x00,0x00,//! 1
  '\'',0x00,0x10,0x0C,0x06,0x10,0x0C,0x06,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//' 2
  '#',0x40,0xC0,0x78,0x40,0xC0,0x78,0x40,0x00,0x04,0x3F,0x04,0x04,0x3F,0x04,0x04,0x00,//# 3
  '$',0x00,0x70,0x88,0xFC,0x08,0x30,0x00,0x00,0x00,0x18,0x20,0xFF,0x21,0x1E,0x00,0x00,//$ 4
  '%',0xF0,0x08,0xF0,0x00,0xE0,0x18,0x00,0x00,0x00,0x21,0x1C,0x03,0x1E,0x21,0x1E,0x00,//% 5
  '&',0x00,0xF0,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x00,0x1E,0x21,0x23,0x24,0x19,0x27,0x21,0x10,//& 6
  '\'',0x10,0x16,0x0E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//' 7
  '(',0x00,0x00,0x00,0xE0,0x18,0x04,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0x18,0x20,0x40,0x00,//( 8
  ')',0x00,0x02,0x04,0x18,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x20,0x18,0x07,0x00,0x00,0x00,//) 9
  '*',0x40,0x40,0x80,0xF0,0x80,0x40,0x40,0x00,0x02,0x02,0x01,0x0F,0x01,0x02,0x02,0x00,//* 10
  '+',0x00,0x00,0x00,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x01,0x1F,0x01,0x01,0x01,0x00,//+ 11
  ',',0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0xB0,0x70,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//, 12
  '-',0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,//- 13
  '.',0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//. 14
  '/',0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x60,0x18,0x04,0x00,0x60,0x18,0x06,0x01,0x00,0x00,0x00,/// 15
  '0',0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,//0 16
  '1',0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,//1 17
  '2',0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,//2 18
  '3',0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00,0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,//3 19
  '4',0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,

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