5_1_2_首页信息展示屏_OLED 开发与体验|学习笔记

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5_1_2_首页信息展示屏_OLED 开发与体验

 

内容介绍：

一、OLED开 发与体验

1.OLED 显示屏

2. OLED 硬件

3.OLED 扫描模式

4.SH1106扫描方式

5.SH1106刷新整个屏幕的 sample code

6.SH1106画点原理

7.SH1106画点代码

8.SH1106驱动代码路径：

9. HaaS EDU K1 homepage 页面的代码

 

一、OLED 开发与体验

1.OLED 显示屏

OLED ( Organic Light-Emitting Diode )有机电激光显示

也称为有机发光半导体，属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比。

如图所示，上面阳极，下面是金属阴极，阳极表面会形成空穴传输层，阴极表面会形成电子传输层，通电之后，OLED在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。

OLED 屏幕上有些区域变亮，有些区域不亮就形成我们所看到的图案。

2. OLED 硬件

HaaS EDU K1内置了一块单色 OLED 屏

OLED 屏幕的驱动芯片是 SH1106

SH1106和 HaaS1000主芯片之间是通过 SPIO 接口进行通信

上图是 SH1106和 HaaS1000主芯片的电路连线图，除了 OLED 模块的最小电路之外，和 HaaS1000的连线有四根，分别是 RES、D/C、SCLK、SDIN 

一个 SPI 接口一般有4根引脚:

①主设备输出(MOSI/Master Out Slave In)

②主设备输入(MISO/ Master In Slave Out)

③数据时钟(SCLK)

④片选(CS / Chip Select)

一条 spi 总线上面支持一个主设备和多个从设备，主设备是怎样决定当前 spi 通信是和哪个主设备进行通信的？是通过CS 片选信号进行选择，在 SPI 传输之前会先将从设备的 SPI 设置成有效状态，对应的从设备便知道接下来的 SPI 通信是自己要参与的，又因为在原理图当中，OLED 对应的 CS 引脚是直接经过一个十倍的电阻连接到地上的，这是因为在设计过程中，将 SPI0作为专门控制 OLED 的通道，因此又可以省掉一根 CS 引脚。

SH1106上面的 D/C 引脚是 Data、Command 控制信号的意思。引脚拉高时，SPI 的 MOSI 上的数据代表的是实际的数据信息，D/C 引脚拉低时，MOSI 上传输的信息是控制指令，SCLK 就是S PI 的时钟信号，SDIN 就是 MOSI 的引脚。

3.OLED 扫描模式

接下来讲述 OLED 显示数据的模式。前面说到 OLED 的屏幕分辨率是132乘64，每个像素点占用数据的一个 bit，一般的数据传输是以字节（byte）为单位进行传输的。

也就是说传输一个字节的数据可以控制8个像素点的量，在收到一个 bit 之后，OLED 屏幕可以先刷新一行或一列，按照刷新模式的不同，OLED 共有四种刷新模式：第一种是逐行扫描，在这种模式下面，收到第一个 byte 之后，会先刷新第一行的前八个像素；接下来第二个 byte 刷新第一行的第9到第16个像素；收到后面的数据，以此类推，先把第一行的所有像素刷新完成之后，再一次刷新第二行、第三行，直到刷新完整个屏幕。

第二种是逐列式，收到第一个 byte 之后，它会先把第一列的前八个像素点刷新上去；然后再收到第二 个byte，则会把第一列的第9到第16个像素点刷新上去；收到后面的数据则以此类推，先把第一列的所有像素更新完，然后再更新第二列，直到把整个屏幕都更新完成。

第三种是行列式，行列式是收到第一个 byte 之后，先刷新第一行的前八个像素点；然后收到第二个 byte，刷新第二行的前八个像素点。以此类推，刷新第三行的前八个像素点，把第N行的前八个像素点全刷新，完成之后才刷新第一行的第九到第16个 byte，第二行的第九到第16个呗。然后以此类推，把整个屏幕都刷新完成。

最后一种就是列行式。列行式是在收到第一个 byte 之后，先刷新第一列的前八个像素，然后接下来的第二个 byte 刷新第二列前八个像素。

之后以此类推，在刷新完所有列的前八个像素之后，再从第一列的第九到第16个像素开始刷新，直到刷新完整个屏幕。

4.SH1106扫描方式

在它的 data sheet 当中提到屏幕从上到下，共8个 page；屏幕从左到右，共 O0H-83H , 132列；每个 page 中的每—列都是一个完整的 Byte (下一页)，刷新时会逐个配置进行刷新，也就是先刷新 page0的第一列，再刷新第二列，一直刷新到第132列；再刷新 page1的第一列第二列，直到最后把 page7的132列全刷新完成。按照上一个知识点的定义，我们可以看到 SH1106采用的是列行式的刷新方式。

在代码中用一个二维数组代表整个屏幕的所有数据信息，数组为：

uint8_t OLED_GRAM[8][132];它可以代表// 8bit*132列*8页

下图为 data sheet 中描述的填充数据的标准操作流程：

通过设置 Page 地址和 Column 地址，我们可以确定整个 RAM 中的唯一一处 Byte。每个 Page 包含了8行*132列，而每输入一个 Byte，其实是纵向填充每页中的一列。例如，Byte1的位置对应了 Page 0的 Column 1。

每个显示数据读/写命令都会使指定的 Column 地址递增(+1)。这样可以连续访问 MPU 显示数据。由于列地址与页面地址无关。因此，例如，当从页面0列83H，移至页面1列00H 时，必须重新指定页面地址和列地址。

通过持续写入数据和变换页地址，我们就能够将整个屏幕填充为我们想要的图像。

设置 Page 地址及 Column 地址的指令

其中，列地址的高四个 byte 和低四个 byte 需要分别用两条指令来进行设定，配置地址则可以通过一条指令设定完成。比如说，要向 page1的第0列写入一个数据的时，则需要一次发送（0XB1，0X10，0X00）给 SH1006。

5.SH1106刷新整个屏幕的 sample code

根据前面的描述，如果要画一个点到屏幕上，只需要将对应像素点所在字节中的正确的 bit 进行修改，然后将OLED_GRAM 整个结构体的数据刷新到屏幕上。

下面是刷新屏幕的三步 code：

uint8_t OLED_GRAM[8] [132];         l / 8bit*132列*8页

void OLED_Refresh_GRAM( void)

{

uint8_t i，j;

for (i = 0; i < 8; i++)

{

/*设置显示的起始地址*/

write_command ( 0xB0 + i);            //设置页地址(行)

write_command ( 0x00 ) ;             //设置列地址的低四位

write_command (0x10);               /设置列地址的高四位

write_data_page(OLED_GRAM [i]，132);

}

因为 SH1106是列行式的刷新模式，所以在写入数据的时，需要先设定操作的行数。然后依次写入132个 byte，就可以将配置地址为 i 的这一整行都进行刷新，然后循环八次就可以把 page0到 page7整个屏幕刷新一遍。

6.SH1106画点原理

由于前面实现了向 OLED 填充整个帧的方法，因此我们所有的操作只需要在 OLED_GRAM 上进行即可。

计算像素点三元素：Page 地址、Column 地址、当前位置的数据( byte )

设屏幕的左上角为原点，对于一个像素点( x,y )，可以知道：

Page 地址: y/8     Column 地址:x

目标 Byte:在原有数据的基础上进行 bit 与、或及异或操作

② 计算 bit 的偏移量: bit_offset = y%8

②进行位操作

将某个比特置0熄灭像素): byte &= ~(0x01 << bit_offset) 

将某个比特置1(点亮像素): byte |=(0x01<< bit_offset)

将某个比特置反（翻转像素):byte ^ =(0x01 << bit_offset)

7.SH1106画点代码

void OLED_DrawPoint(int16_t x, int16_t y, uint8_t mode)

{

if ((x > (131)) (y > 63)lx <0 ly < 0)

return;              //如果坐标超出范围则不显示

uint8_t page = y / 8;   //计算页数例如像素点（7,13）则 page = 13/8 = 1该像素点所在位置为 PAGE1的第7列

uint8_t bit_offset = y % 8;  //计算像素点 bit 在对应 Byte 中的偏移例如像素点(7,13）则 bit_offset = 13%8 = 5 该像素点在该 PAGE 的第5行

uint8_t mask = 0x01 << bit_offset;   //生成一个像素点 例如像素点（7,13) 则 mask = 0b 0010 0000它正好遮罩了目标像素点

if (mode == 0)      // mode = 0时反显

OLED_GRAM[page] [x] &= ~mask;  //该像素点位置 置0

if (mode == 1)         // mode = 1 时正显

OLED_GRAM[page] [x] |= mask;     //该像素点位置 置1

1if (mode == 2)       // mode = 2时翻转

OLED_GRAM[page] [x] ^= mask;v       //该像素点位置翻转

}

有了最基本的像素绘制后，我们就可以进行各种图案的绘制。目前支持的绘画直线、矩形、圆形等多种方式，都是基于画点来实现。

8.SH1106驱动代码路径：

Application\example\edk_demo\sensors\oled\lsh1106.c

Application\example\edk_demo\sensors\oled\sh1106.h

Application\example\edk_demo\sensors\oled\font.h(写入字符的时候需要查询此表,此表提供了画圆、线、字符、字串等API)

void oLED_Refresh_GRAM(void) ;

void OLED_Clear(void);

void OLED_Full(void);

void OLED_DrawPoint(int16_t x，int16_t y，uint8_t mode);

void OLED_DrawLine(int16_t x0，int16_t y0，int16_t x1，int16_t y1，uint8_t mode);

void OLED_DrawVerticalLine(uint8_t x，uint8_t y，uint8_t length，uint8_t mode);

void OLED_DrawHorizontalLine(uint8_t x，uint8_t y,uint8_t length，uint8_t mode);

void OLED_DrawRect(uint8_t x，uint8_t y，uint8_t width，uint8_t height，uint8_t mode);

void OLED_FillRect(uint8_t xMove，uint8_t yMove，uint8_t width，uint8_t height，uint8_t mode);

void OLED_DrawCircle(uint8_t x0，uint8_t y0，uint8_t radius，uint8_t width，uint8_t mode);

void OLED_FillCircle(uint8_t x0，uint8_t y0，uint8_t r，uint8_t mode);

void OLED_Show_Char(uint8_t x，uint8_t y，uint8_t chr，uint8_t size，uint8_t mode);

void OLED_Show_String(uint8_t x，uint8_t y， const uint8_t *p，uint8_t size，uint8_t mode);

void OLED_Icon_Draw(int16_t x, int16_t y, icon_t *icon，uint8_t mode);

void OLED_test(int flag);

9. HaaS EDU K1 homepage 页面的代码

接下来讲述首页信息屏的部分代码：

application/example/edu_demo/k1_apps/homepage/homepage.c

void homepage_task(void)

{

unsigned char c = 0;

struct tm*info;

struct timespec tv;

uint8_t image_version[22];

uint8_t tmp[22];

netmgr_stats_t stats;

while (1)

{

OLED_Clear(;

/*获取GMT时间*/    清空屏幕

clock_gettime(CLOCK_REALTIME，&tv);

// printf("\r\n=====timespec is : %d===\r\n", tv);  获取系统时间

info = gmtime(&tv);

生成时间字串

snprintf(tmp，21，"%2d:%02d"，(info->tm_hour) % 24, info--tmmin2Y;

OLED_Show_String(0，12* 0， tmp，12，1);  将时间字串显示在屏幕上

if (wifi_connected)

{

如果Wi-Fi连线成功  

OLED_Icon_Draw(86，0，&icon_wifi_on_12_12，0);    则将Wi-Fi图标显示在屏幕上行

}