功率監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)DIY——實(shí)現(xiàn)OLED屏幕顯示信息
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1 任務(wù)目標(biāo)
實(shí)現(xiàn)OLED 屏幕顯示信息
2 OLED介紹
此款OLED是Seeed Studio 出品的Grove 接口的0.96英寸OLED 顯示屏，驅(qū)動(dòng)IC 為SSD1315.
OLEDDisplay 0.96” SSSD1315 V1.1分辨率為128×64。
供電為3.3 V 或者5 V，通信接口為I2C。
考慮到電流表INA219也是I2C通信接口，在STM32開發(fā)板上使用同一組I2C 硬件，OLED和INA219配置不同的器件地址，就可以一個(gè)I2C控制器驅(qū)動(dòng)兩個(gè)I2C器件。
此開發(fā)板有Arduino接口，恰好把Seeed Base Shield擴(kuò)展板接上。
3 STM32 I2C配置
3.1 選用I2C1
Nucleo-F411RE管腳分配
3.2 STM32CubeMX工程配置
● 在Connecity 中選擇I2C1
● 在右側(cè)使能i2c
● 配置I2C 參數(shù)為Standard Mode，速率100 KHz，地址為7 比特，主要的從器件地址為0×78
3.3 PB8配置為SCL
3.4 PB9配置為SDA
4 PCtoLCD漢字取模軟件
此次任務(wù)在OLED 上展示中文字符如下：
電子產(chǎn)品世界
得捷
你好
功率檢測(cè)
系統(tǒng)控制
電壓電流
所有取模的文字：
電子產(chǎn)品世界得捷你好功率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制電壓流
PCtoLCD2002軟件配置如下：
● 點(diǎn)陣格式：陰碼
● 取模方式：列行式
● 取模走向：逆向（低位在前）
● 自定義格式：C51 格式，且行前綴、行后綴都為空。
在輸入框輸入文字后點(diǎn)擊“生成字模”，拷貝到工程中即可。
5 流程圖
6 關(guān)鍵代碼
6.1 主函數(shù)
● HAL庫(kù)初始化
● 時(shí)鐘初始化
● 硬件初始化，如GPIO，TIM，UART，I2C 等
● OLED 初始化，清屏
● 顯示界面，界面切換，死循環(huán)
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1. int main(void)
2. {
3. /* USER CODE BEGIN 1 */
4.
5. /* USER CODE END 1 */
6.
7. /* MCU Configuration--------------------------
------------------------------*/
8.
9. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
10. HAL_Init();
11.
12. /* USER CODE BEGIN Init */
13.
14. /* USER CODE END Init */
15.
16. /* Configure the system clock */
17. SystemClock_Config();
18.
19. /* USER CODE BEGIN SysInit */
20.
21. /* USER CODE END SysInit */
22.
23. /* Initialize all configured peripherals */
24. MX_GPIO_Init();
25. MX_USART2_UART_Init();
26. MX_TIM1_Init();
27. MX_I2C1_Init();
28.
29. /* USER CODE BEGIN 2 */
30.
31. printf(“rn”);
32. printf(“tt EEPW_2025_DIY1_Task2_
OLED rn”);
33. printf(“tt Build: %s %s rn”, __DATE
__, __TIME__);
34. printf(“rn”);
35.
36. HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);
37.
38. OLED_Init();
39.
40. /* USER CODE END 2 */
41.
42. /* Infinite loop */
43. /* USER CODE BEGIN WHILE */
44. while (1) {
45. screen_00_welcome();
46. HAL_Delay(1000 * 3);
47. screen_01_welcome();
48. HAL_Delay(1000 * 3);
49. screen_02_diy_power_monitor();
50. HAL_Delay(1000 * 5);
51. /* USER CODE END WHILE */
52.
53. /* USER CODE BEGIN 3 */
54. // HAL_Delay(2000);
55. }
56. /* USER CODE END 3 */
57. }
6.2 I2C 初始化
這里的初始化代碼是STM32CubeMX生成的，初始化參數(shù)來自界面配置的參數(shù)。
● 函數(shù)MX_I2C1_Init() 先保存I2C 參數(shù)到hi2c1 結(jié)構(gòu)體上，調(diào)用HAL_I2C_Init() 初始化硬件
● 函數(shù)HAL_I2C_MspInit() 由HAL_I2C_Init() 函數(shù)調(diào)用，初始化I2C1 管腳，配置為復(fù)用功能
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1. void MX_I2C1_Init(void)
2. {
3.
4. /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 */
5.
6. /* USER CODE END I2C1_Init 0 */
7.
8. /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 */
9.
10. /* USER CODE END I2C1_Init 1 */
11. hi2c1.Instance = I2C1;
12. hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
13. hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
14. hi2c1.Init.OwnAddress1 = 240;
15. hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
16. hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
17. hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
18. hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
19. hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
20. if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
21. {
22. Error_Handler();
23. }
24. /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 */
25.
26. /* USER CODE END I2C1_Init 2 */
27.
28. }
29.
30. void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef*i2cHandle)
31. {
32.
33. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
34. if(i2cHandle->Instance==I2C1)
35. {
36. /* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 0 */
37.
38. /* USER CODE END I2C1_MspInit 0 */
39.
40. __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
41. /**I2C1 GPIO Configuration
42. PB8 ------> I2C1_SCL
43. PB9 ------> I2C1_SDA
44. */
45. GPIO_InitStruct.Pin = OLED_SCL_Pin|OLED_SDA_Pin;
46. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
47. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
48. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
49. GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
50. HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
51.
52. /* I2C1 clock enable */
53. __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
54. /* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 1 */
55.
56. /* USER CODE END I2C1_MspInit 1 */
57. }
58. }
6.3 OLED接口函數(shù)
OLED 接口層，主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)函數(shù)，其他的OLED
API 都是依賴這兩個(gè)函數(shù)
● Oled_Write_Data() 發(fā)送數(shù)據(jù)到OLED IC
● Oled_Write_Cmd() 發(fā)送命令到OLED I
6.3.1 Oled_Write_Data() 實(shí)現(xiàn)
這里直接調(diào)用HAL API 往OLED 發(fā)送數(shù)據(jù)
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1. void Oled_Write_Data(uint8_t data)
2. {
3. HAL_I2C_Mem_Write(&HI2CX, OLED_ID,
OLED_WR_DATA, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,
&data, 1, 0×100);
4. }
6.3.2 Oled_Write_Cmd() 實(shí)現(xiàn)
這里直接調(diào)用HAL API 往OLED 發(fā)送命令
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1. void Oled_Write_Cmd(uint8_t cmd)
2. {
3. HAL_I2C_Mem_Write(&HI2CX, OLED_ID,
OLED_WR_CMD, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,
&cmd, 1, 0×100);
4. }
6.4 OLED API
這里僅列舉幾個(gè)常用的API 實(shí)現(xiàn)。
6.4.1 OLED_Init()初始化
OLED 上電后需要發(fā)送命令配置參數(shù)
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1.void OLED_Init(void)
2.{
3./*設(shè)置顯示打開/ 關(guān)閉
4.*AE--->顯示打開
5.*AF--->顯示關(guān)閉( 休眠模式)
6.*/
7.Oled_Write_Cmd(0xAE);
8.
9./*==========基本命令表==========*/
10./*設(shè)置對(duì)比度
11.*0~255：數(shù)值越大 亮度越亮
12.*/
13.Oled_Write_Cmd(0×81);
14.Oled_Write_Cmd(0×FF);
15.
16./*使能全屏顯示
17.*A4--->恢復(fù)到RAM 內(nèi)容顯示
18.*A5--->忽略RAM 內(nèi)容顯示
19.*/
20.Oled_Write_Cmd(0×A4);
21.
22./*設(shè)置顯示模式
23.*A6--->正常顯示：0 滅1 亮
24.*A7--->逆顯示：1滅0亮
25.*/
26.Oled_Write_Cmd(0×A6);
27.
28./*==========滾動(dòng)命令表==========*/
29./*滾動(dòng)使能/ 失能
30.*2E--->失能
31.* 2F--->使能
32.*/
33.Oled_Write_Cmd(0×2E);
34.
35./*七字節(jié)命令： 連續(xù)水平滾動(dòng)設(shè)置 */
36.
37./*左/ 右水平滾動(dòng)設(shè)置
38.*26---> 右水平滾動(dòng)
39.*27---> 左水平滾動(dòng)
40.*/
41.Oled_Write_Cmd(0×26);
42./*虛擬字節(jié)*/
43.Oled_Write_Cmd(0×00);
44./*設(shè)置滾動(dòng)起始頁(yè)地址*/
45.Oled_Write_Cmd(0×00);
46./*設(shè)置滾動(dòng)間隔*/
47.Oled_Write_Cmd(0×03);
48./*設(shè)置滾動(dòng)結(jié)束地址 */
49.Oled_Write_Cmd(0×07);
50./*虛擬字節(jié)*/
51.Oled_Write_Cmd(0×00);
52.Oled_Write_Cmd(0×FF);
53.
54./*==========尋址設(shè)置命令表==========*/
55.
56./*雙字節(jié)命令: 寄存器尋址模式 */
57.Oled_Write_Cmd(0×20);
58.
59./* 10:頁(yè)尋址模式
60.* 01:垂直尋址模式
61.* 00:水平尋址模式
62.*/
63.Oled_Write_Cmd(0×10);
64./*單字節(jié)命令: 設(shè)置頁(yè)尋址的起始頁(yè)地址 */
65.Oled_Write_Cmd(0×B0);
66./* 單字節(jié)命令: 設(shè)置頁(yè)尋址的起始列地址低位 */
67.Oled_Write_Cmd(0×00);
68. /* 單字節(jié)命令: 設(shè)置頁(yè)尋址的起始列地址高位 */
69.Oled_Write_Cmd(0×10);
70.
71./*========== 硬件配置命令表 ==========*/
72.
73./*設(shè)置顯示開始線
74.*0×40~0×7F 對(duì)應(yīng)0~63
75.*/
76.Oled_Write_Cmd(0×40);
77.
78./*設(shè)置列重映射
79.*A0:addressX--->segX
80.*A1:addressX--->seg(127-X)
81.*/
82.Oled_Write_Cmd(0×A1);
83.
84./*設(shè)置多路復(fù)用比 */
85.Oled_Write_Cmd(0×A8);
86.Oled_Write_Cmd(0×3F);
87.
88./*設(shè)置COM 輸出掃描方向
89.*C0：COM0--->COM63( 從上往下掃描)
90.*C8：COM63--->COM0( 從下往上掃描)
91.*/
92.Oled_Write_Cmd(0×C8);
93.
94./*雙字節(jié)命令：設(shè)置COM 顯示偏移量 */
95.Oled_Write_Cmd(0×D3);
96.Oled_Write_Cmd(0×00); /* COM 不偏移 */
97.
98./*雙字節(jié)命令：配置COM 重映射 */
99.Oled_Write_Cmd(0×DA);
100.Oled_Write_Cmd(0×12);
101.
102./*雙字節(jié)命令：設(shè)置預(yù)充期 */
103.Oled_Write_Cmd(0×D9);
104.Oled_Write_Cmd(0×22); /* 階段一2 個(gè)無效DCLK 時(shí)鐘/ 階段二2 個(gè)無效DCLK 時(shí)鐘 */
105.
106./*設(shè)置VCOMH 取消選擇電平
107.*00:0.65xVcc
108.*20:0.77xVcc
109.*30:0.83xVcc
110.*/
111.Oled_Write_Cmd(0×DB);
112.Oled_Write_Cmd(0×20);
113.
114./*雙字節(jié)命令：設(shè)置電荷泵 */
115.Oled_Write_Cmd(0×8d);
116.Oled_Write_Cmd(0×14);
117.
118.Oled_Write_Cmd(0×AF);
119.}
6.4.2 OLED_Fill()刷屏
m表示page地址，數(shù)值0~7，n 表示列地址，數(shù)值0~127。
填充的數(shù)據(jù)fill_data，設(shè)置為0，則屏幕為黑色；設(shè)置為1，則屏幕白色；設(shè)置為其他值，屏幕顯示條紋。
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1.void OLED_Fill(uint8_t fill_data) // 全屏填充
2.{
3.unsigned char m, n;
4.for (m = 0; m < 8; m++) {
5.Oled_Write_Cmd(0×b0 + m); // page0-page1
6.Oled_Write_Cmd(0×00); // low column st art address
7.Oled_Write_Cmd(0×10); // high column s tart address
8.for (n = 0; n < 128; n++) {
9.Oled_Write_Data(fill_data);
10.}
11.}
12.}
6.4.3 OLED_ShowStr()
這里支持兩種字體大小，分別是6×8 和8×16 大小。
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1./**
2.*@brief 顯示 ASCII 字符，有 6×8 和 8×16 字體大小可以選擇
3.*
4.*@param x起始點(diǎn)坐標(biāo)x[0, 127]
5.*@param y 起始點(diǎn)坐標(biāo) y [0, 7]
6.*@param ch 要顯示的字符串
7.*@param textsize 1 表示字體大小 6×8; 2 表示字體大小 8×16
8.*/
9.void OLED_ShowStr(uint16_t x, uint16_t y,uint8_t ch[], ascii_font_e font)
10. {
11.uint8_t c = 0, i = 0, j = 0;
12.switch (font) {
13.case ASCII_FONT_6×8: {
14.while (ch[j] != ‘