Nordic蓝牙芯片上开发 4pin的0.96寸 OLED I2C屏幕-蒲公英云

前期回顾：

Nordic 蓝牙芯片上开发 SHT3x系列温湿度传感器

I2C详解学习 - nRF52832蓝牙芯片 TWI-I2C学习详解笔记

0.**前言（文末有福利）**

nRF52832蓝牙芯片上用4pin的I2C OLED屏幕显示温湿度：

                                 ![2020020414584513.png][]

淘宝买的屏幕模块，给的资料如下：

                             ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N1bnNreWRheQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]
给的参考代码包含Arduino、C51、STM平台，但是对于Nordic蓝牙芯片，并没有。根据之前的文章，我们可知，Nordic蓝牙芯片的I2C驱动官方已经写好，我们只需要调用接口就可以实现I2C功能，如SHT3x温湿度传感器等。

1. 关于OLED显示屏的介绍

通常我们所用的OLED屏有白色、蓝色、黄蓝双色等几种；屏的大小为0.96寸，像素点为128*64，所以我们也称之为0.96OLED屏或者12864屏。

内部驱动IC为SSD1306；通信方式一般为SPI或者I2C。如下图所示，配置哪种模式主要是根据BS0、BS1和BS2这三个管脚的电平逻辑来的。

                               ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N1bnNreWRheQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

如手册上关于I2C地址的描述，根据DC引脚电平的不同，地址为,0111100和0111101两种，通常我们设置DC引脚接地，所以作为I2C从机的七位地址为0111100；又因为我们与驱动IC交互时，都是主机发送命令或者数据到IC，也就是只有写数据，没有读数据，所以从机地址为0x78。

通信方式如上图所示：先发送从机地址，再发送命令字节，接着发送数据字节。注意每次主机要等待从机的应答。下图为写命令和写数据的代码示例。

2. 通过分析参考代码了解OLED屏幕

2.1先从STM32平台的参考code入手

连头文件都没给，写的比较烂，不过能跑起来。
                                 ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N1bnNreWRheQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

2.2 Main函数入手了解OLED工作方式：

Main函数中：IO初始化—OLED初始化—OLED填充—图片轮流显示

int main()

{

//point= &picture_tab[0];

point = &word_show_1[0];

IO_init();

OLED_init();

OLED_full();

delay_ms(1000);

//OLED_clear();

while(1)

{

Picture_display(point);

delay_ms(200);

Picture_ReverseDisplay(point);

delay_ms(200);

}

（1）IO初始化没什么讲的，主要是配置IO口等。

（2）OLED屏幕初始化函数如下，主要是向屏幕模组写入25个初始化命令。

   **OLED\_init****(****void****)--** **OLED\_send\_cmd****(****OLED\_init\_cmd****\[i\])****。**

（3）发送每个初始化命令执行的步骤：I2C开始—写入0x00—写入命令—I2C结束。

（4）初始化屏幕的命令有25个。每个命令8bit，具体每个命令的作用在代码中有详细的中文介绍。

//oled初始化

void OLED_init(void)

{

unsigned char i;

for(i=0;i<25;i++)

{

OLED_send_cmd(OLED_init_cmd[i]);

}

//向oled 发送命令

void OLED_send_cmd(unsigned char o_command)

{

IIC_start();

IIC_write(0x00);

IIC_write(o_command);

IIC_stop();

}

const unsigned char OLED_init_cmd[25]=

{

/0xae,0X00,0X10,0x40,0X81,0XCF,0xff,0xa1,0xa4,

0xA6,0xc8,0xa8,0x3F,0xd5,0x80,0xd3,0x00,0XDA,0X12,

0x8d,0x14,0xdb,0x40,0X20,0X02,0xd9,0xf1,0xAF/

0xAE,//关闭显示

0xD5,//设置时钟分频因子,震荡频率

0x80, //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率

0xA8,//设置驱动路数

0X3F,//默认0X3F(1/64)

0xD3,//设置显示偏移

0X00,//默认为0

0x40,//设置显示开始行 [5:0],行数.

0x8D,//电荷泵设置

0x14,//bit2，开启/关闭

0x20,//设置内存地址模式

0x02,//[1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10;

0xA1,//段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127;

0xC8,//设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数

0xDA,//设置COM硬件引脚配置

0x12,//[5:4]配置

0x81,//对比度设置

0xEF,//1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮)

0xD9,//设置预充电周期

0xf1,//[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;

0xDB,//设置VCOMH 电压倍率

0x30,//[6:4] 000,0.65vcc;001,0.77vcc;011,0.83*vcc;

0xA4,//全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏)

0xA6,//设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示

0xAF,//开启显示

};

（5）屏幕初始化后，可以选择清除屏幕或者填充屏幕。

填充屏幕，主要是让屏幕全部点亮。通过代码，我们知道有两个步骤，填充page（页）数，和Column（列）数。

OLED屏幕像素为128*64，每一页page有8行，一共8页。124列。

                                    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N1bnNreWRheQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

（6）向屏幕写入数据：I2C开始—写入0x40—写入数据—I2C结束。

填充屏幕写入的数据为：data=0xFF

清除屏幕写入数据为： data=0x00

/oled 屏幕填充

void OLED_full(void)

{

unsigned char page,column;

for(page=0;page<8;page++) //page loop

{

Page_set(page);

Column_set(0);

for(column=0;column<128;column++) //column loop

{

OLED_send_data(0xff);

}

//向 oled 发送数据

void OLED_send_data(unsigned char o_data)

{

IIC_start();

IIC_write(0x40);

IIC_write(o_data);

IIC_stop();

}

//设置行数

void Column_set(unsigned char column)

{

OLED_send_cmd(0x10|(column>>4)); //设置列地址高位

OLED_send_cmd(0x00|(column&0x0f)); //设置列地址低位

}

//设置页数

void Page_set(unsigned char page)

{

OLED_send_cmd(0xb0+page);

}

2.2 OLED屏幕工作总结：

（1）Main函数中：IO初始化—OLED初始化—OLED填充—图片轮流显示

（2）OLED屏幕初始化函数如下，主要是向屏幕模组写入25个初始化命令。

   **OLED\_init****(****void****)--** **OLED\_send\_cmd****(****OLED\_init\_cmd****\[i\])****。**

（3）向屏幕写入命令：I2C开始—写入0x00—写入命令(Command)—I2C结束。

（4）初始化屏幕的命令有25个。每个命令8bit，具体每个命令的作用在代码中有详细的中文介绍。

（5）屏幕初始化后，可以选择清除屏幕或者填充屏幕。

填充屏幕，主要是让屏幕全部点亮。通过代码，我们知道有两个步骤，填充page（页）数，和Column（列）数。

OLED屏幕像素为128*64，每一页page有8行，一共8页。124列。

（6）向屏幕写入数据：I2C开始—写入0x40—写入数据(data)—I2C结束。

      填充屏幕写入的数据为：data=0xFF
     清除屏幕写入数据为：  data=0x00

（7）要屏幕显示其他内容，如数字，字符等，可以用字模提取软件进行转换，将特定特定汉字图片转换成16进制的data数据。下图是部分的1206字符大小的data数据，有专门的C文件可以可以直接用，这个不用担心。

                                ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N1bnNreWRheQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

至此OLED工作流程基本ok。接下来就是移植到Nordic蓝牙芯片上。

3. nRF52832**蓝牙芯片上开发I2C的OLED屏幕**

3.1 Nordic I2C接口

关于Noridc蓝牙芯片的I2C接口，之前的文章有单独详细介绍，请自行翻阅查看。

移植的困难点主要在重构向OLED屏幕写入命令和写入数据这两个函数上。

通过多次调试，确定了一下代码最适用。

具体的Nordic I2C实战应用，在前一篇SHT3x温湿度的文章有单独介绍过，
/**
 * 描  述 : 向OLED写入1字节命令或数据
 * 入  参 : dat:数据；mode：=0：写入命令，=1：写入数据
 * 返回值 : 无
 **/
void OLED_Write_Command(uint8_t command)    
{
        ret_code_t err_code;
        uint8_t command_send[2] = { 0x00,command};
        uint8_t retry_num = 50;     
        do{
            err_code = nrf_drv_twi_tx(&m_twi, OLED096_ADDRESS, command_send, 2, false);
            retry_num--;
            //等待TWI总线应答
            //UNUSED_VARIABLE(err_code);
        }
        while((NRF_SUCCESS != err_code) && (0 < retry_num));
}   
//oled write data
void OLED_Write_Data(unsigned char o_data)
  {
    ret_code_t err_code;
        uint8_t dta_send[2] = { 0x40,o_data};
        uint8_t retry_num = 50; 
        do{
            err_code = nrf_drv_twi_tx(&m_twi, OLED096_ADDRESS, dta_send, 2, false);
            retry_num--;
        }
        while ((NRF_SUCCESS != err_code) && (0 < retry_num));
}
/**
  * @brief Writes an byte to the display data ram or the command register
  * 
  * @param [in] chData Data to be writen to the display data ram or the command register
  * @param [in] chCmd   0: Writes to the command register
  *                     1: Writes to the display data ram
  * @return None
  */
void OLED_Write_byte(uint8_t chData, uint8_t chCmd)
{
    if(chCmd){  //write data
        OLED_Write_Data(chData);
    }
    else{   //write command
        OLED_Write_Command(chCmd);
    }
}

3.2 OLED显示字符和数字等函数

/**
  * @brief Brief
    * chMod:0,反白显示；1，正常显示。 size:选择字体16/12
  * @param [in] chXpos Specifies the X position ,0-127
  * @param [in] chYpos Specifies the Y position ,0-63
  * @param [in] chChr  a character
  * @param [in] chSize character of size
  * @param [in] chMode character of mode
  * @retval None
  */
void OLED_display_char(uint8_t chXpos, uint8_t chYpos, uint8_t chChr, uint8_t chSize, uint8_t chMode)
{
    uint8_t i, j;
    uint8_t chTemp, chYpos0 = chYpos;
    chChr = chChr - ' '; //得到偏移后的值
    for (i = 0; i < chSize; i ++)
    {
        if (chSize == 12)  //调用1206字体
        {
            if (chMode)
            {
                chTemp = c_chFont1206[chChr][i];
            }
            else
            {
                chTemp = ~c_chFont1206[chChr][i];
            }
        }
        else//调用1608字体
        {
            if (chMode)
            {
                chTemp = c_chFont1608[chChr][i]; 
            }
            else
            {
                chTemp = ~c_chFont1608[chChr][i];
            }
        }
        for (j = 0; j < 8; j ++)
        {
            if (chTemp & 0x80)
            {
                OLED_draw_point(chXpos, chYpos, 1);
            }
            else
            {
                OLED_draw_point(chXpos, chYpos, 0);
            }
            chTemp <<= 1;
            chYpos ++;
            if ((chYpos - chYpos0) == chSize)
            {
                chYpos = chYpos0;
                chXpos ++;
                break;
            }
        }
    }
}
/**
  * @brief Brief
  *  显示2个数字
  * @param [in] chXpos Parameter_Description
  * @param [in] chYpos Parameter_Description
  * @param [in] chNum  Parameter_Description，数值
  * @param [in] chLen  Parameter_Description，数字的位数
  * @param [in] chSize Parameter_Description，字体大小
  * @return Return_Description
  *
  * @details Details
  */
void OLED_display_num(uint8_t chXpos, uint8_t chYpos, uint32_t chNum, uint8_t chLen, uint8_t chSize)
{
    uint8_t i;
    uint8_t chTemp, chShow = 0;
    for(i = 0; i < chLen; i ++)
    {
        chTemp = (chNum / OLED_pow(10, chLen - i - 1)) % 10;
        if(chShow == 0 && i < (chLen - 1))
        {
            if(chTemp == 0)
            {
                OLED_display_char(chXpos + (chSize / 2) * i, chYpos, ' ', chSize, 1);
                continue;
            }
            else
            {
                chShow = 1;
            }
        }
        OLED_display_char(chXpos + (chSize / 2) * i, chYpos, chTemp + '0', chSize, 1);
    }
}
/**
  * @brief Displays a string on the screen
    * 显示字符串，*p:字符串起始地址
  * @param [in] chXpos    Specifies the X position
  * @param [in] chYpos    Specifies the Y position
  * @param [in] pchString Pointer to a string to display on the screen
  * @param [in] chSize   
  * @param [in] chMode   
  * @return None
  */
void OLED_display_string(uint8_t chXpos, uint8_t chYpos, const uint8_t *pchString, uint8_t chSize, uint8_t chMode)
{
    while (*pchString != '\0')
    {
        if (chXpos > (X_WIDTH - chSize / 2))
        {
            chXpos = 0;
            chYpos += chSize;
            if (chYpos > (Y_HEIGHT - chSize))
            {
                chYpos = chXpos = 0;
                OLED_clear_screen(0x00);
            }
        }
        OLED_display_char(chXpos, chYpos, *pchString, chSize, chMode);
        chXpos += chSize / 2;
        pchString ++;
    }
}

4、结果展示

nRF52832蓝牙芯片上用4pin的I2C OLED屏幕显示温湿度：

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Nordic蓝牙芯片上开发 4pin的0.96寸 OLED I2C屏幕

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