功率監測與控制系統DIY——實現OLED屏幕顯示信息

1   任務目標

實現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，驅動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I2C控制器驅動兩個I2C器件。

此開發板有Arduino接口，恰好把Seeed Base Shield擴展板接上。

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

●   在右側使能i2c

●   配置I2C 參數為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

此次任務在OLED 上展示中文字符如下：

電子產品世界

得捷

你好

功率檢測

系統控制

電壓電流

所有取模的文字：

電子產品世界得捷你好功率監測系統控制電壓流

PCtoLCD2002軟件配置如下：

●   點陣格式：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擊“生成字模”，拷貝到工程中即可。

5 流程圖

6   關鍵代碼

6.1 主函數

●   HAL庫初始化

●   時鐘初始化

●   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

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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，初始化參數來自界面配置的參數。

●   函數MX_I2C1_Init() 先保存I2C 參數到hi2c1 結構體上，調用HAL_I2C_Init() 初始化硬件

●   函數HAL_I2C_MspInit() 由HAL_I2C_Init() 函數調用，初始化I2C1 管腳，配置為復用功能

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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

OLED 接口層，主要實現兩個函數，其他的OLED

API 都是依賴這兩個函數

● Oled_Write_Data() 發送數據到OLED IC

● Oled_Write_Cmd() 發送命令到OLED I

6.3.1 Oled_Write_Data() 實現

這里直接調用HAL API 往OLED 發送數據

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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() 實現

這里直接調用HAL API 往OLED 發送命令

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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

這里僅列舉幾個常用的API 實現。

6.4.1 OLED_Init()初始化

OLED 上電后需要發送命令配置參數

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1.void OLED_Init(void)

2.{

3./*設置顯示打開/ 關閉

4.*AE--->顯示打開

5.*AF--->顯示關閉( 休眠模式)

6.*/

7.Oled_Write_Cmd(0xAE);

8.

9./*==========基本命令表==========*/

10./*設置對比度

11.*0~255：數值越大 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--->恢復到RAM 內容顯示

18.*A5--->忽略RAM 內容顯示

19.*/

20.Oled_Write_Cmd(0×A4);

21.

22./*設置顯示模式

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./*==========滾動命令表==========*/

29./*滾動使能/ 失能

30.*2E--->失能

31.* 2F--->使能

32.*/

33.Oled_Write_Cmd(0×2E);

34.

35./*七字節命令： 連續水平滾動設置 */

36.

37./*左/ 右水平滾動設置

38.*26---> 右水平滾動

39.*27---> 左水平滾動

40.*/

41.Oled_Write_Cmd(0×26);

42./*虛擬字節*/

43.Oled_Write_Cmd(0×00);

44./*設置滾動起始頁地址*/

45.Oled_Write_Cmd(0×00);

46./*設置滾動間隔*/

47.Oled_Write_Cmd(0×03);

48./*設置滾動結束地址 */

49.Oled_Write_Cmd(0×07);

50./*虛擬字節*/

51.Oled_Write_Cmd(0×00);

52.Oled_Write_Cmd(0×FF);

53.

54./*==========尋址設置命令表==========*/

55.

56./*雙字節命令: 寄存器尋址模式 */

57.Oled_Write_Cmd(0×20);

58.

59./* 10:頁尋址模式

60.* 01:垂直尋址模式

61.* 00:水平尋址模式

62.*/

63.Oled_Write_Cmd(0×10);

64./*單字節命令: 設置頁尋址的起始頁地址 */

65.Oled_Write_Cmd(0×B0);

66./* 單字節命令: 設置頁尋址的起始列地址低位 */

67.Oled_Write_Cmd(0×00);

68. /* 單字節命令: 設置頁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./*設置顯示開始線

74.*0×40~0×7F 對應0~63

75.*/

76.Oled_Write_Cmd(0×40);

77.

78./*設置列重映射

79.*A0:addressX--->segX

80.*A1:addressX--->seg(127-X)

81.*/

82.Oled_Write_Cmd(0×A1);

83.

84./*設置多路復用比 */

85.Oled_Write_Cmd(0×A8);

86.Oled_Write_Cmd(0×3F);

87.

88./*設置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./*雙字節命令：設置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./*雙字節命令：設置預充期 */

103.Oled_Write_Cmd(0×D9);

104.Oled_Write_Cmd(0×22); /* 階段一2 個無效DCLK 時鐘/ 階段二2 個無效DCLK 時鐘 */

105.

106./*設置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./*雙字節命令：設置電荷泵 */

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，數值0~7，n 表示列地址，數值0~127。

填充的數據fill_data，設置為0，則屏幕為黑色；設置為1，則屏幕白色；設置為其他值，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起始點坐標x[0, 127]

5.*@param y 起始點坐標 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] != ‘