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MicroPython-ESP8266开发板控制OLED液晶显示屏教程实例附代码

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ID:130183 发表于 2017-6-5 15:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
　　1.实验目的

　　1.学习在PC机系统中扩展简单I/O接口的方法。

　　2.进一步学习编制数据输出程序的设计方法。

　　3.学习TPYBoardv202控制OLED显示字符。

　　2.所需元器件

　　TPYBoardv202开发板一块

　　数据线一条

　　杜邦线若干

　　OLED液晶屏一块

　　3.什么是OLED显示屏

　　(1)OLED显示屏简介

　　有机发光二极管（organiclight-emittingdiode，OLED）是一种由柯达公司开发并拥有专利的显示技术，这项技术使用有机聚合材料作为发光二极管中的半导体（semiconductor）材料。聚合材料可以是天然的，也可能是人工合成的，可能尺寸很大，也可能尺寸很小。其广泛运用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理（PDA）、笔记本电脑、汽车音响和电视。OLED显示器很薄很轻，因为它不使用背光。

　　本例中使用0.96寸OLED显示屏，该屏具有高亮度，低功耗屏，显示颜色纯正，在阳光下有很好的可视效果。模块供电可以是3.3V也可以是5V，不需要修改模块电路，同时兼容3种通信方式：4线SPI、3线SPI、IIC，通信模式的选择可以根据提供的BOM表进行跳选。该模块一共有三种颜色：蓝色、白色、黄蓝双色。OLED屏具有多个控制指令，可以控制OLED的亮度、对比度、开关升压电路等指令。操作方便，功能丰富。同时为了方便应用在产品上，预留4个M2固定孔，方便用户固定在机壳上。0.96寸OLED显示屏的驱动芯片为：SSD1306(已集成在屏中)。

　　(2)实际显示效果

1.jpg

　　(3)OLED接口定义

　　1>GND=电源地

　　2>VCC=电源地（2.8V~5.5V）

　　3>D0=时钟线

　　4>D1=数据线

　　5>RES=复位线

　　6>DC=数据/命令

　　7>CS=片选

　　4.具体接线方法
  
TPYboard v202
  
OLED
GND
GND
3.3V
VCC
SCK
D0
MO
D1
G4
RES
G5
DC
G16
CS


　　5.实物接线图

2.jpg


　6.程序源代码

　　main.py 程序源代码

  1. # main.py -- put your code here!
  2. import machine
  3. from machine import Pin,I2C,SPI
  4. import ssd1306
  5. import math
  6. import time

  8. spi = SPI(baudrate=10000000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(14,Pin.OUT), mosi=Pin(13,Pin.OUT), miso=Pin(12))
  9. display = ssd1306.SSD1306_SPI(128, 64, spi, Pin(5),Pin(4), Pin(16))

  11. led_blue = machine.Pin(2, Pin.OUT)  # 设置 GPIO2 为输出
  12. led_blue.high()

  14. try:
  15.   display.poweron()
  16.   display.init_display()

  18.   display.text('TPYBoard V202',1,1)
  19.   display.text('Hi, TurnipSmart',1,16)
  20.   display.text('I Love You',1,31)
  21.   display.text('This is DNA!!',1,46)
  22.   display.show()
  23.   time.sleep(3)
  24.   display.fill(0)
  25.   #显示DNA
  26.   for x in range(0, 128):
  27.     display.pixel(x, 32+int(math.cos(x/64*math.pi)*30 +2), 1)
  28.     display.pixel(x, 32+int(math.cos((x+64)/64*math.pi)*30+2), 1)
  29.   display.show()
  30. except Exception as ex:
  31.   led_blue.low()
  32.   print('Unexpected error: {0}'.format(ex))
  33.   display.poweroff()
复制代码


　　ssd1306程序源代码

  1. import pyb
  2. import font

  4. # Constants
  5. DISPLAYOFF          = 0xAE
  6. SETCONTRAST         = 0x81
  7. DISPLAYALLON_RESUME = 0xA4
  8. DISPLAYALLON        = 0xA5
  9. NORMALDISPLAY       = 0xA6
  10. INVERTDISPLAY       = 0xA7
  11. DISPLAYON           = 0xAF
  12. SETDISPLAYOFFSET    = 0xD3
  13. SETCOMPINS          = 0xDA
  14. SETVCOMDETECT       = 0xDB
  15. SETDISPLAYCLOCKDIV  = 0xD5
  16. SETPRECHARGE        = 0xD9
  17. SETMULTIPLEX        = 0xA8
  18. SETLOWCOLUMN        = 0x00
  19. SETHIGHCOLUMN       = 0x10
  20. SETSTARTLINE        = 0x40
  21. MEMORYMODE          = 0x20
  22. COLUMNADDR          = 0x21
  23. PAGEADDR            = 0x22
  24. COMSCANINC          = 0xC0
  25. COMSCANDEC          = 0xC8
  26. SEGREMAP            = 0xA0
  27. CHARGEPUMP          = 0x8D
  28. EXTERNALVCC         = 0x10
  29. SWITCHCAPVCC        = 0x20
  30. SETPAGEADDR         = 0xB0
  31. SETCOLADDR_LOW      = 0x00
  32. SETCOLADDR_HIGH     = 0x10
  33. ACTIVATE_SCROLL                      = 0x2F
  34. DEACTIVATE_SCROLL                    = 0x2E
  35. SET_VERTICAL_SCROLL_AREA             = 0xA3
  36. RIGHT_HORIZONTAL_SCROLL              = 0x26
  37. LEFT_HORIZONTAL_SCROLL               = 0x27
  38. VERTICAL_AND_RIGHT_HORIZONTAL_SCROLL = 0x29
  39. VERTICAL_AND_LEFT_HORIZONTAL_SCROLL  = 0x2A

  41. # I2C devices are accessed through a Device ID. This is a 7-bit
  42. # value but is sometimes expressed left-shifted by 1 as an 8-bit value.
  43. # A pin on SSD1306 allows it to respond to ID 0x3C or 0x3D. The board
  44. # I bought from ebay used a 0-ohm resistor to select between "0x78"
  45. # (0x3c << 1) or "0x7a" (0x3d << 1). The default was set to "0x78"
  46. DEVID = 0x3c

  48. # I2C communication here is either <DEVID> <CTL_CMD> <command byte>
  49. # or <DEVID> <CTL_DAT> <display buffer bytes> <> <> <> <>...
  50. # These two values encode the Co (Continuation) bit as b7 and the
  51. # D/C# (Data/Command Selection) bit as b6.
  52. CTL_CMD = 0x80
  53. CTL_DAT = 0x40

  55. class SSD1306(object):

  57.   def __init__(self, pinout, height=32, external_vcc=True, i2c_devid=DEVID):
  58.     self.external_vcc = external_vcc
  59.     self.height       = 32 if height == 32 else 64
  60.     self.pages        = int(self.height / 8)
  61.     self.columns      = 128

  63.     # Infer interface type from entries in pinout{}
  64.     if 'dc' in pinout:
  65.       # SPI
  66.       rate = 16 * 1024 * 1024
  67.       self.spi = pyb.SPI(1, pyb.SPI.MASTER, baudrate=rate, polarity=1, phase=0)  # SCK: Y6: MOSI: Y8
  68.       self.dc  = pyb.Pin(pinout['dc'],  pyb.Pin.OUT_PP, pyb.Pin.PULL_DOWN)
  69.       self.res = pyb.Pin(pinout['res'], pyb.Pin.OUT_PP, pyb.Pin.PULL_DOWN)
  70.       self.offset = 0
  71.     else:
  72.       # Infer bus number from pin
  73.       if pinout['sda'] == 'X10':
  74.         self.i2c = pyb.I2C(1)
  75.       else:
  76.         self.i2c = pyb.I2C(2)
  77.       self.i2c.init(pyb.I2C.MASTER, baudrate=400000) # 400kHz
  78.       self.devid = i2c_devid
  79.       # used to reserve an extra byte in the image buffer AND as a way to
  80.       # infer the interface type
  81.       self.offset = 1
  82.       # I2C command buffer
  83.       self.cbuffer = bytearray(2)
  84.       self.cbuffer[0] = CTL_CMD

  86.   def clear(self):
  87.     self.buffer = bytearray(self.offset + self.pages * self.columns)
  88.     if self.offset == 1:
  89.       self.buffer[0] = CTL_DAT

  91.   def write_command(self, command_byte):
  92.     if self.offset == 1:
  93.       self.cbuffer[1] = command_byte
  94.       self.i2c.send(self.cbuffer, addr=self.devid, timeout=5000)
  95.     else:
  96.       self.dc.low()
  97.       self.spi.send(command_byte)

  99.   def invert_display(self, invert):
  100.     self.write_command(INVERTDISPLAY if invert else NORMALDISPLAY)

  102.   def display(self):
  103.     self.write_command(COLUMNADDR)
  104.     self.write_command(0)
  105.     self.write_command(self.columns - 1)
  106.     self.write_command(PAGEADDR)
  107.     self.write_command(0)
  108.     self.write_command(self.pages - 1)
  109.     if self.offset == 1:
  110.       self.i2c.send(self.buffer, addr=self.devid, timeout=5000)
  111.     else:
  112.       self.dc.high()
  113.       self.spi.send(self.buffer)

  115.   def set_pixel(self, x, y, state):
  116.     index = x + (int(y / 8) * self.columns)
  117.     if state:
  118.       self.buffer[self.offset + index] |= (1 << (y & 7))
  119.     else:
  120.       self.buffer[self.offset + index] &= ~(1 << (y & 7))

  122.   def init_display(self):
  123.     chargepump = 0x10 if self.external_vcc else 0x14
  124.     precharge  = 0x22 if self.external_vcc else 0xf1
  125.     multiplex  = 0x1f if self.height == 32 else 0x3f
  126.     compins    = 0x02 if self.height == 32 else 0x12
  127.     contrast   = 0xff # 0x8f if self.height == 32 else (0x9f if self.external_vcc else 0x9f)
  128.     data = [DISPLAYOFF,
  129.             SETDISPLAYCLOCKDIV, 0x80,
  130.             SETMULTIPLEX, multiplex,
  131.             SETDISPLAYOFFSET, 0x00,
  132.             SETSTARTLINE | 0x00,
  133.             CHARGEPUMP, chargepump,
  134.             MEMORYMODE, 0x00,
  135.             SEGREMAP | 0x10,
  136.             COMSCANDEC,
  137.             SETCOMPINS, compins,
  138.             SETCONTRAST, contrast,
  139.             SETPRECHARGE, precharge,
  140.             SETVCOMDETECT, 0x40,
  141.             DISPLAYALLON_RESUME,
  142.             NORMALDISPLAY,
  143.             DISPLAYON]
  144.     for item in data:
  145.       self.write_command(item)
  146.     self.clear()
  147.     self.display()

  149.   def poweron(self):
  150.     if self.offset == 1:
  151.       pyb.delay(10)
  152.     else:
  153.       self.res.high()
  154.       pyb.delay(1)
  155.       self.res.low()
  156.       pyb.delay(10)
  157.       self.res.high()
  158.       pyb.delay(10)

  160.   def poweroff(self):
  161.     self.write_command(DISPLAYOFF)

  163.   def contrast(self, contrast):
  164.     self.write_command(SETCONTRAST)
  165.     self.write_command(contrast)

  167.   def draw_text(self, x, y, string, size=1, space=1):
  168.     def pixel_x(char_number, char_column, point_row):
  169.       char_offset = x + char_number * size * font.cols + space * char_number
  170.       pixel_offset = char_offset + char_column * size + point_row
  171.       return self.columns - pixel_offset

  173.     def pixel_y(char_row, point_column):
  174.       char_offset = y + char_row * size
  175.       return char_offset + point_column

  177.     def pixel_mask(char, char_column, char_row):
  178.       char_index_offset = ord(char) * font.cols
  179.       return font.bytes[char_index_offset + char_column] >> char_row & 0x1

  181.     pixels = (
  182.       (pixel_x(char_number, char_column, point_row),
  183.        pixel_y(char_row, point_column),
  184.        pixel_mask(char, char_column, char_row))
  185.       for char_number, char in enumerate(string)
  186.       for char_column in range(font.cols)
  187.       for char_row in range(font.rows)
  188.       for point_column in range(size)
  189.       for point_row in range(1, size + 1))

  191.     for pixel in pixels:
  192.       self.set_pixel(*pixel)
复制代码


液晶显示屏, 开发

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