采用C8051F023單片機(jī)的OLED顯示方案設(shè)計(jì)
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2.3 各種控制信號
再就是關(guān)于如何用MCU控制，MCU通過RES#、CS#、D/C、WR#、RD#和D0～D7共13個(gè)接口控制SSD1303驅(qū)動(dòng)IC，從而控制OLED顯示屏。CS#為片選信號，當(dāng)CS#接低電平時(shí)MCU才能與驅(qū)動(dòng)IC通信；RES#是復(fù)位使能端，當(dāng)接低電平時(shí)，所有控制寄存器均被設(shè)定為出廠時(shí)的默認(rèn)狀態(tài)，同時(shí)圖像寄存器清零；D/C為數(shù)據(jù)/命令選擇信號；WR#和RD#分別為寫和讀選擇信號，當(dāng)CS#為低時(shí)，在其下降沿讀寫有效。通過改變D/C、WR#和RD#三個(gè)接口的高低，單片機(jī)對OLED的控制有四種狀態(tài)，可由表1顯示出來。
表1 讀寫狀態(tài)一覽表
D/C | WR# | RD# | 狀態(tài) |
0 | 0 | 1 | 寫命令 |
0 | 1 | 0 | 讀命令（“忙”檢測） |
1 | 0 | 1 | 寫數(shù)據(jù) |
1 | 1 | 0 | 讀數(shù)據(jù) |
2.4 讀寫的時(shí)序
只要按照VGG12864G的時(shí)序波形圖進(jìn)行讀和寫，即可完成OLED的顯示。但是，通過軟件編程拼時(shí)序的話，要考慮到許多時(shí)間參數(shù)，有一定的難度。為了使得數(shù)據(jù)和命令能夠更容易的順利讀寫，我們采用另外一種辦法。如圖1所示，將WR#和RD#分別接C8051F023的/WR和/RD，即P0.7和P0.6。在C語言編程時(shí)定義指針類型為xdata型，它是指向片外存儲器的，通過給指針的賦值訪問片外的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，當(dāng)訪問片外存儲器時(shí)，/RD和/WR會在讀和寫時(shí)自動(dòng)變低，同時(shí)P3端口為數(shù)據(jù)總線，非復(fù)用方式下，地址總線的高8位使用P1口，低8位使用P2口；復(fù)用方式下，地址總線高8位仍使用P1口，低8位和數(shù)據(jù)總線復(fù)用P3口，P2口就不會受到影響。所以最好設(shè)置成復(fù)用方式（EMIOCF.4=0），P2口就可以用來作別的輸出端口，自由地控制RES#、CS#、DC。雖然不需要地址總線，但訪問片外存儲器時(shí)地址線會被使用，所以仍要避開。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的時(shí)序波形圖如圖3所示。只要CS#為低時(shí)，在WR#（RD#）的下降沿寫入（讀出）數(shù)據(jù)或命令，即可有效地完成讀寫的工作。
圖3 時(shí)序波形圖
3 軟件程序的設(shè)計(jì)
整個(gè)單片機(jī)控制OLED的顯示程序用C語言編寫，主要程序流程圖如圖4所示。單片機(jī)初始化包括關(guān)閉看門狗、時(shí)鐘初始化、端口初始化，以及定時(shí)器和中斷的初始化。OLED初始化包括開顯示、設(shè)置顯示模式、設(shè)置對比度控制器、對比度設(shè)置（1～256）、設(shè)置行列起始地址、設(shè)置具體位置顏色、設(shè)置串口管腳配置。清OLED屏和OLED顯示都是往GDDRAM里寫數(shù)據(jù)，包括讀狀態(tài)、寫命令、寫數(shù)據(jù)子程序，清OLED屏就全寫“0”，OLED顯示只要寫入所要顯示的文字或圖片的字符代碼即可。每次寫（命令或數(shù)據(jù)）之前都要讀狀態(tài)，看最高位D7是否為“0”，也稱之為“忙”檢測，如果為“1”，表示“忙”；反之為“閑”，在“閑”的狀況下才可以寫操作。
圖4 程序流程圖
4 文字和圖片的顯示
VGG12864G內(nèi)置128×64 bits的顯示存儲器，用于存儲顯示數(shù)據(jù)，圖5為RAM的地址結(jié)構(gòu)。RAM容量為128×64＝8192 bits，它被分成8頁(page0－page7)，每頁8行，每頁的第一列剛好是一個(gè)字節(jié)，低位在上，高位在下；顯示屏上各像素點(diǎn)的顯示狀態(tài)與顯示存儲器的各位二進(jìn)制數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，顯示存儲器的數(shù)據(jù)直接作為圖形顯示的驅(qū)動(dòng)信號。數(shù)據(jù)顯示為“1”，相應(yīng)的像素點(diǎn)顯示；數(shù)據(jù)顯示為“0”，相應(yīng)的像素點(diǎn)不顯示。
所顯示文字或圖片的字符庫，需要自己造，但人工的幾乎不可能，可以選用字模提取軟件——“字模提取 V2.2 ”，該軟件提供兩種取模方式：橫向和縱向。再根據(jù)OLED顯示數(shù)據(jù)的RAM地址結(jié)構(gòu)，選縱向的取模方式，由于OLED模組的字節(jié)結(jié)構(gòu)是高位在下低位在上，所以要設(shè)置成字節(jié)倒序，字符的字體、字形、大小和顯示效果（下劃線和刪除線）可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，然后采取C51格式（若用匯編語言編程可采取A51格式）取模生成單個(gè)字符的點(diǎn)陣顯示代碼，最后根據(jù)需要在OLED屏上的顯示效果，對代碼進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整即可得到所需字符庫。
圖5 顯示數(shù)據(jù)RAM的地址結(jié)構(gòu)
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