1.5寸OLED模块使用教程
产品概述
提供树莓派、STM32、Arduino、Jetson nano例程
产品参数
- 驱动芯片：SSD1327
- 支持接口：4-wire SPI / I2C
- 分辨率 ：128 * 128
- 显示尺寸：1.5inch
- 外形尺寸：44.5mm * 37mm
- 显示颜色：16位灰度
- 工作电压：3.3V / 5V
管脚配置
| 引脚 | 描述 |
| VCC | 电源正 |
| GND | 电源地 |
| DIN | 数据输入 |
| CLK | 时钟输入 |
| CS | 片选 |
| DC | 数据/命令选择 |
| RST | 复位 |
硬件配置
模块出厂默认使用4线SPI通信，即BS0默认接0（1和0不全代表电平，只是电阻接的焊接方式，具体硬件连接见下表）;
注：上图为硬件上的焊接，下表为实际的硬件连接。
| 通信协议 | BS | CS | DC | DIN | CLK |
| 4Wire SPI | 0 | 片选 | DC | MOSI | SCK |
| I2C | 1 | 悬空 | 0/1 | SDA | SCL |
具体硬件配置，如下：
使用4线SPI:即出厂设置,BS接0连接到GND，DIN接控制引脚MOSI, CLK接控制引脚SCK;
使用I2C: BS接1连接至VCC, DIN接控制引脚SDA, CLK接控制引脚SCL, CS可不接，但不要将DC悬空，此引脚为配置I2C从设备地址，接高电平OLED设备地址为0X3D, 接低电平OLED设备地址为0X3C。
工作原理
SSD1327是一款128*128像素的OLED控制器,而本产品使用的OLED内置了次控制器，同时控制器能够支持16位灰度显示，这样就可以显示一些16位灰度以内的图片了；
该OLED支持8bit 8080并行、8bit 6800并行、三线SPI、四线SPI以及I2C控制，由于并行控制会浪费IO口，三线SPI不常用，因此模块可选择四线SPI以及I2C控制。
控制器可以支持16位深度图片，而16位深度可以用4个bit控制，控制器在硬件上也是这样处理：1byte控制两个像素点，因此若控制器使用的是水平扫描，则控制难度最低。（具体请见数据手册：page30）
SPI协议
注：与传统的SPI协议不同的地方是：由于是只需要显示，故而将从机发往主机的数据线进行了隐藏，该表格详见Datasheet Page 21。
CS#为从机片选， 仅当CS为低电平时，芯片才会被使能。
D/C#为芯片的数据/命令控制引脚，当DC = 0时写命令，当DC = 1时写数据
SDIN为传输的数据，即16位灰度图片；
SCLK为SPI通信时钟。
对于SPI通信而言，数据是有传输时序的，即时钟相位（CPHA）与时钟极性(CPOL)的组合：
CPOL的高低决定串行同步时钟的空闲状态电平，CPOL = 0，为低电平。CPOL 对传输协议没有很多的影响；
CPHA的高低决定串行同步时钟是在第一时钟跳变沿还是第二个时钟跳变沿数据被采集，当CPHL = 0，在第一个跳变沿进行数据采集；
这两者组合就成为四种SPI通信方式，国内通常使用SPI0,即CPHL = 0，CPOL = 0
I2C协议
详见Datasheet Page 23
首先发送一个7个字节的从设备地址+一个字节的读写位，然后等待从设备的响应，这个与大部分的I2C通信是类似的，改7位地址可以通过DC管脚来控制；
然后再发送一个数据位+一个命令数据位+6个控制自己字节，实际上有用的就是命令数据为，该位设置为0就是写命令，设置为1就是写数据；
然后再发送8位的数据。这样一次控制传输就算完成了。
注：该控制器使用串口通信时是无法读取OLED数据。
树莓派
提供C语言与python例程
开启SPI接口
- 打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面
- sudo raspi-config
- 选择Interfacing Options -> SPI -> Yes 开启SPI接口
- sudo reboot
请确保SPI没有被其他的设备占用，你可以在/boot/config.txt中间检查
打开I2C接口
在终端执行：
- sudo raspi-config
- 选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动
- sudo reboot
安装库
- 安装BCM2835， 打开树莓派终端，并运行以下指令
- wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.60.tar.gz
- tar zxvf bcm2835-1.60.tar.gz
- cd bcm2835-1.60/
- sudo ./configure && sudo make && sudo make check && sudo make install
- # 更多的可以参考官网：http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/
- 安装wiringPi
- sudo apt-get install wiringpi
- #对于树莓派2019年5月之后的系统（早于之前的可不用执行），可能需要进行升级：
- wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
- sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb
- gpio -v
- # 运行gpio -v会出现2.52版本，如果没有出现说明安装出错
- python
- sudo apt-get updata
- sudo apt-get install python-pip
- sudo pip install RPi.GPIO
- sudo apt-get install python-smbus
- sudo pip install spidev
下载例程
在树莓派终端运行：
- sudo apt-get install p7zip-full
- wget http://www.waveshare.net/w/upload/9/9d/1.5inch_OLED_Moudle.7z
- 7z x 1.5inch_OLED_Moudle.7z -r -o./1.5inch_OLED_Moudle
- sudo chmod 777 -R 1.5inch_OLED_Moudle
- cd 1.5inch_OLED_Moudle/Raspberry/
硬件连接
| LCD | 树莓派BCM |
| VCC | 5V |
| GND | GND |
| DIN | MOSI |
| CLK | SCK |
| CS | CE0 |
| DC | 24 |
| RST | 25 |
SPI例程(默认例程)
- C语言
- cd C
- make clean
- make
- sudo ./main
- python
- cd python
- #python2
- sudo python main.py
- #python3
- sudo python3 main.py
I2C控制
- 默认使用的4线SPI，如果硬件上修改成I2C的，需要修改程序
| OLED | 树莓派 |
| DIN | SDA |
| CLK | SCL |
C语言
打开C\obj\DEV_Config.h，把如下：
- #define USE_SPI 1
- #define USE_IIC 0
改成
- #define USE_SPI 0
- #define USE_IIC 1
然后重新执行：
- make clean
- make
- sudo ./main
python
打开python/config.py，把如下：
- Device_SPI = 1
- Device_I2C = 0
改成
- Device_SPI = 0
- Device_I2C = 1
然后重新执行：
- sudo python main.py
STM32使用
- 本例程使用的开发板为 XNUCLEO-F103RB，程序是基于HAL库
硬件连接
| LCD | XNUCLEO-F103RB |
| VCC | 5V |
| GND | GND |
| DIN | PA7 |
| CLK | PA5 |
| CS | PB6 |
| DC | PA8 |
| RST | PA9 |
SPI与I2C切换
在DEV_Config.h中定义了两个宏：USE_SPI_4W和USE_IIC。若使用I2C控制，则将USE_IIC配置为1，USE_SPI_4W配置为0；若使用四线SPI控制，则将USE_IIC配置为0，USE_SPI_4W配置为1；
同样的硬件上的连接就需要改成连接至I2C接口。
DIN-PB9
CLK-PB8
预期效果
打开串口调试工具并配置正确，复位开发板后，会打印相关信息，OLED首先会刷屏，然后展示常见的画点，画线，画框，画图，显示字等功能2s，然后再显示位图，16位灰度图，同时显示时间（动态模拟时钟）
Arduino使用
- 本例程使用的开发板为Arduino UNO
硬件连接
| LCD | UNO |
| VCC | 5V |
| GND | GND |
| DIN | D11 |
| CLK | D13 |
| CS | D10 |
| DC | D7 |
| RST | D8 |
| BL | D9 |
SPI与I2C切换
在DEV_Config.h中定义了两个宏：USE_SPI_4W和USE_IIC。若使用I2C控制，则将USE_IIC配置为1，USE_SPI_4W配置为0；若使用四线SPI控制，则将USE_IIC配置为0，USE_SPI_4W配置为1；
同样的硬件上的连接就需要改成连接至I2C接口。
DIN-D14
CLK-D15
使用
- 配置通信方式：
在DEV_Config.h中定义了两个宏：USE_SPI_4W和USE_IIC; 若使用I2C控制，则将USE_IIC配置为1，USE_SPI_4W配置为0；若使用四线SPI控制，则将USE_IIC配置为0，USE_SPI_4W配置为1；
- 配置RAM:
在OLED_Driver.h中定义了三个宏来选择控制方式, 可以找到如下：
- #define USE_INT_RAM 1
- #define USE_EXT_RAM 0
- #define USE_OLED_RAM 0
分别是使用控制器内部RAM,使用外接RAM,以及使用OLED的RAM
内部RAM根据Arduino的型号有区别：
例程使用的是UNO控制，因此OLED_BUFSIZ只有64 * 16字节，占1K大小，如果要显示全屏，OLED_BUFSIZ需要8K大小； 若使用外部RAM控制，只需要将USE_EXT_RAM 设置成 1其他两个配置成0即可； 关于使用OLED RAM的，因为OLED控制器在使用串口通信时，是无法读取缓存中数据的，这里的定义只是为了兼容其它OLED，无其他特殊意义
现象
编译并下载至开发板
打开串口调试工具并配置正确，复位开发板后，会打印相关信息，OLED首先会刷屏，然后展示常见的画点，画线，画框，画图，显示字等功能2s，然后再显示位图，16位灰度图，同时显示时间（动态模拟时钟）
Jetson nano
安装库
安装函数库
- 打开终端界面，输入以下指令安装相应的函数库
- sudo apt-get update
- sudo apt-get install python3-pip
- sudo pip3 install Jetson.GPIO
- sudo groupadd -f -r gpio
- sudo usermod -a -G gpio your_user_name
- sudo cp /opt/nvidia/jetson-gpio/etc/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
- sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger
【注意】your_user_name 是你使用的用户名，比如说 waveshare
- 安装I2C
- sudo apt-get install python-smbus
- 安装图像处理库：
- sudo apt-get install python3-pil
- sudo apt-get install python3-numpy
下载程序
- sudo apt-get install p7zip
- wget http://www.waveshare.net/w/upload/9/9d/1.5inch_OLED_Moudle.7z
- 7zr x 1.5inch_OLED_Moudle.7z -r -o./1.5inch_OLED_Moudle
- sudo chmod 777 -R 1.5inch_OLED_Moudle
- cd 1.5inch_OLED_Moudle/Jetson\ Nano/
硬件连接
| LCD | Jetson nano(BCM) |
| VCC | 5V |
| GND | GND |
| DIN | MOSI |
| CLK | SCK |
| CS | CE0 |
| DC | 24 |
| RST | 25 |
I2C控制
- Jetson nano目前只支持I2C控制，修改对应的硬件连接方式
| OLED | Jetson nano |
| DIN | SDA |
| CLK | SCL |
C语言
打开C\obj\DEV_Config.h，把如下：
- #define USE_SPI 1
- #define USE_IIC 0
改成
- #define USE_SPI 0
- #define USE_IIC 1
然后重新执行：
- make clean
- make
- sudo ./main
python
打开python2/config.py，把如下：
- Device_SPI = 1
- Device_I2C = 0
改成
- Device_SPI = 0
- Device_I2C = 1
然后重新执行：
- sudo python main.py
python3同理
