树莓派Pico-OLED-2.23显示屏使用教程

产品概述

提供Pico C语言例程跟Python例程

产品参数

参数名称	参数
供电电压	3.3V/5V
工作电流	40mA
控制芯片	SSD1305
通信接口	4-wire SPI / I2C
分辨率	128 x 32 Pixels
像素大小	0.41 × 0.39mm
显示尺寸	55.02 × 13.1mm
产品尺寸	63.00 x26.00(mm)

接口说明

LCD 及其控制器

本款OLED使用的内置控制器为SSD1305，它有132 × 64 bit SRAM，支持最大132 × 64像素屏幕，支持SPI/I2C/8bit 8080并口，本屏幕为128 × 32 像素，所以内部SRAM没有完全使用。本模块采用四线SPI和IIC两种接口，兼容性好，传输速度高。

I2C通信协议

在I2C通信时，先发送一个7bit的从设备地址+1bit的读写位，等待设备的响应。
在从设备应答后，接着发送一个控制字节，该字节决定了后面发送的字节是命令还是数据，然后再等待从设备应答。
在从设备再次应答之后，若发送命令，则只发送一字节的命令。若发送数据，可以只发送一个字节，也可以多个字节的数据连着发送，视情况而定。

SPI通信协议

如上图所示，SDIN 上的数据按 MSB 在前 LSB 在后为次序在每个 SCLK 的上升沿到来时被移入一个 8-bit 移位寄存器。
D/C#在每第 8 个时钟被采样，并且移位寄存器里的数据被写入图形显示内存（GDDRAM）或者命令寄存器，在同样的计数时钟下。
在串行模式下，仅允许写操作。在 4-wireSPI 模式下的写操作过程。

Pico使用教程

硬件连接

连接Pico的时候，请注意对应方向不要接反。可以观察模块上有USB丝印的一端与Pico的USB接口一端来判断方向（也可以根据模块上的排母的引脚标号与Pico的引脚标号判断）
您可以对照以下表格连线。

Pico连接引脚对应关系
e-Paper	Pico	功能
VCC	VSYS	电源输入
GND	GND	电源地
DIN	GP11	SPI通信MOSI引脚，从设备数据输入
CLK	GP10	SPI通信SCK引脚，从设备时钟输入
CS	GP9	SPI片选引脚（低电平有效）
DC	GP8	数据/命令控制引脚（高电平数据，低电平命令）
RST	GP12	外部复位引脚（电平有效）
SDA	GP6	I2C数据传输
SCL	GP7	I2C时钟输入

直连

扩展板连接

环境搭建

正在整理
请参照树莓派官方网站的Pico专题：https://www.raspberrypi.org/documentation/pico/getting-started/

程序下载

打开树莓派终端，执行：
方法一：从我们官网下载，推荐使用。

sudo apt-get install p7zip-full
cd ~
sudo wget  https://www.waveshare.net/w/upload/2/28/Pico_code.7z
7z x Pico_code.7z -o./Pico_code
cd ~/Pico_code
cd c/build/

例程使用

以下教程为在树莓派上操作，但由于cmake的多平台、可移植的特点，在PC上也是能成功编译，但操作略有不同，需要您自行判断。如果是测试可以使用uf2目录下编译好的文件即可

C部分

进行编译，请确保在c目录：

cd ~/Pico_code/c/

打开main.c选择对应的模块

sudo nano main.c

如果你使用的是Pico-OLED-2.23,那么就去掉OLED_2in23_test()函数前面的//，然后按ctrl+c，然后按Y键并回车保存并退出，具体如下：

创建并进入build目录,并添加SDK: 其中 ../../pico-sdk 是你的SDK的目录。如果存在build，则直接进入

#mkdir build
cd build
export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk
#export PICO_SDK_PATH=/home/pi/pico/pico-sdk

执行cmake自动生成Makefile文件如果build 目录下存在编译文件, 编译的环境和你的环境不一致会导致生成make文件失败,需要删除目录下的所有文件

cmake ..

执行make生成可执行文件，第一次编译时间比较久

make -j

编译完成，会在build文件夹里面生成uf2文件。按住Pico板上的按键，将pico通过Micro USB线接到电脑的USB接口，然后松开按键。接入之后，电脑会自动识别到一个可移动盘（RPI-RP2），将uf2 文件复制到识别的可移动盘（RPI-RP2）中即可。

Python部分

   1): 按住Pico板上的按键，将pico通过Micro USB线接到电脑的USB接口，然后松开按键。
       接入之后，电脑会自动识别到一个可移动盘（RPI-RP2）
       
   2): 将python目录中pico_micropython_20210121.uf2 文件复制到识别的可移动盘（RPI-RP2）中
   
   3): 更新Thonny IDE
       sudo apt upgrade thonny
       
   4): 打开Thonny IDE （点击树莓logo -> Programming -> Thonny Python IDE ）
       选择Tools -> Options... -> Interpreter
       选择MicroPython(Raspberry Pi Pico 和ttyACM0端口
       
   5): 在Thonny IDE中打开python/Pico-OLED-2.23/Pico-OLED-2.23(spi).py文件
       然后运行当前脚本（绿色小三角）即可

代码简析

如果您以前使用过我们的SPI屏幕应该会对这份例程比较熟悉

C

底层硬件接口

我们进行了底层的封装，由于硬件平台不一样，内部的实现是不一样的，如果需要了解内部实现可以去对应的目录中查看
在DEV_Config.c(.h)可以看到很多定义，在目录：...\c\lib\Config

数据类型：

#define UBYTE   uint8_t
#define UWORD   uint16_t
#define UDOUBLE uint32_t

模块初始化与退出的处理：

void DEV_Module_Init(void);
void DEV_Module_Exit(void);
注意：
1.这里是处理使用液晶屏前与使用完之后一些GPIO的处理。

GPIO读写：

void 	DEV_Digital_Write(UWORD Pin, UBYTE Value);
UBYTE 	DEV_Digital_Read(UWORD Pin);

SPI写数据

void DEV_SPI_WriteByte(UBYTE Value);

上层应用

对于屏幕而言，如果需要进行画图、显示中英文字符、显示图片等怎么办，这些都是上层应用做的。这有很多小伙伴有问到一些图形的处理，我们这里提供了一些基本的功能在如下的目录中可以找到GUI，在目录：..\c\lib\GUI\GUI_Paint.c(.h)

在如下目录下是GUI依赖的字符字体，在目录：RaspberryPi\c\lib\Fonts

新建图像属性:新建一个图像属性，这个属性包括图像缓存的名称、宽度、高度、翻转角度、颜色

void Paint_NewImage(UWORD *image, UWORD Width, UWORD Height, UWORD Rotate, UWORD Color, UWORD Depth)
参数：
 	image : 图像缓存的名称，实际上是一个指向图像缓存首地址的指针；
 	Width : 图像缓存的宽度；
 	Height: 图像缓存的高度；
 	Rotate：图像的翻转的角度
 	Color ：图像的初始颜色；
 	Depth : 颜色深度

选择图像缓存:选择图像缓存，选择的目的是你可以创建多个图像属性，图像缓存可以存在多个，你可以选择你所创建的每一张图像

void Paint_SelectImage(UBYTE *image)
参数：
 	image: 图像缓存的名称，实际上是一个指向图像缓存首地址的指针；

图像旋转:设置选择好的图像的旋转角度，最好使用在Paint_SelectImage()后，可以选择旋转0、90、180、270

void Paint_SetRotate(UWORD Rotate)
参数：
 	Rotate: 图像选择角度，可以选择ROTATE_0、ROTATE_90、ROTATE_180、ROTATE_270分别对应0、90、180、270度

【说明】不同选择角度下，坐标对应起始像素点不同，这里以1.14为例，四张图，按顺序为0°， 90°， 180°， 270°。仅做为参考

图像镜像翻转:设置选择好的图像的镜像翻转，可以选择不镜像、关于水平镜像、关于垂直镜像、关于图像中心镜像。

void Paint_SetMirroring(UBYTE mirror)
参数：
 	mirror: 图像的镜像方式，可以选择MIRROR_NONE、MIRROR_HORIZONTAL、MIRROR_VERTICAL、MIRROR_ORIGIN分别对应不镜像、关于水平镜像、关于垂直镜像、关于图像中心镜像

设置点在缓存中显示位置和颜色：这里是GUI最核心的一个函数、处理点在缓存中显示位置和颜色；

void Paint_SetPixel(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, UWORD Color)
参数：
 	Xpoint: 点在图像缓存中X位置
 	Ypoint: 点在图像缓存中Y位置
 	Color : 点显示的颜色

图像缓存填充颜色:把图像缓存填充为某颜色，一般作为屏幕刷白的作用

void Paint_Clear(UWORD Color)
参数：
 	Color: 填充的颜色

图像缓存部分窗口填充颜色：把图像缓存的某部分窗口填充为某颜色，一般作为窗口刷白的作用，常用于时间的显示，刷白上一秒

void Paint_ClearWindows(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color)
参数：
 	Xstart: 窗口的X起点坐标
 	Ystart: 窗口的Y起点坐标
 	Xend: 窗口的X终点坐标
 	Yend: 窗口的Y终点坐标
 	Color: 填充的颜色

画点:在图像缓存中，在（Xpoint, Ypoint）上画点，可以选择颜色，点的大小，点的风格

void Paint_DrawPoint(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, UWORD Color, DOT_PIXEL Dot_Pixel, DOT_STYLE Dot_Style)
参数：
 	Xpoint: 点的X坐标
 	Ypoint: 点的Y坐标
 	Color: 填充的颜色
 	Dot_Pixel: 点的大小，提供默认的8种大小点
 	 	 typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  , 	 	// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  , 	 	// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	Dot_Style: 点的风格,大小扩充方式是以点为中心扩大还是以点为左下角往右上扩大
 	 	typedef enum {
 	 	   DOT_FILL_AROUND  = 1,		
 	 	   DOT_FILL_RIGHTUP,
 	 	} DOT_STYLE;

画线：在图像缓存中，从 (Xstart, Ystart) 到 (Xend, Yend) 画线，可以选择颜色，线的宽度，线的风格

void Paint_DrawLine(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color, LINE_STYLE Line_Style , LINE_STYLE Line_Style)
参数：
 	Xstart: 线的X起点坐标
 	Ystart: 线的Y起点坐标
 	Xend: 线的X终点坐标
 	Yend: 线的Y终点坐标
 	Color: 填充的颜色
 	Line_width: 线的宽度，提供默认的8种宽度
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	 Line_Style: 线的风格,选择线是以直线连接还是以虚线的方式连接
 	 	typedef enum {
 	 	 	 LINE_STYLE_SOLID = 0,
 	 	 	 LINE_STYLE_DOTTED,
 	 	} LINE_STYLE;

画矩形:在图像缓存中，从 (Xstart, Ystart) 到 (Xend, Yend) 画一个矩形，可以选择颜色，线的宽度，是否填充矩形内部

void Paint_DrawRectangle(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
参数：
 	Xstart: 矩形的X起点坐标
 	Ystart: 矩形的Y起点坐标
 	Xend: 矩形的X终点坐标
 	Yend: 矩形的Y终点坐标
 	Color: 填充的颜色
 	Line_width: 矩形四边的宽度，提供默认的8种宽度
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	Draw_Fill: 填充,是否填充矩形的内部
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DRAW_FILL_EMPTY = 0,
 	 	 	 DRAW_FILL_FULL,
 	 	} DRAW_FILL;

画圆:在图像缓存中，以 (X_Center Y_Center) 为圆心，画一个半径为Radius的圆，可以选择颜色，线的宽度，是否填充圆内部

void Paint_DrawCircle(UWORD X_Center, UWORD Y_Center, UWORD Radius, UWORD Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
参数：
 	X_Center: 圆心的X坐标
 	Y_Center: 圆心的Y坐标
 	Radius：圆的半径
 	Color: 填充的颜色
 	Line_width: 圆弧的宽度，提供默认的8种宽度
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	Draw_Fill: 填充,是否填充圆的内部
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DRAW_FILL_EMPTY = 0,
 	 	 	 DRAW_FILL_FULL,
 	 	} DRAW_FILL;

写Ascii字符:在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一个Ascii字符，可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色

void Paint_DrawChar(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char Ascii_Char, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	Ascii_Char：Ascii字符
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	Color_Background: 背景颜色

写英文字符串:在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一串英文字符，可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色

void Paint_DrawString_EN(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char * pString, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	pString：字符串，字符串是一个指针
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	Color_Background: 背景颜色

写中文字符串：在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一串中文字符，可以选择GB2312编码字符字库、字体前景色、字体背景色；

void Paint_DrawString_CN(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char * pString, cFONT* font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	pString：字符串，字符串是一个指针
 	Font: GB2312编码字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font12CN：ascii字符字体11*21，中文字体16*21
 	 	font24CN：ascii字符字体24*41，中文字体32*41
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	Color_Background: 背景颜色

写数字:在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一串数字，可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色

void Paint_DrawNum(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, int32_t Nummber, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	Nummber：显示的数字，这里使用的是32位长的int型保存，可以最大显示到2147483647
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	Color_Background: 背景颜色

写带小数的数字:在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一串数字可以带小数的数字，可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色

void Paint_DrawFloatNum(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, double Nummber,  UBYTE Decimal_Point,	sFONT* Font,    UWORD Color_Foreground, UWORD  Color_Background);
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	Nummber：显示的数字，这里使用的是double型保存，足够普通需求
        Decimal_Point：显示小数点后几位数字
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	Color_Background: 背景颜色

显示时间:在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，显示一段时间，可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色；

void Paint_DrawTime(UWORD Xstart, UWORD Ystart, PAINT_TIME *pTime, sFONT* Font, UWORD Color_Background, UWORD Color_Foreground)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	pTime：显示的时间，这里定义好了一个时间的结构体，只要把时分秒各位数传给参数；
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	Color_Background: 背景颜色

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