【国民技术低功耗系列N32L43x测评】08.软硬件I2C驱动1.5寸16色灰度OLED显示
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概述
国民N32L43x系列MCU带有2路硬件I2C接口，它提供多主机功能，控制所有I2C总线特定的时序、协议、仲裁和定时。支持多种通信模式（最高支持1MHz），支持DMA操作，同时与SMBus2.0兼容。主要功能描述如下：
多主机功能：该模块既可做主设备也可做从设备；
- I2C主设备功能；
- 产生时钟；
- 产生起始和停止信号；
- I2C从设备功能
- 可编程的地址检测；
- I2C接口支持7位或10位寻址，7位从模式时支持双从地址响应能力；
- 停止位检测；
- 产生和检测7位/10位地址和广播呼叫；
- 支持不同的通讯速度；
- 标准速度(高达100 kHz)；
- 快速(高达400 kHz)；
- 快速+（高达1MHz）；
- 发送器/接收器模式标志；
- 字节发送结束标志；
- I2C总线忙标志；
- 主模式时的仲裁丢失；
- 地址/数据传输后的应答(ACK)错误；
- 检测到错误的起始或停止条件；
- 禁止拉长时钟功能时的上溢或下溢；
- 1个中断用于地址/数据通讯成功；
- 1个中断用于错误；
- 可选的拉长时钟功能
- 单字节缓冲器的DMA；
- 可配置的PEC(信息包错误检测)的产生或校验
- 发送模式中PEC值可以作为最后一个字节传输
- 用于最后一个接收字节的PEC错误校验
- 兼容SMBus 2.0
- 25 ms时钟低超时延时
- 10 ms主设备累积时钟低扩展时间
- 25 ms从设备累积时钟低扩展时间
- 带ACK控制的硬件PEC产生/校验
- 支持地址分辨协议(ARP)
16灰OLED
一般OLED都是单色显示的，一个0.96寸128*64像素的OLED，一个像素只需要1位来表示，其显存也就1024字节，能过I2C的400kbps的通讯速率很容易就达到流畅的效果；但对于16灰的OLED来说，一个像素需要有4位来表示，本文中用到的1.5寸16灰OLED其像素达到128*128，这样显存就需要8KB的空间，如果还使用400kbps的速率来刷新显示的话，就会明显感觉到卡顿/不流畅。正好国民N32L43x系列MCU的硬件I2C支持快速+模式，通讯速率可以达到1MHz，完全满足这款OLED的显示刷新需求。
代码实现
/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#define __OLED_C__
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "OLED.h"
#if ENABLE_OLED
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define sI2C_SCL_PORT GPIOB
#define sI2C_SCL_PIN GPIO_PIN_8
#define sI2C_SDA_PORT GPIOB
#define sI2C_SDA_PIN GPIO_PIN_9
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
/* Exported variables --------------------------------------------------------*/
/* Exported function prototypes ----------------------------------------------*/
/*******************************************************************************
* [url=home.php?mod=space&uid=159083]@brief[/url] * @param
* @retval
* [url=home.php?mod=space&uid=1020061]@attention[/url] *******************************************************************************/
void sI2C_Delay(uint32_t t)
{
while(t--);
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void sI2C_Init(void)
{
GPIO_InitType GPIO_InitStructure;
RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Current = GPIO_DC_12mA;
GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_Slew_Rate_High;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_Pull_Up;
GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void sI2C_SDA_IN(void)
{
GPIO_InitType GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Current = GPIO_DC_12mA;
GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_Slew_Rate_High;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Input;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_Pull_Up;
GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void sI2C_SDA_OUT(void)
{
GPIO_InitType GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Current = GPIO_DC_12mA;
GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_Slew_Rate_High;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_Pull_Up;
GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void sI2C_START(void)
{
sI2C_SDA_OUT();
GPIO_WriteBit(sI2C_SDA_PORT, sI2C_SDA_PIN, Bit_SET); sI2C_Delay(10);
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_SET); sI2C_Delay(10);
GPIO_WriteBit(sI2C_SDA_PORT, sI2C_SDA_PIN, Bit_RESET); sI2C_Delay(10);
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_RESET); sI2C_Delay(10);
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void sI2C_STOP(void)
{
sI2C_SDA_OUT();
GPIO_WriteBit(sI2C_SDA_PORT, sI2C_SDA_PIN, Bit_RESET); sI2C_Delay(10);
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_SET); sI2C_Delay(10);
GPIO_WriteBit(sI2C_SDA_PORT, sI2C_SDA_PIN, Bit_SET); sI2C_Delay(10);
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
uint8_t sI2C_WaitACK(void)
{
uint32_t Timeout = 0;
GPIO_WriteBit(sI2C_SDA_PORT, sI2C_SDA_PIN, Bit_SET); /* 释放总线 */
sI2C_SDA_IN();
sI2C_Delay(5);
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_SET); sI2C_Delay(5);
while(GPIO_ReadInputDataBit(sI2C_SDA_PORT,sI2C_SDA_PIN))
{
if(Timeout++ > 250)
{
sI2C_STOP(); return 1;
}
}
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_RESET); sI2C_Delay(5);
return 0;
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void sI2C_SendData(uint8_t Data)
{
sI2C_SDA_OUT();
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_RESET);
for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
{
if(Data & (0x80 >> i))
{
GPIO_WriteBit(sI2C_SDA_PORT, sI2C_SDA_PIN, Bit_SET);
}
else
{
GPIO_WriteBit(sI2C_SDA_PORT,sI2C_SDA_PIN, Bit_RESET);
}
sI2C_Delay(5);
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_SET); sI2C_Delay(5);
GPIO_WriteBit(sI2C_SCL_PORT, sI2C_SCL_PIN, Bit_RESET); sI2C_Delay(5);
}
}
#define USE_H_I2C 0
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_InitI2C(void)
{
#if USE_H_I2C
GPIO_InitType GPIO_InitStructure;
I2C_InitType I2C1_InitStructure;
RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_I2C1, ENABLE);
I2C_DeInit(I2C1);
RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOB | RCC_APB2_PERIPH_AFIO, ENABLE);
/*PB8 -- SCL; PB9 -- SDA*/
GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_Slew_Rate_High;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_Pull_Up;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
I2C_InitStruct(&I2C1_InitStructure);
I2C1_InitStructure.ClkSpeed = 100000;
I2C1_InitStructure.BusMode = I2C_BUSMODE_I2C;
I2C1_InitStructure.FmDutyCycle = I2C_FMDUTYCYCLE_2;
I2C1_InitStructure.OwnAddr1 = 0xFF;
I2C1_InitStructure.AckEnable = I2C_ACKEN;
I2C1_InitStructure.AddrMode = I2C_ADDR_MODE_7BIT;
I2C_Init(I2C1, &I2C1_InitStructure);
I2C_Enable(I2C1, ENABLE);
#else
sI2C_Init();
#endif
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_WriteCMD(uint8_t Data)
{
#if USE_H_I2C
while(I2C_GetFlag(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));
I2C_GenerateStart(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_MODE_FLAG));
I2C_SendAddr7bit(I2C1, 0x78, I2C_DIRECTION_SEND);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_TXMODE_FLAG));
I2C_SendData(I2C1, 0x00);
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_DATA_SENDED));
I2C_SendData(I2C1, Data);
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_DATA_SENDED));
I2C_GenerateStop(I2C1, ENABLE);
#else
sI2C_START();
sI2C_SendData(0x78);
sI2C_WaitACK();
sI2C_SendData(0x00);
sI2C_WaitACK();
sI2C_SendData(Data);
sI2C_WaitACK();
sI2C_STOP();
#endif
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_WriteDAT(uint8_t Data)
{
#if USE_H_I2C
while(I2C_GetFlag(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));
I2C_GenerateStart(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_MODE_FLAG));
I2C_SendAddr7bit(I2C1, 0x78, I2C_DIRECTION_SEND);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_TXMODE_FLAG));
I2C_SendData(I2C1, 0x40);
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_DATA_SENDED));
I2C_SendData(I2C1, Data);
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_DATA_SENDED));
I2C_GenerateStop(I2C1, ENABLE);
#else
sI2C_START();
sI2C_SendData(0x78);
sI2C_WaitACK();
sI2C_SendData(0x40);
sI2C_WaitACK();
sI2C_SendData(Data);
sI2C_WaitACK();
sI2C_STOP();
#endif
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_WriteBuffer(const uint8_t *Buffer, uint32_t Length)
{
#if USE_H_I2C
while(I2C_GetFlag(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));
I2C_GenerateStart(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_MODE_FLAG)); // EV5
I2C_SendAddr7bit(I2C1, 0x78, I2C_DIRECTION_SEND);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_TXMODE_FLAG)); // EV6
I2C_SendData(I2C1, 0x40);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_DATA_SENDING)); // EV8
while(Length--)
{
I2C_SendData(I2C1, *Buffer++);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_DATA_SENDING)); // EV8
}
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVT_MASTER_DATA_SENDED)); // EV8-2
I2C_GenerateStop(I2C1, ENABLE);
#else
sI2C_START();
sI2C_SendData(0x78);
sI2C_WaitACK();
sI2C_SendData(0x40);
sI2C_WaitACK();
while(Length--)
{
sI2C_SendData(*Buffer++);
sI2C_WaitACK();
}
sI2C_STOP();
#endif
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_InitCFG(void)
{
OLED_WriteCMD(0xAE);//关闭显示
OLED_WriteCMD(0x15);//设置列地址
OLED_WriteCMD(0x00);//起始地址00
OLED_WriteCMD(0x3F);//结束列地址3F对应127列，每8列一组
OLED_WriteCMD(0x75);//设置行地址
OLED_WriteCMD(0x00); //起始0
OLED_WriteCMD(0x7F); //结束127
OLED_WriteCMD(0x81);//对比度设置
OLED_WriteCMD(0x80);//1~255;默认0x7F (亮度设置,越大越亮)
OLED_WriteCMD(0xA0);//显存映射
OLED_WriteCMD(0x51);
OLED_WriteCMD(0xA1);//显示起始行地址
OLED_WriteCMD(0x00);
OLED_WriteCMD(0xA2);//显示偏移
OLED_WriteCMD(0x00);
OLED_WriteCMD(0xA4);//正常显示模式
OLED_WriteCMD(0xA8);//设置MUX 比率 16-128
OLED_WriteCMD(0x7F);
OLED_WriteCMD(0xB1);// Set phase length
OLED_WriteCMD(0xF1);
OLED_WriteCMD(0xB3); // Set Display Clock Divide Ratio/Oscillator Frequency
OLED_WriteCMD(0x00); // 80Hz:0xc1 90Hz:0xe1 100Hz:0x00 110Hz:0x30 // 120Hz:0x50 130Hz:0x70
OLED_WriteCMD(0xAB);
OLED_WriteCMD(0x01);// set vdd internal
OLED_WriteCMD(0xB6); // Set second pre-charge period
OLED_WriteCMD(0x0F);
OLED_WriteCMD(0xBE);// set VCOMH
OLED_WriteCMD(0x0F);
OLED_WriteCMD(0xBC);// set pre_charge voltage/VCOMH
OLED_WriteCMD(0x08);
OLED_WriteCMD(0xD5);// second precharge and VSL
OLED_WriteCMD(0x62);
OLED_WriteCMD(0xFD);// Unlock/Lock OLED driver IC MCU interface from entering command
OLED_WriteCMD(0x12);
OLED_WriteCMD(0xAF);//开启显示
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_SetWindow(uint8_t StartX, uint8_t StartY, uint8_t EndX, uint8_t EndY)
{
OLED_WriteCMD(0x15);
OLED_WriteCMD(StartX/2);
OLED_WriteCMD(EndX/2-1);
OLED_WriteCMD(0x75);
OLED_WriteCMD(StartY);
OLED_WriteCMD(EndY-1);
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_Clear(uint8_t Data)
{
OLED_SetWindow(0, 0, 128, 128);
for(uint32_t i = 0; i < OLED_HEIGHT*OLED_WIDTH/2; i++)
{
OLED_WriteDAT(Data);
}
}
/*******************************************************************************
* @brief
* @param
* @retval
* @attention
*******************************************************************************/
void OLED_Init(void)
{
OLED_InitI2C();
OLED_InitCFG();
OLED_Clear(0xFF);
OLED_SetWindow(0, 0, 128, 128);
OLED_WriteBuffer(gImage_AAA, sizeof(gImage_AAA));
}
显示效果
问题反馈
上述代码中分别使用软硬件两种I2C驱动方式来驱动OLED显示屏，对于软件驱动方式来说，执行所消耗的资源肯定比硬件I2C要多不少，但它可以成功驱动OLED显示，这说明对于OLED的参数配置以及刷新显示这部分的上层功能代码是没有问题的。但通过硬件I2C的方式来驱动显示时，并没有成功，期间尝试通过软件去修改I2C的通讯速率、在硬件上通过焊接不同阻值的上拉电阻，硬件I2C一直没有通讯成功过，通过在线单步DEBUG调试，发现在发送一些数据后，就会卡在产生START信号的等待状态，如下图所示；如果有条件，希望原厂可以一起来调试一下，看一下到底是什么问题导致的这个现象。
|
提升卡
变色卡
千斤顶
问题不突出，差点给你漏掉
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