STM32 物联网智能家居 (六) OLED显示设备

STM32 物联网智能家居 (六) OLED显示设备

OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）显示屏是一种常见的显示技术，广泛应用于智能手机、智能手表、嵌入式设备等。下面我们来讲解设备子系统中的OLED显示设备，本节我们不讲解OLED的基本原理，只展示OLED作为设备子系统的编程思路。

一、显示设备概况

如下图所示，我们使用的OLED屏SSD1306是单色屏，像素点只有点亮和熄灭两种状态。并且其内置显存：SSD1306 自带 GDDRAM（Graphic Display Data RAM），用于存储显示数据。此款OLED屏采用I2c进行通信。

目前该项目使用的是带有内置显存的OLED屏，其中STM32 F103通过I2c写入OLED显示屏的显存中。如下图所示，显存在OLED中，通过I2c将数据写在显存中，就可以控制OLED显示相应的文字或动画。

但是很多TFT LCD本身是没有显存的，那么数据保存在哪里？可以在系统内存里分配一块空间，它就是显存。设置好LCD控制器后，它就会自动从显存取出数据、发送给LCD。我们只需要写数据到显存即可。

有些LCD含有显存，并且CPU可以直接访问显存：就像访问一般内存一样访问显存。我们只需要写数据到显存即可。

对于软件来说，这3种LCD都有显存，第1种无法直接写显存；第2、3种可以直接写显存。在软件的设计思想中，我们设想的是这些能否统一？来减少软件开发的复杂度和重复性。

对于第1种LCD，能否也直接写显存？回答是可以，我们可以按照下面的方法来将三种类型进行统一，并如下图所示：

• 在系统内存分配另一个"显存FB"
• 软件直接写"显存FB"
• 在通过I2C把"显存FB"的内容传送到LCD自带的显存。

二、显示设备的结构体抽象

怎么抽象出一个显示设备？

• 有初始化函数
• 有显存，怎么描述显存？
  • 起始地址
  • 分辨率
  • 每个像素用多少位来表示
• 对于第1种LCD，还需要一个Flush函数，把"显存FB"的内容"刷"到LCD的显存去

结构体如下：

这个结构体中，我们包含了显示设备的名字，显存的地址，X方向、Y方向的分辨率，像素块大小，硬件初始化函数、把数据刷到显存中、设置彩色像素点。

三、程序层次结构

下面是整个显示子系统的程序层次，分为如下五层，从上到下层层调用，最终调用到和芯片相关的硬件抽象层HAL。

四、编程实践

1. 测试OLED代码

2. 显示设备管理层

3. 设备层

核心是底下的oled_device.c，它要构造出一个DisplayDevice。

我们先实现它，再去考虑管理的事情。

3.1 构造DisplayDevice

文件：oled_device.c

3.2 Init和Flush

OLEDDeviceInit和OLEDDeviceFlush比较简单，都是调用下面KAL层的函数：

3.3 SetPixel函数

需要计算的就是，(iX, iY)在显存里哪个位置、哪个bit，

代码如下：

4. 内核抽象层

文件：kal_oled_device.c

核心思路就是根据配置项，调用对应的函数。代码如下：

5.芯片抽象层

文件：cal_oled_device.c

核心思路就是根据配置项，调用对应的函数。代码如下：

6. 硬件抽象层

五、测试

下面我们将上面的程序刷写到板子中，可以看到在OLED显示屏中显示一个十字线。至此我们的OLED显示子设备的程序框架就搭建完成了。后面我们继续风扇子系统的讲解。

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