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【STM32】基于SPI的OLED显示屏与DHT20温湿度采集显示数据

2023-05-16

【STM32】基于SPI总线的OLED显示屏与DHT20温湿度采集显示数据

  • 一、SPI通讯协议
  • 二、关于0.96英寸OLED模块
  • 三、硬件连接
  • 四、示例代码
  • 五、代码修改与撰写
  • 六、屏幕歌词滚动
    • 1、滚屏设置
    • 2、代码撰写
  • 七、展示
  • 八、DHT20温湿度采集显示数据
  • 九、总结
  • 十、参考资料

一、SPI通讯协议

SPI是一个同步的数据总线，也就是说它是用单独的数据线和一个单独的时钟信号来保证发送端和接收端的完美同步。

时钟是一个振荡信号，它告诉接收端在确切的时机对数据线上的信号进行采样。

产生时钟的一侧称为主机，另一侧称为从机。总是只有一个主机（一般来说可以是微控制器/MCU），但是可以有多个从机（后面详细介绍）；

数据的采集时机可能是时钟信号的上升沿（从低到高）或下降沿（从高到低）。

具体要看对SPI的配置；

整体的传输大概可以分为以下几个过程：

  1. 主机先将NSS信号拉低，这样保证开始接收数据；
  2. 当接收端检测到时钟的边沿信号时，它将立即读取数据线上的信号，这样就得到了一位数据（1bit）;

由于时钟是随数据一起发送的，因此指定数据的传输速度并不重要，尽管设备将具有可以运行的最高速度（稍后我们将讨论选择合适的时钟边沿和速度）。

  1. 主机发送到从机时：主机产生相应的时钟信号，然后数据一位一位地将从MOSI信号线上进行发送到从机；
  2. 主机接收从机数据：如果从机需要将数据发送回主机，则主机将继续生成预定数量的时钟信号，并且从机会将数据通过MISO信号线发送；

具体如下图所示；
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

注意，SPI是“全双工”（具有单独的发送和接收线路），因此可以在同一时间发送和接收数据，另外SPI的接收硬件可以是一个简单的移位寄存器。这比异步串行通信所需的完整UART要简单得多，并且更加便宜；

SPI特性
SPI总线包括4条逻辑线，定义如下：

MISO：Master input slave output 主机输入，从机输出（数据来自从机）；
MOSI：Master output slave input 主机输出，从机输入（数据来自主机）；
SCLK ：Serial Clock串行时钟信号，由主机产生发送给从机；
SS：Slave Select 片选信号，由主机发送，以控制与哪个从机通信，通常是低电平有效信号。

其他制造商可能会遵循其他命名规则，但是最终他们指的相同的含义。以下是一些常用术语；

MISO也可以是SIMO，DOUT，DO，SDO或SO（在主机端）;
MOSI也可以是SOMI，DIN，DI，SDI或SI（在主机端）;
NSS也可以是CE，CS或SSEL;
SCLK也可以是SCK;

详细SPI协议介绍请点击SPI协议详解（图文并茂+超详细）

二、关于0.96英寸OLED模块

1.厂家资料 0.96inch SPI OLED Module 厂家资料
在这里插入图片描述

宽电压供电（3V~5V），兼容3.3V和5V逻辑电平，无需电平转换芯片
默认为4线制SPI总线，可以选择3线制SPI总线或者IIC总线

引脚说明
在这里插入图片描述

注意：
1、本模块支持IIC、3线制SPI以及4线制SPI接口总线模式切换（如图2红框内所示），具体说明如下：
A、使用4.7K电阻只焊接R3、R4，则选择4线制SPI总线接口（默认）； 本实验采用4线制SPI总线接口
B、使用4.7K电阻只焊接R2、R3，则选择3线制SPI总线接口；
C、使用4.7K电阻只焊接R1、R4、R6、R7、R8，则选择IIC总线接口；
2、接口总线模式切换后，需要选择相应配套的软件和相应的接线引脚（如图1所示），模块才能正常运行。相应的接线引脚说明如下：
A、选择4线制SPI总线接口，所有的引脚都需要使用；
B、选择3线制SPI总线接口，只有DC引脚不需要使用（可以不接），其他引脚都需要使用；
C、选择IIC总线接口，只需要使用GND、VCC、D0、D1这四个引脚，同时将RES接高电平（可以接VCC），DC和CS接电源地；

三、硬件连接

在这里插入图片描述

四、示例代码

下载厂家提供资料百度网盘资料下载
提取码：8520

打开0.96inch_OLED_Demo_STM32F103RCT6_Hardware_4-wire_SPI 在这里插入图片描述
编译烧录能够成功演示

五、代码修改与撰写

我们使用16*16点阵，采用C51格式
使用取模软件取模取模软件点击下载提取码：8520
在这里插入图片描述
在文字输入区中输入字符，按Ctrl+Enter后，在取模方式中选择C51格式
即生成点阵序列
在这里插入图片描述
并将其写入oledfont.h文件中

const typFNT_GB16 cfont16[] = {"你",0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x80,0x11,0xFE,0x11,0x02,0x32,0x04,0x34,0x20,0x50,0x20,
0x91,0x28,0x11,0x24,0x12,0x24,0x12,0x22,0x14,0x22,0x10,0x20,0x10,0xA0,0x10,0x40,
"好",0x10,0x00,0x10,0xFC,0x10,0x04,0x10,0x08,0xFC,0x10,0x24,0x20,0x24,0x20,0x25,0xFE,
0x24,0x20,0x48,0x20,0x28,0x20,0x10,0x20,0x28,0x20,0x44,0x20,0x84,0xA0,0x00,0x40,
"，",0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x30,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,
"未",0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,
0x03,0x80,0x05,0x40,0x09,0x20,0x11,0x10,0x21,0x08,0xC1,0x06,0x01,0x00,0x01,0x00,
"曾",0x08,0x20,0x04,0x40,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x29,0x28,0x25,0x48,0x3F,0xF8,0x00,0x00,
0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,
"见",0x00,0x00,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,
0x11,0x10,0x12,0x90,0x12,0x90,0x04,0x80,0x04,0x80,0x08,0x82,0x30,0x82,0xC0,0x7E,
"面",0x00,0x00,0xFF,0xFE,0x02,0x00,0x02,0x00,0x04,0x00,0x3F,0xF8,0x24,0x48,0x24,0x48,
0x27,0xC8,0x24,0x48,0x24,0x48,0x27,0xC8,0x24,0x48,0x24,0x48,0x3F,0xF8,0x20,0x08,
"的",0x10,0x40,0x10,0x40,0x20,0x40,0x7E,0x7C,0x42,0x84,0x42,0x84,0x43,0x04,0x42,0x44,
0x7E,0x24,0x42,0x24,0x42,0x04,0x42,0x04,0x42,0x04,0x7E,0x04,0x42,0x28,0x00,0x10,
"你",0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x80,0x11,0xFE,0x11,0x02,0x32,0x04,0x34,0x20,0x50,0x20,
0x91,0x28,0x11,0x24,0x12,0x24,0x12,0x22,0x14,0x22,0x10,0x20,0x10,0xA0,0x10,0x40,
}

实现代码

void TEST_MainPage(void)
{	
	GUI_ShowCHinese(5,20,16,"你好，未曾见面的你",1);//中文姓名
	delay_ms(1500);		
	delay_ms(1500);
}

main.c文件

int main(void)
{	
	delay_init();	    	       //延时函数初始化	  
	OLED_Init();			         //初始化OLED  
	OLED_Clear(0);             //清屏（全黑）
	while(1) 
	{	
		TEST_MainPage();         //界面显示
	}
}

学号加姓名展示
在这里插入图片描述

六、屏幕歌词滚动

参考【嵌入式16】STM32+OLED屏显应用实例

1、滚屏设置

水平左右移动

OLED_WR_Byte(0x2E,OLED_CMD);        //关闭滚动
OLED_WR_Byte(0x26,OLED_CMD);        //水平向左或者右滚动 26/27
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //起始页 0
OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //滚动时间间隔
OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //终止页 7
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节
OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD);        //虚拟字节
OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动

垂直和水平滚动


OLED_WR_Byte(0x2e,OLED_CMD);        //关闭滚动
OLED_WR_Byte(0x29,OLED_CMD);        //水平垂直和水平滚动左右 29/2a
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //起始页 0
OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //滚动时间间隔
OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //终止页 1
OLED_WR_Byte(0x01,OLED_CMD);        //垂直滚动偏移量
OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动

在发送开始滚屏前要先传输好显示数据，如果在滚屏的时候传输显示数据RAM中的内容可能被损坏，无法正常显示。

2、代码撰写

在添加文字字模代码->oledfont.h文件

OLED显示函数test.c

void TEST_MainPage(void)
{	
	GUI_ShowCHinese(10,20,16,"我们有光明未来",1);
	delay_ms(1500);		
	delay_ms(1500);
}

主函数main.c文件


#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "oled.h"
#include "gui.h"
#include "test.h"
int main(void)
{	
	delay_init();	    	       //延时函数初始化	  
	NVIC_Configuration(); 	   //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级 	
	OLED_Init();			         //初始化OLED  
	OLED_Clear(0);             //清屏（全黑）
	OLED_WR_Byte(0x2E,OLED_CMD);        //关闭滚动
    OLED_WR_Byte(0x27,OLED_CMD);        //水平向左或者右滚动 26/27
    OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //起始页 0
	OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //滚动时间间隔
	OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD);        //终止页 7
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);        //虚拟字节
	OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD);        //虚拟字节
	TEST_MainPage();
	OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD);        //开启滚动
}

七、展示

544c24c1c3889

八、DHT20温湿度采集显示数据

请参考博客STM32基于I2C温湿度采集请添加图片描述

九、总结

此次实验是基于SPI的OLED显示屏与DHT20温湿度采集显示数据，既学习了SPI的知识，点亮了OLED屏幕，并且实现了滚动与刷屏，还将DHT20运用上，将两者结合运用。

十、参考资料

0.96inch SPI OLED Module 厂家资料
SPI协议详解（图文并茂+超详细）
【嵌入式16】STM32+OLED屏显应用实例
STM32实现OLED屏显示字符串

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STM32

SPI

OLED

DHT20

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