MicroPython-ESP8266开发板控制OLED液晶显示屏教程实例附代码

bodasister

　　1.实验目的

　　1.学习在PC机系统中扩展简单I/O接口的方法。

　　2.进一步学习编制数据输出程序的设计方法。

　　3.学习TPYBoardv202控制OLED显示字符。

　　2.所需元器件

　　TPYBoardv202开发板一块

　　数据线一条

　　杜邦线若干

　　OLED液晶屏一块

　　3.什么是OLED显示屏

　　(1)OLED显示屏简介

　　有机发光二极管（organiclight-emittingdiode，OLED）是一种由柯达公司开发并拥有专利的显示技术，这项技术使用有机聚合材料作为发光二极管中的半导体（semiconductor）材料。聚合材料可以是天然的，也可能是人工合成的，可能尺寸很大，也可能尺寸很小。其广泛运用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理（PDA）、笔记本电脑、汽车音响和电视。OLED显示器很薄很轻，因为它不使用背光。

　　本例中使用0.96寸OLED显示屏，该屏具有高亮度，低功耗屏，显示颜色纯正，在阳光下有很好的可视效果。模块供电可以是3.3V也可以是5V，不需要修改模块电路，同时兼容3种通信方式：4线SPI、3线SPI、IIC，通信模式的选择可以根据提供的BOM表进行跳选。该模块一共有三种颜色：蓝色、白色、黄蓝双色。OLED屏具有多个控制指令，可以控制OLED的亮度、对比度、开关升压电路等指令。操作方便，功能丰富。同时为了方便应用在产品上，预留4个M2固定孔，方便用户固定在机壳上。0.96寸OLED显示屏的驱动芯片为：SSD1306(已集成在屏中)。

　　(2)实际显示效果

　　(3)OLED接口定义

　　1>GND=电源地

　　2>VCC=电源地（2.8V~5.5V）

　　3>D0=时钟线

　　4>D1=数据线

　　5>RES=复位线

　　6>DC=数据/命令

　　7>CS=片选

　　4.具体接线方法

　　TPYboard v202                   OLED

       GND                                    GND
       3.3V                                    VCC
       SCK                                    D0
       MO                                    D1
       G4                                   RES
       G5                                    DC
       G16                                    CS


　　5.实物接线图

　　6.程序源代码

　　main.py 程序源代码

1. # main.py -- put your code here!
   
2. import machine
   
3. from machine import Pin,I2C,SPI
   
4. import ssd1306
   
5. import math
   
6. import time
   
7. 
   
8. spi = SPI(baudrate=10000000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(14,Pin.OUT), mosi=Pin(13,Pin.OUT), miso=Pin(12))
   
9. display = ssd1306.SSD1306_SPI(128, 64, spi, Pin(5),Pin(4), Pin(16))
   
10. 
    
11. led_blue = machine.Pin(2, Pin.OUT)  # 设置 GPIO2 为输出
    
12. led_blue.high()
    
13. 
    
14. try:
    
15.   display.poweron()
    
16.   display.init_display()
    
17. 
    
18.   display.text('TPYBoard V202',1,1)
    
19.   display.text('Hi, TurnipSmart',1,16)
    
20.   display.text('I Love You',1,31)
    
21.   display.text('This is DNA!!',1,46)
    
22.   display.show()
    
23.   time.sleep(3)
    
24.   display.fill(0)
    
25.   #显示DNA
    
26.   for x in range(0, 128):
    
27.     display.pixel(x, 32+int(math.cos(x/64*math.pi)*30 +2), 1)
    
28.     display.pixel(x, 32+int(math.cos((x+64)/64*math.pi)*30+2), 1)
    
29.   display.show()
    
30. except Exception as ex:
    
31.   led_blue.low()
    
32.   print('Unexpected error: {0}'.format(ex))
    
33.   display.poweroff()
    

复制代码

　　ssd1306程序源代码

1. import pyb
   
2. import font
   
3. 
   
4. # Constants
   
5. DISPLAYOFF          = 0xAE
   
6. SETCONTRAST         = 0x81
   
7. DISPLAYALLON_RESUME = 0xA4
   
8. DISPLAYALLON        = 0xA5
   
9. NORMALDISPLAY       = 0xA6
   
10. INVERTDISPLAY       = 0xA7
    
11. DISPLAYON           = 0xAF
    
12. SETDISPLAYOFFSET    = 0xD3
    
13. SETCOMPINS          = 0xDA
    
14. SETVCOMDETECT       = 0xDB
    
15. SETDISPLAYCLOCKDIV  = 0xD5
    
16. SETPRECHARGE        = 0xD9
    
17. SETMULTIPLEX        = 0xA8
    
18. SETLOWCOLUMN        = 0x00
    
19. SETHIGHCOLUMN       = 0x10
    
20. SETSTARTLINE        = 0x40
    
21. MEMORYMODE          = 0x20
    
22. COLUMNADDR          = 0x21
    
23. PAGEADDR            = 0x22
    
24. COMSCANINC          = 0xC0
    
25. COMSCANDEC          = 0xC8
    
26. SEGREMAP            = 0xA0
    
27. CHARGEPUMP          = 0x8D
    
28. EXTERNALVCC         = 0x10
    
29. SWITCHCAPVCC        = 0x20
    
30. SETPAGEADDR         = 0xB0
    
31. SETCOLADDR_LOW      = 0x00
    
32. SETCOLADDR_HIGH     = 0x10
    
33. ACTIVATE_SCROLL                      = 0x2F
    
34. DEACTIVATE_SCROLL                    = 0x2E
    
35. SET_VERTICAL_SCROLL_AREA             = 0xA3
    
36. RIGHT_HORIZONTAL_SCROLL              = 0x26
    
37. LEFT_HORIZONTAL_SCROLL               = 0x27
    
38. VERTICAL_AND_RIGHT_HORIZONTAL_SCROLL = 0x29
    
39. VERTICAL_AND_LEFT_HORIZONTAL_SCROLL  = 0x2A
    
40. 
    
41. # I2C devices are accessed through a Device ID. This is a 7-bit
    
42. # value but is sometimes expressed left-shifted by 1 as an 8-bit value.
    
43. # A pin on SSD1306 allows it to respond to ID 0x3C or 0x3D. The board
    
44. # I bought from ebay used a 0-ohm resistor to select between "0x78"
    
45. # (0x3c << 1) or "0x7a" (0x3d << 1). The default was set to "0x78"
    
46. DEVID = 0x3c
    
47. 
    
48. # I2C communication here is either <DEVID> <CTL_CMD> <command byte>
    
49. # or <DEVID> <CTL_DAT> <display buffer bytes> <> <> <> <>...
    
50. # These two values encode the Co (Continuation) bit as b7 and the
    
51. # D/C# (Data/Command Selection) bit as b6.
    
52. CTL_CMD = 0x80
    
53. CTL_DAT = 0x40
    
54. 
    
55. class SSD1306(object):
    
56. 
    
57.   def __init__(self, pinout, height=32, external_vcc=True, i2c_devid=DEVID):
    
58.     self.external_vcc = external_vcc
    
59.     self.height       = 32 if height == 32 else 64
    
60.     self.pages        = int(self.height / 8)
    
61.     self.columns      = 128
    
62. 
    
63.     # Infer interface type from entries in pinout{}
    
64.     if 'dc' in pinout:
    
65.       # SPI
    
66.       rate = 16 * 1024 * 1024
    
67.       self.spi = pyb.SPI(1, pyb.SPI.MASTER, baudrate=rate, polarity=1, phase=0)  # SCK: Y6: MOSI: Y8
    
68.       self.dc  = pyb.Pin(pinout['dc'],  pyb.Pin.OUT_PP, pyb.Pin.PULL_DOWN)
    
69.       self.res = pyb.Pin(pinout['res'], pyb.Pin.OUT_PP, pyb.Pin.PULL_DOWN)
    
70.       self.offset = 0
    
71.     else:
    
72.       # Infer bus number from pin
    
73.       if pinout['sda'] == 'X10':
    
74.         self.i2c = pyb.I2C(1)
    
75.       else:
    
76.         self.i2c = pyb.I2C(2)
    
77.       self.i2c.init(pyb.I2C.MASTER, baudrate=400000) # 400kHz
    
78.       self.devid = i2c_devid
    
79.       # used to reserve an extra byte in the image buffer AND as a way to
    
80.       # infer the interface type
    
81.       self.offset = 1
    
82.       # I2C command buffer
    
83.       self.cbuffer = bytearray(2)
    
84.       self.cbuffer[0] = CTL_CMD
    
85. 
    
86.   def clear(self):
    
87.     self.buffer = bytearray(self.offset + self.pages * self.columns)
    
88.     if self.offset == 1:
    
89.       self.buffer[0] = CTL_DAT
    
90. 
    
91.   def write_command(self, command_byte):
    
92.     if self.offset == 1:
    
93.       self.cbuffer[1] = command_byte
    
94.       self.i2c.send(self.cbuffer, addr=self.devid, timeout=5000)
    
95.     else:
    
96.       self.dc.low()
    
97.       self.spi.send(command_byte)
    
98. 
    
99.   def invert_display(self, invert):
    
100.     self.write_command(INVERTDISPLAY if invert else NORMALDISPLAY)
     
101. 
     
102.   def display(self):
     
103.     self.write_command(COLUMNADDR)
     
104.     self.write_command(0)
     
105.     self.write_command(self.columns - 1)
     
106.     self.write_command(PAGEADDR)
     
107.     self.write_command(0)
     
108.     self.write_command(self.pages - 1)
     
109.     if self.offset == 1:
     
110.       self.i2c.send(self.buffer, addr=self.devid, timeout=5000)
     
111.     else:
     
112.       self.dc.high()
     
113.       self.spi.send(self.buffer)
     
114. 
     
115.   def set_pixel(self, x, y, state):
     
116.     index = x + (int(y / 8) * self.columns)
     
117.     if state:
     
118.       self.buffer[self.offset + index] |= (1 << (y & 7))
     
119.     else:
     
120.       self.buffer[self.offset + index] &= ~(1 << (y & 7))
     
121. 
     
122.   def init_display(self):
     
123.     chargepump = 0x10 if self.external_vcc else 0x14
     
124.     precharge  = 0x22 if self.external_vcc else 0xf1
     
125.     multiplex  = 0x1f if self.height == 32 else 0x3f
     
126.     compins    = 0x02 if self.height == 32 else 0x12
     
127.     contrast   = 0xff # 0x8f if self.height == 32 else (0x9f if self.external_vcc else 0x9f)
     
128.     data = [DISPLAYOFF,
     
129.             SETDISPLAYCLOCKDIV, 0x80,
     
130.             SETMULTIPLEX, multiplex,
     
131.             SETDISPLAYOFFSET, 0x00,
     
132.             SETSTARTLINE | 0x00,
     
133.             CHARGEPUMP, chargepump,
     
134.             MEMORYMODE, 0x00,
     
135.             SEGREMAP | 0x10,
     
136.             COMSCANDEC,
     
137.             SETCOMPINS, compins,
     
138.             SETCONTRAST, contrast,
     
139.             SETPRECHARGE, precharge,
     
140.             SETVCOMDETECT, 0x40,
     
141.             DISPLAYALLON_RESUME,
     
142.             NORMALDISPLAY,
     
143.             DISPLAYON]
     
144.     for item in data:
     
145.       self.write_command(item)
     
146.     self.clear()
     
147.     self.display()
     
148. 
     
149.   def poweron(self):
     
150.     if self.offset == 1:
     
151.       pyb.delay(10)
     
152.     else:
     
153.       self.res.high()
     
154.       pyb.delay(1)
     
155.       self.res.low()
     
156.       pyb.delay(10)
     
157.       self.res.high()
     
158.       pyb.delay(10)
     
159. 
     
160.   def poweroff(self):
     
161.     self.write_command(DISPLAYOFF)
     
162. 
     
163.   def contrast(self, contrast):
     
164.     self.write_command(SETCONTRAST)
     
165.     self.write_command(contrast)
     
166. 
     
167.   def draw_text(self, x, y, string, size=1, space=1):
     
168.     def pixel_x(char_number, char_column, point_row):
     
169.       char_offset = x + char_number * size * font.cols + space * char_number
     
170.       pixel_offset = char_offset + char_column * size + point_row
     
171.       return self.columns - pixel_offset
     
172. 
     
173.     def pixel_y(char_row, point_column):
     
174.       char_offset = y + char_row * size
     
175.       return char_offset + point_column
     
176. 
     
177.     def pixel_mask(char, char_column, char_row):
     
178.       char_index_offset = ord(char) * font.cols
     
179.       return font.bytes[char_index_offset + char_column] >> char_row & 0x1
     
180. 
     
181.     pixels = (
     
182.       (pixel_x(char_number, char_column, point_row),
     
183.        pixel_y(char_row, point_column),
     
184.        pixel_mask(char, char_column, char_row))
     
185.       for char_number, char in enumerate(string)
     
186.       for char_column in range(font.cols)
     
187.       for char_row in range(font.rows)
     
188.       for point_column in range(size)
     
189.       for point_row in range(1, size + 1))
     
190. 
     
191.     for pixel in pixels:
     
192.       self.set_pixel(*pixel)
     
193. 
     
194. 
     

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