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[导读]这是FPGA之旅设计的第九例啦!!!本例将介绍如何使用FPGA驱动OLED屏幕,并在接下来的几例中,配合其它模块,进行一些有趣的综合实验。由于使用的OLED屏是IIC接口的,对IIC接口不是很清楚的,可以参考第五例的设计,同时使用第五例写好的IIC模块,驱动OLED屏。Let's do it!

一. 简介

这是FPGA之旅设计的第九例啦!!!本例将介绍如何使用FPGA驱动OLED屏幕,并在接下来的几例中,配合其它模块,进行一些有趣的综合实验。由于使用的OLED屏是IIC接口的,对IIC接口不是很清楚的,可以参考第五例的设计,同时使用第五例写好的IIC模块,驱动OLED屏。Let's do it!

二. 0.96寸OLED屏介绍

这里就只介绍最常用的0.96寸屏,其它的一样。OLED共支持8080并口、SPI和IIC三种接口,同样也只介绍IIC接口的用法。0.96寸OLED屏幕的分辨率为128×64,内部有一块GRAM用来存储显示的数据。

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OLED的存储区域


这块存储区域分为8个page,每个page下面共有128bit,如下图所示

这就难免会有些疑问了,128×8,不应该是128×64嘛?8个page,为什么是64行呢?数据写入的呢?

每一个page包括8行,所以说8个page共有64行。IIC每次发送数据的时候,是发送一个byte的,也就是8bit,这8bit数据会存储到某一列的八行中,例如图中SEG0区域,是第一列的头八行。这样GRAM的存储区域就弄懂了。


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OLED的数据存储模式

当我们向OLED的GRAM发送显示数据的过程中,OLED内部共有三种处理模式。

模式一: 当我们指定了一个page和某一列的时候,每写一个数据,列会自动加一,当写到page的最后一列的时候,列数,会自动跳转到第零列,需要手动的切换page。


模式二与模式一不同的时候,当写达到page的最后一列的时候,列数跳转到第零列的同时,page数也会加一。


模式三: 与前两个模式不同,模式三,是一列一列的写,每写完一个数据,page数加一,当加到最后一个page的时候,列数加一,page跳转到第一个page。


在实际的使用中,具体使用那一种模式,可以根据自己的子模软件或者项目来,怎么方便怎么来!

了解了上面两个部分后,基本就可以编写驱动程序啦,不要问为什么,(#^.^#),初始化OLED就是配置一些列命令的过程,而这些寄存器和配置的值一般都是copy现成的。然后了解一下关键的一两个命令就可以啦。想要深入的了解OLED的功能的话,可以阅读对应的芯片手册哦!在后面的例程中也会介绍部分功能强大的命令。


三. OLED关键命令介绍

  • 0xAE/0xAF: 对应着开启OLED显示和关闭OLED显示

  • 0x20-0x22: 对应着上面的三种OLED数据存储模式,默认为0x22,模式一

  • 0x00-0x0F: 设置列地址的低四位,默认为0x00

  • 0x10-0x1F: 置列地址的高四位,默认为0x10

  • 0xB0-0xB7: 设置page,第四位表示page

暂时差不多只需要了解上面的这些寄存器。


四. IIC驱动OLED数据格式

驱动OLED分为写数据和写命令(读暂时不考虑)。写命令就是配置的过程,写数据就是写入GRAM中进行显示的过程。

IIC数据格式  :OLED地址 + 命令 / 数据 +  值。

OLED地址就是IIC协议中的从机地址,我这里是0x78。

命令/数据中0x00表示接下来的值代表命令,0x40表示接下的值表示数据,存入GRMA。

具体的命令或者数据

也就是说每一次IIC需要传输24bit,3个字节的数据,和第五例的IIC模块完美对应,那事情就好办啦!


五. OLED初始化

直接copy某例程提供的配置参数,共需要配置26个命令,第一个是上面介绍的0xAE命令,关闭OLED显示。最后一个也是介绍的0xAF命令,开启OLED显示,没有配置模式,直接使用的默认的模式一,配置完成后,可以看到OLED屏被点亮,内容是杂乱的

always@(*)begin case(Init_index) 'd0:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hAE}; //OLED地址 + 命令  +  值。** 'd1:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h00}; 'd2:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h10}; 'd3:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h40}; 'd4:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hB0}; 'd5:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h81}; 'd6:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hFF}; 'd7:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hA1}; 'd8:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hA6}; 'd9:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hA8}; 'd10:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h3F}; 'd11:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hC8}; 'd12:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hD3}; 'd13:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h00}; 'd14:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hD5}; 'd15:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h80}; 'd16:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hD8}; 'd17:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h05}; 'd18:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hD9}; 'd19:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hF1}; 'd20:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hDA}; 'd21:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h12}; 'd22:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hDB}; 'd23:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h30}; 'd24:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h8D}; 'd25:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h14}; 'd26:    Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hAF}; default: Init_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hAE}; endcaseend


六. 向GRAM中写入数据

初始化后,就可以显示内容啦,仅仅只需要配置page和起始列三个命令,然后写入数据即可,配置页和列地址,只有在模式一有效,也就是上电默认的模式。

这样就可以显示数据啦,亲测可用哦!

'd0:show_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hb0 + show_pag}; //配置页'd1:show_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h00 +start_x[3:0]}; //配置列的低四位'd2:show_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h10 + start_x[6:4]}; //配置列的高四位,128列只需要配置高三位即可。'd3:show_data_reg <= {8'h78,8'h40, data}; //向配置的地址中,写入显示的数据

其实驱动OLED也没有那么复杂嘛。


七. 上板验证

先来编写个简单的模块,用来初始化OLED。下载程序后,我的OLED是亮起来了,你的呢!

//OLED顶层模块module OLED_Top( input      sys_clk, input      rst_n, //OLED IIC output    OLED_SCL, inout      OLED_SDA);localparam  OLED_INIT = 'd0;      //初始化localparam  OLED_IDLE = 'd1; //空闲reg[4:0]  state , next_state;wire      init_finish;wire[23:0]  Init_data;wire       init_req;wire      IICWriteDone;assign init_req = (state == OLED_INIT) ? 1'b1 : 1'b0;always@(posedge sys_clk or negedge rst_n)begin if(rst_n == 1'b0) state <= OLED_INIT; else state <= next_state;endalways@(*)begin case(state) OLED_INIT: if(init_finish == 1'b1) next_state <= OLED_IDLE; else next_state <= OLED_INIT; OLED_IDLE: next_state <= OLED_IDLE; default: next_state <= OLED_INIT; endcaseendOLED_Init OLED_Init(  .sys_clk        (sys_clk), .rst_n        (rst_n),  .init_req      (init_req), //初始化请求 .write_done      (IICWriteDone), //一组初始化数据完成信号  .init_finish    (init_finish), //初始化完成输出  .Init_data      (Init_data)//初始化的数据);IIC_Driver IIC_DriverHP_OLED( .sys_clk        (sys_clk), /*系统时钟*/ .rst_n        (rst_n), /*系统复位*/  .IICSCL        (OLED_SCL), /*IIC 时钟输出*/ .IICSDA        (OLED_SDA), /*IIC 数据线*/   .IICSlave      ({Init_data[15:8],Init_data[23:16]}), /*从机 8bit的寄存器地址 + 8bit的从机地址*/  .IICWriteReq    (init_req), /*IIC写寄存器请求*/ .IICWriteDone    (IICWriteDone), /*IIC写寄存器完成*/ .IICWriteData    (Init_data[7:0]), /*IIC发送数据  8bit的数据*/  .IICReadReq      (1'b0), /*IIC读寄存器请求*/ .IICReadDone      (), /*IIC读寄存器完成*/ .IICReadData        () /*IIC读取数据*/);endmodule

FPGA驱动OLED就结束啦!


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