功率监测与控制系统DIY——实现OLED屏幕显示信息

1   任务目标

实现OLED 屏幕显示信息

2   OLED介绍

此款OLED是Seeed Studio 出品的Grove 接口的0.96英寸OLED 显示屏，驱动IC 为SSD1315.

OLEDDisplay 0.96” SSSD1315 V1.1分辨率为128×64。

供电为3.3 V 或者5 V，通信接口为I2C。

考虑到电流表INA219也是I2C通信接口，在STM32开发板上使用同一组I2C 硬件，OLED和INA219配置不同的器件地址，就可以一个I2C控制器驱动两个I2C器件。

此开发板有Arduino接口，恰好把Seeed Base Shield扩展板接上。

3   STM32 I2C配置

3.1 选用I2C1

Nucleo-F411RE管脚分配

3.2 STM32CubeMX工程配置

●   在Connecity 中选择I2C1

●   在右侧使能i2c

●   配置I2C 参数为Standard Mode，速率100 KHz，地址为7 比特，主要的从器件地址为0×78

3.3 PB8配置为SCL

3.4 PB9配置为SDA

4   PCtoLCD汉字取模软件

此次任务在OLED 上展示中文字符如下：

电子产品世界

得捷

你好

功率检测

系统控制

电压电流

所有取模的文字：

电子产品世界得捷你好功率监测系统控制电压流

PCtoLCD2002软件配置如下：

●   点阵格式：阴码

●   取模方式：列行式

●   取模走向：逆向（低位在前）

●   自定义格式：C51 格式，且行前缀、行后缀都为空。

在输入框输入文字后点击“生成字模”，拷贝到工程中即可。

5 流程图

6   关键代码

6.1 主函数

●   HAL库初始化

●   时钟初始化

●   硬件初始化，如GPIO，TIM，UART，I2C 等

●   OLED 初始化，清屏

●   显示界面，界面切换，死循环

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1. int main(void)

2. {

3. /* USER CODE BEGIN 1 */

4.

5. /* USER CODE END 1 */

6.

7. /* MCU Configuration--------------------------

------------------------------*/

8.

9. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

10. HAL_Init();

11.

12. /* USER CODE BEGIN Init */

13.

14. /* USER CODE END Init */

15.

16. /* Configure the system clock */

17. SystemClock_Config();

18.

19. /* USER CODE BEGIN SysInit */

20.

21. /* USER CODE END SysInit */

22.

23. /* Initialize all configured peripherals */

24. MX_GPIO_Init();

25. MX_USART2_UART_Init();

26. MX_TIM1_Init();

27. MX_I2C1_Init();

28.

29. /* USER CODE BEGIN 2 */

30.

31. printf(“rn”);

32. printf(“tt EEPW_2025_DIY1_Task2_

OLED rn”);

33. printf(“tt Build: %s %s rn”, __DATE

__, __TIME__);

34. printf(“rn”);

35.

36. HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);

37.

38. OLED_Init();

39.

40. /* USER CODE END 2 */

41.

42. /* Infinite loop */

43. /* USER CODE BEGIN WHILE */

44. while (1) {

45. screen_00_welcome();

46. HAL_Delay(1000 * 3);

47. screen_01_welcome();

48. HAL_Delay(1000 * 3);

49. screen_02_diy_power_monitor();

50. HAL_Delay(1000 * 5);

51. /* USER CODE END WHILE */

52.

53. /* USER CODE BEGIN 3 */

54. // HAL_Delay(2000);

55. }

56. /* USER CODE END 3 */

57. }

6.2 I2C 初始化

这里的初始化代码是STM32CubeMX生成的，初始化参数来自界面配置的参数。

●   函数MX_I2C1_Init() 先保存I2C 参数到hi2c1 结构体上，调用HAL_I2C_Init() 初始化硬件

●   函数HAL_I2C_MspInit() 由HAL_I2C_Init() 函数调用，初始化I2C1 管脚，配置为复用功能

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1. void MX_I2C1_Init(void)

2. {

3.

4. /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 */

5.

6. /* USER CODE END I2C1_Init 0 */

7.

8. /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 */

9.

10. /* USER CODE END I2C1_Init 1 */

11. hi2c1.Instance = I2C1;

12. hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;

13. hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;

14. hi2c1.Init.OwnAddress1 = 240;

15. hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;

16. hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;

17. hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;

18. hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;

19. hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;

20. if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)

21. {

22. Error_Handler();

23. }

24. /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 */

25.

26. /* USER CODE END I2C1_Init 2 */

27.

28. }

29.

30. void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef*i2cHandle)

31. {

32.

33. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

34. if(i2cHandle->Instance==I2C1)

35. {

36. /* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 0 */

37.

38. /* USER CODE END I2C1_MspInit 0 */

39.

40. __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

41. /**I2C1 GPIO Configuration

42. PB8 ------> I2C1_SCL

43. PB9 ------> I2C1_SDA

44. */

45. GPIO_InitStruct.Pin = OLED_SCL_Pin|OLED_SDA_Pin;

46. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;

47. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

48. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;

49. GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;

50. HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

51.

52. /* I2C1 clock enable */

53. __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();

54. /* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 1 */

55.

56. /* USER CODE END I2C1_MspInit 1 */

57. }

58. }

6.3 OLED接口函数

OLED 接口层，主要实现两个函数，其他的OLED

API 都是依赖这两个函数

● Oled_Write_Data() 发送数据到OLED IC

● Oled_Write_Cmd() 发送命令到OLED I

6.3.1 Oled_Write_Data() 实现

这里直接调用HAL API 往OLED 发送数据

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1. void Oled_Write_Data(uint8_t data)

2. {

3. HAL_I2C_Mem_Write(&HI2CX, OLED_ID,

OLED_WR_DATA, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,

&data, 1, 0×100);

4. }

6.3.2 Oled_Write_Cmd() 实现

这里直接调用HAL API 往OLED 发送命令

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1. void Oled_Write_Cmd(uint8_t cmd)

2. {

3. HAL_I2C_Mem_Write(&HI2CX, OLED_ID,

OLED_WR_CMD, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,

&cmd, 1, 0×100);

4. }

6.4 OLED API

这里仅列举几个常用的API 实现。

6.4.1 OLED_Init()初始化

OLED 上电后需要发送命令配置参数

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1.void OLED_Init(void)

2.{

3./*设置显示打开/ 关闭

4.*AE--->显示打开

5.*AF--->显示关闭( 休眠模式)

6.*/

7.Oled_Write_Cmd(0xAE);

8.

9./*==========基本命令表==========*/

10./*设置对比度

11.*0~255：数值越大 亮度越亮

12.*/

13.Oled_Write_Cmd(0×81);

14.Oled_Write_Cmd(0×FF);

15.

16./*使能全屏显示

17.*A4--->恢复到RAM 内容显示

18.*A5--->忽略RAM 内容显示

19.*/

20.Oled_Write_Cmd(0×A4);

21.

22./*设置显示模式

23.*A6--->正常显示：0 灭1 亮

24.*A7--->逆显示：1灭0亮

25.*/

26.Oled_Write_Cmd(0×A6);

27.

28./*==========滚动命令表==========*/

29./*滚动使能/ 失能

30.*2E--->失能

31.* 2F--->使能

32.*/

33.Oled_Write_Cmd(0×2E);

34.

35./*七字节命令： 连续水平滚动设置 */

36.

37./*左/ 右水平滚动设置

38.*26---> 右水平滚动

39.*27---> 左水平滚动

40.*/

41.Oled_Write_Cmd(0×26);

42./*虚拟字节*/

43.Oled_Write_Cmd(0×00);

44./*设置滚动起始页地址*/

45.Oled_Write_Cmd(0×00);

46./*设置滚动间隔*/

47.Oled_Write_Cmd(0×03);

48./*设置滚动结束地址 */

49.Oled_Write_Cmd(0×07);

50./*虚拟字节*/

51.Oled_Write_Cmd(0×00);

52.Oled_Write_Cmd(0×FF);

53.

54./*==========寻址设置命令表==========*/

55.

56./*双字节命令: 寄存器寻址模式 */

57.Oled_Write_Cmd(0×20);

58.

59./* 10:页寻址模式

60.* 01:垂直寻址模式

61.* 00:水平寻址模式

62.*/

63.Oled_Write_Cmd(0×10);

64./*单字节命令: 设置页寻址的起始页地址 */

65.Oled_Write_Cmd(0×B0);

66./* 单字节命令: 设置页寻址的起始列地址低位 */

67.Oled_Write_Cmd(0×00);

68. /* 单字节命令: 设置页寻址的起始列地址高位 */

69.Oled_Write_Cmd(0×10);

70.

71./*========== 硬件配置命令表 ==========*/

72.

73./*设置显示开始线

74.*0×40~0×7F 对应0~63

75.*/

76.Oled_Write_Cmd(0×40);

77.

78./*设置列重映射

79.*A0:addressX--->segX

80.*A1:addressX--->seg(127-X)

81.*/

82.Oled_Write_Cmd(0×A1);

83.

84./*设置多路复用比 */

85.Oled_Write_Cmd(0×A8);

86.Oled_Write_Cmd(0×3F);

87.

88./*设置COM 输出扫描方向

89.*C0：COM0--->COM63( 从上往下扫描)

90.*C8：COM63--->COM0( 从下往上扫描)

91.*/

92.Oled_Write_Cmd(0×C8);

93.

94./*双字节命令：设置COM 显示偏移量 */

95.Oled_Write_Cmd(0×D3);

96.Oled_Write_Cmd(0×00); /* COM 不偏移 */

97.

98./*双字节命令：配置COM 重映射 */

99.Oled_Write_Cmd(0×DA);

100.Oled_Write_Cmd(0×12);

101.

102./*双字节命令：设置预充期 */

103.Oled_Write_Cmd(0×D9);

104.Oled_Write_Cmd(0×22); /* 阶段一2 个无效DCLK 时钟/ 阶段二2 个无效DCLK 时钟 */

105.

106./*设置VCOMH 取消选择电平

107.*00:0.65xVcc

108.*20:0.77xVcc

109.*30:0.83xVcc

110.*/

111.Oled_Write_Cmd(0×DB);

112.Oled_Write_Cmd(0×20);

113.

114./*双字节命令：设置电荷泵 */

115.Oled_Write_Cmd(0×8d);

116.Oled_Write_Cmd(0×14);

117.

118.Oled_Write_Cmd(0×AF);

119.}

6.4.2 OLED_Fill()刷屏

m表示page地址，数值0~7，n 表示列地址，数值0~127。

填充的数据fill_data，设置为0，则屏幕为黑色；设置为1，则屏幕白色；设置为其他值，屏幕显示条纹。

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1.void OLED_Fill(uint8_t fill_data) // 全屏填充

2.{

3.unsigned char m, n;

4.for (m = 0; m < 8; m++) {

5.Oled_Write_Cmd(0×b0 + m); // page0-page1

6.Oled_Write_Cmd(0×00); // low column st art address

7.Oled_Write_Cmd(0×10); // high column s tart address

8.for (n = 0; n < 128; n++) {

9.Oled_Write_Data(fill_data);

10.}

11.}

12.}

6.4.3 OLED_ShowStr()

这里支持两种字体大小，分别是6×8 和8×16 大小。

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1./**

2.*@brief 显示 ASCII 字符，有 6×8 和 8×16 字体大小可以选择

3.*

4.*@param x起始点坐标x[0, 127]

5.*@param y 起始点坐标 y [0, 7]

6.*@param ch 要显示的字符串

7.*@param textsize 1 表示字体大小 6×8; 2 表示字体大小 8×16

8.*/

9.void OLED_ShowStr(uint16_t x, uint16_t y,uint8_t ch[], ascii_font_e font)

10. {

11.uint8_t c = 0, i = 0, j = 0;

12.switch (font) {

13.case ASCII_FONT_6×8: {

14.while (ch[j] != ‘’) {

15.c=ch[j] - 32;

16.if (x > 126) {

17.x = 0;

18.y++;

19.}

20.OLED_SetPos(x, y);

21.for (i = 0; i < 6; i++)

22.Oled_Write_Data(FONT_ASCII_6×8[c][i]);

23.x= 6;

24.j++;

25.}

26.break;

27.}

28.

29.case ASCII_FONT_8×16: {

30.while (ch[j] != ‘’) {

31.c=ch[j] - 32;

32.if (x > 120) {

33.x=0;

34.y++;

35.}

36.OLED_SetPos(x, y);

37.for (i = 0; i < 8; i++)

38.Oled_Write_Data(FONT_ASCII_8×16[c * 16 + i]);

39.OLED_SetPos(x, y + 1);

40.for (i = 0; i < 8; i++)

41.Oled_Write_Data(FONT_ASCII_8×16[c * 16 + i + 8]);

42.x=8;

43.j++;

44. }

45.break;

46.}

47.

48.default:

49.break;

50. }

51. }

6.4.4 OLED_ShowCN()

这里只支持一种中文字体大小，16×16。

/**

*@brief显示oled_codetab.h中的汉字，16×16点阵

*

*@param x起始坐标x[0, 127]

*@param y起始坐标y[0, 7]

*@param n汉字在16×16点阵中的索引，下标从0开始

*/

void OLED_ShowCN(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t index)

{

unsigned char wm=0;

unsigned int adder = 32 * index;

OLED_SetPos(x, y);

for (wm = 0; wm < 16; wm++) {Oled_Write_Data(FONT_CN_16×16[adder]);

adder += 1;

}

OLED_SetPos(x, y + 1);

for (wm = 0; wm < 16; wm++) {Oled_Write_Data(FONT_CN_16×16[adder]);

adder += 1;

}

}

7   实操演示

显示中文欢迎界面

显示英文欢迎界面

显示功率检测界面，其中的电压、电流和功率数值是预设值，并非实际测量的。

（本文来源于《EEPW》202507）