IIC及OLED实验

I2C (Inter-Integrated Circuit): I2C 是一种用于在芯片之间进行短距离数字通信的串行通信协议。它允许多个设备通过两根导线（一根数据线 SDA 和一根时钟线 SCL）进行通信。I2C 常常用于嵌入式系统中连接传感器、存储器、显示屏和其他外设。

数据线和时钟线是用于串行通信的两种基本信号线。它们通常用于协调和传输数据，确保发送和接收设备之间的同步和正确的通信。以下是它们的作用：

  1. 数据线（SDA - Serial Data Line）： 数据线用于传输实际的数据位。在串行通信中，每个数据位按照顺序一个接一个地传输。SDA 承载着要发送或接收的二进制数据，每个数据位都在 SDA 上进行传输。

  2. 时钟线（SCL - Serial Clock Line）： 时钟线是一个用于同步的信号线。它定义了数据位何时开始传输和何时结束，以及每个位的持续时间。SCL 的频率决定了通信速率，即每秒传输的位数。

在串行通信中，数据和时钟信号的组合允许设备在相同的时序下进行通信。发送设备通过时钟线告诉接收设备何时读取数据线上的位。这种同步机制确保了数据的正确性和可靠性。

例如，对于 I2C（Inter-Integrated Circuit）协议，SDA 是数据线，而 SCL 是时钟线。在每个时钟周期内，一个数据位被传输或接收，并且通过时钟信号进行同步。这种机制使得可以在两根线上进行双向通信，同时在同一总线上连接多个设备。

总的来说，数据线和时钟线是串行通信中的基本元素，它们协同工作以实现可靠和同步的数据传输。

用到的库函数： 
HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress,uint16_t MemAddress,uint16_t MemAddSize,uint8_t *pData,uint16_t Size,uint32_t Timeout)

函数的参数如下：

  • hi2c: I2C外设的句柄，包含了I2C外设的配置和状态信息。
  • DevAddress: 目标设备的I2C地址。
  • MemAddress: 目标设备的内存地址，即要写入数据的位置。
  • MemAddSize: 内存地址的大小，以字节为单位，通常是1或2个字节。
  • pData: 要写入的数据的指针。
  • Size: 要写入的数据的字节数。
  • Timeout: 操作的超时时间，以毫秒为单位。

这个函数的作用是在指定的I2C总线上，向目标设备的指定内存地址写入一定数量的数据。函数返回一个 HAL_StatusTypeDef 类型的状态，表示操作的成功或失败。

向OLED写命令的封装：

void Oled_Write_Cmd(uint8_t dataCmd)
{HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x00, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&dataCmd, 1, 0xff);
}

 向OLED写数据的封装：

void Oled_Write_Data(uint8_t dataData)
{HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x40, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&dataData, 1, 0xff);
}

OLED实验 

接线：
SCL -- PB6
SDA -- PB7 
void Oled_Write_Cmd(uint8_t dataCmd)
{HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x00, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&dataCmd, 1, 0xff);
}
void Oled_Write_Data(uint8_t dataData)
{HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x40, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&dataData, 1, 0xff);
}
void Oled_Init(void){Oled_Write_Cmd(0xAE);//--display offOled_Write_Cmd(0x00);//---set low column addressOled_Write_Cmd(0x10);//---set high column addressOled_Write_Cmd(0x40);//--set start line addressOled_Write_Cmd(0xB0);//--set page addressOled_Write_Cmd(0x81); // contract controlOled_Write_Cmd(0xFF);//--128Oled_Write_Cmd(0xA1);//set segment remapOled_Write_Cmd(0xA6);//--normal / reverseOled_Write_Cmd(0xA8);//--set multiplex ratio(1 to 64)Oled_Write_Cmd(0x3F);//--1/32 dutyOled_Write_Cmd(0xC8);//Com scan directionOled_Write_Cmd(0xD3);//-set display offsetOled_Write_Cmd(0x00);//Oled_Write_Cmd(0xD5);//set osc divisionOled_Write_Cmd(0x80);//Oled_Write_Cmd(0xD8);//set area color mode offOled_Write_Cmd(0x05);//Oled_Write_Cmd(0xD9);//Set Pre-Charge PeriodOled_Write_Cmd(0xF1);//Oled_Write_Cmd(0xDA);//set com pin configuartionOled_Write_Cmd(0x12);//Oled_Write_Cmd(0xDB);//set VcomhOled_Write_Cmd(0x30);//Oled_Write_Cmd(0x8D);//set charge pump enableOled_Write_Cmd(0x14);//Oled_Write_Cmd(0xAF);//--turn on oled panel
}void Oled_Screen_Clear(void){int i,n;Oled_Write_Cmd (0x20); //set memory addressing modeOled_Write_Cmd (0x02); //page addressing modefor(i=0;i<8;i++){Oled_Write_Cmd(0xb0+i); Oled_Write_Cmd(0x00); Oled_Write_Cmd(0x10); for(n=0;n<128;n++)Oled_Write_Data(0x00);}
}
unsigned char bmpImager[] = {
/*-- 调入了一幅图像：D:\无标题.bmp --*/
/*-- 宽度x高度=128x64 --128x8x8*/
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0xF0,0x08,0x0C,0x04,0x06,0x06,0x0C,0x04,0x0C,0xFC,0x1C,0x74,0xFC,0xF8,
0xF0,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x04,0x04,0x06,0x02,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,
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0x08,0x88,0xE8,0x18,0x08,0x08,0x08,0x00,0x00,0xFF,0x89,0x89,0x89,0xFF,0x00,0xFF,
0x89,0x89,0x89,0x89,0xFF,0x00,0x00,0x04,0x04,0x84,0x74,0x6F,0xA4,0x24,0x24,0x24,
0x24,0xA4,0x64,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x10,0x10,0x08,0x09,0x09,0x06,0x06,
0x06,0x05,0x08,0x08,0x10,0x10,0x00,0x00,0x0C,0x03,0x10,0x10,0x10,0x1F,0x18,0x07,
0x00,0x00,0x10,0x10,0x1F,0x00,0x10,0x08,0x06,0x11,0x10,0x08,0x09,0x0A,0x06,0x06,
0x0B,0x08,0x10,0x10,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,
0x1E,0x60,0x78,0x0F,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
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0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};void Oled_Show_Image(unsigned char *image)
{unsigned char i;unsigned int j;for(i=0;i<8;i++){Oled_Write_Cmd(0xB0 + i);//page0--page7//每个page从0列Oled_Write_Cmd(0x00);Oled_Write_Cmd(0x10);//0到127列，依次写入0，每写入数据，列地址自动偏移for(j = 128 * i; j<(128 * (i+1));j++){Oled_Write_Data(image[j]);}}
}int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_I2C1_Init();//1. OLED初始化Oled_Init();//2. 选择一个位置//2.1 确认页寻址模式Oled_Write_Cmd(0x20);Oled_Write_Cmd(0x02);Oled_Screen_Clear();Oled_Show_Image(bmpImager);while (1){}}

这段代码是一个用于控制OLED显示屏的STM32程序，通过I2C总线进行通信。以下是代码的主要部分的解释：

  1. Oled_Write_Cmd 函数：

    • 用于向OLED发送命令。
    • 使用了 HAL_I2C_Mem_Write 函数，该函数用于通过I2C总线向设备的指定内存地址写入数据。
    • 在这里，使用 HAL_I2C_Mem_Write 函数向OLED发送命令，包括设备地址、内存地址（命令地址）、数据长度等参数。

  2. Oled_Write_Data 函数：

    • 用于向OLED发送数据。
    • 同样使用了 HAL_I2C_Mem_Write 函数，但这次写入的是数据而不是命令。

  3. Oled_Init 函数：

    • 用于OLED的初始化，设置了一系列的初始化命令，例如关闭显示、设置列地址、设置起始行地址等。

  4. Oled_Screen_Clear 函数：

    • 用于清除OLED屏幕内容。
    • 设置OLED为页寻址模式，然后对每一页的每一列写入0，实现清屏效果。

  5. Oled_Show_Image 函数：

    • 用于在OLED上显示图像。
    • 接收一个指向图像数据的指针，然后将数据逐页逐列写入OLED。

  6. main 函数：

    • 在 main 函数中，首先进行了系统初始化、GPIO初始化和I2C初始化。
    • 调用了 Oled_Init 进行OLED的初始化。
    • 调用了 Oled_Screen_Clear 进行OLED的清屏。
    • 最后调用了 Oled_Show_Image 显示了一个预定义的图像。

总的来说，这个程序通过I2C总线控制OLED屏幕，进行初始化、清屏并显示图像。其中使用了HAL库提供的函数来简化硬件控制的实现。

图像显示函数

void Oled_Show_Image(unsigned char *image)
{unsigned char i;unsigned int j;for(i=0; i<8; i++){Oled_Write_Cmd(0xB0 + i);  // 设置页地址（Page Address），范围是0xB0到0xB7Oled_Write_Cmd(0x00);      // 设置列地址的低四位Oled_Write_Cmd(0x10);      // 设置列地址的高四位// 每个page从0列开始写入数据，列地址自动偏移for(j = 128 * i; j < (128 * (i+1)); j++){Oled_Write_Data(image[j]);  // 写入图像数据}}
}

 

  1. Oled_Write_Cmd(0xB0 + i);: 设置OLED的页地址，因为OLED是分页显示的，每页有8行。0xB0是页地址的基准值，通过 i 的变化，可以在0xB0到0xB7之间循环选择页。

  2. Oled_Write_Cmd(0x00);: 设置列地址的低四位，因为一共有128列，这里设置低四位为0，表示从第0列开始写入数据。

  3. Oled_Write_Cmd(0x10);: 设置列地址的高四位，因为列地址是8位的，这里设置高四位为0x1，表示从第16列开始写入数据。这是因为OLED内部的存储结构是每个列占8个像素，所以16列的高四位为1。

  4. for(j = 128 * i; j < (128 * (i+1)); j++) { Oled_Write_Data(image[j]); }: 通过循环，逐列写入图像数据。j 的取值范围是从0到127，实际上，每页的图像数据在 image 数组中是连续存放的，因此通过这个循环可以将一整页的图像数据逐列写入OLED。

OLED的宽度为128像素，高度为64像素。这是一种常见的OLED屏幕分辨率。在这种情况下，每个页面（Page）有8行，共有64/8 = 8个页面。

具体到代码中的 Oled_Show_Image 函数，它通过循环遍历8个页面，每个页面逐列写入图像数据。每个页面有128列，因为OLED的宽度是128像素。

在这个例子中，假设 image 数组中的数据是按照每个页面从左到右、从上到下的顺序存储的，每个像素用一个字节表示。因此，通过循环逐页逐列写入数据，可以正确地将整个图像显示在OLED上。

 

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