目錄

一、SPI協議

（1）SPI協議簡介

（2）SPI物理層

（3）協議層

（4）SPI 基本通訊過程

（5）CPOL/CPHA 及通訊模式

（6）通訊引腳

（7）SPI優缺點

?二、OLED

（1）OLED簡介

（2）點陣編碼原理與顯示

（3）OLED 顯示漢字

1、添加字模

2、修改顯示函數

3、修改主函數

4、燒錄

（4）OLED滑動顯示字符

（5）oled顯示溫濕度

三、總結

四、參考

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一、SPI協議

（1）SPI協議簡介

SPI 協議是由摩托羅拉公司提出的通訊協議 (Serial Peripheral Interface)，即串行外圍設備接口，是 一種高速全雙工的通信總線。它被廣泛地使用在 ADC、LCD 等設備與 MCU 間，要求通訊速率 較高的場合。

（2）SPI物理層

SPI 通訊設備之間的常用連接方式如下

?SPI 通訊使用 3 條總線及片選線，3 條總線分別為 SCK、MOSI、MISO，片選線為 SS ，它們的作 用介紹如下：

①?SS*(* Slave Select)：從設備選擇信號線，常稱為片選信號線，也稱為 NSS、CS，以下用 NSS 表示。當有多個 SPI 從設備與 SPI 主機相連時，設備的其它信號線 SCK、MOSI 及 MISO 同時并聯到相同的 SPI 總線上，即無論有多少個從設備，都共同只使用這 3 條總線；而每個從設備都有獨立的這一條 NSS 信號線，本信號線獨占主機的一個引腳，即有多少個從設 備，就有多少條片選信號線。I2C 協議中通過設備地址來尋址、選中總線上的某個設備并與其進行通訊；而 SPI 協議中沒有設備地址，它使用 NSS 信號線來尋址，當主機要選擇從設 備時，把該從設備的 NSS 信號線設置為低電平，該從設備即被選中，即片選有效，接著主機開始與被選中的從設備進行 SPI 通訊。所以 SPI 通訊以 NSS 線置低電平為開始信號，以 NSS 線被拉高作為結束信號。

② SCK (Serial Clock)：時鐘信號線，用于通訊數據同步。它由通訊主機產生，決定了通訊的速 率，不同的設備支持的最高時鐘頻率不一樣，如 STM32 的 SPI 時鐘頻率最大為 fpclk/2，兩個設備之間通訊時，通訊速率受限于低速設備。

③ MOSI (Master Output，Slave Input)：主設備輸出/從設備輸入引腳。主機的數據從這條信號線 輸出，從機由這條信號線讀入主機發送的數據，即這條線上數據的方向為主機到從機。

④?MISO(Master Input,，Slave Output)：主設備輸入/從設備輸出引腳。主機從這條信線讀入數據， 從機的數據由這條信號線輸出到主機，即在這條線上數據的方向為從機到主機。

（3）協議層

與 I2C 的類似，SPI 協議定義了通訊的起始和停止信號、數據有效性、時鐘同步等環節。

（4）SPI 基本通訊過程

SPI通訊的通訊時序如下

?這是一個主機的通訊時序。NSS、SCK、MOSI 信號都由主機控制產生，而 MISO 的信號由從機 產生，主機通過該信號線讀取從機的數據。MOSI 與 MISO 的信號只在 NSS 為低電平的時候才有 效，在 SCK 的每個時鐘周期 MOSI 和 MISO 傳輸一位數據。?

（5）CPOL/CPHA 及通訊模式

上面講述的圖 24?2 中的時序只是 SPI 中的其中一種通訊模式，SPI 一共有四種通訊模式，它們的 主要區別是總線空閑時 SCK 的時鐘狀態以及數據采樣時刻。為方便說明，在此引入“時鐘極性 CPOL”和“時鐘相位 CPHA”的概念。 時鐘極性 CPOL 是指 SPI 通訊設備處于空閑狀態時，SCK 信號線的電平信號 (即 SPI 通訊開始前、 NSS 線為高電平時 SCK 的狀態)。CPOL=0 時，SCK 在空閑狀態時為低電平，CPOL=1 時，則相反。 時鐘相位 CPHA 是指數據的采樣的時刻，當 CPHA=0 時，MOSI 或 MISO 數據線上的信號將會在 SCK 時鐘線的“奇數邊沿”被采樣。當 CPHA=1 時，數據線在 SCK 的“偶數邊沿”采樣。如下圖

?我們來分析這個 CPHA=0 的時序圖。首先，根據 SCK 在空閑狀態時的電平，分為兩種情況。SCK 信號線在空閑狀態為低電平時，CPOL=0；空閑狀態為高電平時，CPOL=1。 無論 CPOL=0 還是 =1，因為我們配置的時鐘相位 CPHA=0，在圖中可以看到，采樣時刻都是在 SCK 的奇數邊沿。注意當 CPOL=0 的時候，時鐘的奇數邊沿是上升沿，而 CPOL=1 的時候，時鐘的奇數邊沿是下降沿。所以 SPI 的采樣時刻不是由上升/下降沿決定的。MOSI 和 MISO 數據線的有效信號在 SCK 的奇數邊沿保持不變，數據信號將在 SCK 奇數邊沿時被采樣，在非采樣時刻， MOSI 和 MISO 的有效信號才發生切換。 類似地，當 CPHA=1 時，不受 CPOL 的影響，數據信號在 SCK 的偶數邊沿被采樣，如下圖

?由 CPOL 及 CPHA 的不同狀態，SPI 分成了四種模式，見表 24?1，主機與從機需要工作在相同的 模式下才可以正常通訊，實際中采用較多的是“模式 0”與“模式 3”。如下圖

（6）通訊引腳

?SPI 的所有硬件架構都是從 MOSI、MISO、SCK 及 NSS 線展開的。STM32 芯片有多個 SPI 外設，它們的 SPI 通訊信號引出到不同的 GPIO 引腳上，使用時必須配置到這些指定的引腳，如下圖。關于 GPIO 引腳的復用功能，可查閱《STM32F4xx規格書》，以它為準。

?注：其中 PF、PH 端口在 176 引腳型號的芯片才有。 其中 SPI1、SPI4、SPI5、SPI6 是 APB2 上的設備，最高通信速率達 42Mbtis/s，SPI2、SPI3 是 APB1 上的設備，最高通信速率為 21Mbits/s。其它功能上沒有差異。

（7）SPI優缺點

優點

支持全雙工通信
通信簡單
數據傳輸速率塊

缺點

沒有指定的流控制，沒有應答機制確認是否接收到數據，所以跟IIC總線協議比較在數據
可靠性上有一定的缺陷。?

?二、OLED

（1）OLED簡介

OLED（Organic Light-Emitting Diode），又稱為有機電激光顯示、有機發光半導體（Organic Electroluminescence Display，OLED）。OLED屬于一種電流型的有機發光器件，是通過載流子的注入和復合而致發光的現象，發光強度與注入的電流成正比。OLED在電場的作用下，陽極產生的空穴和陰極產生的電子就會發生移動，分別向空穴傳輸層和電子傳輸層注入，遷移到發光層。當二者在發光層相遇時，產生能量激子，從而激發發光分子最終產生可見光。

0.96寸七針OLED屏

?（2）點陣編碼原理與顯示

漢字點陣編碼
在漢字的點陣字庫中，每個字節的每個位都代表一個漢字的一個點，每個漢字都是由一個矩形的點陣組成，0 代表沒有點，1 代表有點，將 0 和 1 分別用不同顏色畫出，就形成了一個漢字，常用的點陣矩陣有 1212, 1414, 16*16 三 種字庫。
字庫根據字節所表示點的不同有分為橫向矩陣和縱向矩陣，目前多數的字庫都是橫向矩陣的存儲方式(用得最多的應該是早期 UCDOS 字庫)，縱向矩陣一 般是因為有某些液晶是采用縱向掃描顯示法，為了提高顯示速度，于是便把字庫 矩陣做成縱向，省得在顯示時還要做矩陣轉換。
OLED點陣顯示
點陣屏像素按128列X64行組織，每一行128個像素單元的陰極是連接在一起，作為公共極（COM），每一列64個像素單元的陽極也連接在一起，作為一段（SEG）。行列交叉點上的LED就是一個顯示單元，即一個像素。要點亮一個像素，只要在該像素所在列電極上加上正電壓、行電極接地。同樣，要驅動一整行圖像，就需要同時把128列信號加載到列電極上，把該行行電極接地。該行顯示時，其他63行均不能顯示，其行電極應為高電平或懸空。
可見，整屏的顯示，只能分時掃描進行，一行一行的顯示，每次顯示一行。行驅依次產生低電平掃描各行，列驅動讀取顯示數據依次加載到列電極上。掃描一行的時間稱為行周期，完成一次全屏掃描，就叫做一幀。一般幀頻大于60，人眼觀察不到逐行顯示。每行掃描顯示用時叫占空比，占空比小，為達到相同的顯示亮度，驅動電流就大。SSD1306段驅動最大電流為100uA，當整行128個像素全部點亮時，行電極就要流過12.8mA的電流。

（3）OLED 顯示漢字

為了在 OLED 上顯示想要的漢字，需要對漢字進行點陣編碼得到漢字的字模，然后存入代碼中。

使用PCtoLCD生成字模

下載0.96寸OLED屏Demo程序，然后選擇STM32F103RCT6，在模板上進行修改，下載鏈接如下

http://www.lcdwiki.com/res/Program/OLED/0.96inch/SPI_SSD1306_MSP096X_V1.0/0.96inch_SPI_OLED_Module_SSD1306_MSP096X_V1.0.zip

1、添加字模

打開上面下載的工程文件“0.96inch_OLED_Demo_STM32F103RCT6_Software_4-wire_SPI\PROJECT\OLED.uvprojx”，打開 gui.c 下的 oledfont.h 頭文件，將 cfont16[] 數組內的內容修改成自己的中文文字點陣即可。

2、修改顯示函數

將?test.c?里?void TEST_MainPage(void)?函數中的語句修改為自己的執行語句，如下：

函數說明：
① GUI_ShowString() 函數各參數分別對應：
X 坐標、Y 坐標、字符串（ASCLL碼中的）、bit （表示字符顯示格式，這里我用的 16 ，和漢字一樣高）、顯示樣式（1：白字黑底；0：黑字白底）。
② GUI_ShowChinese() 函數各參數分別對應：
X 坐標、Y 坐標、漢字點陣大小（這里使用的是 16×16 的，參數應該是 16）、要顯示的漢字、顯示樣式（1：白字黑底；0：黑字白底）。

3、修改主函數

將?main.c?代碼中的?while?函數里除?TEST_MainPage();?語句以外的語句刪除，如下：

??

4、燒錄

編譯后，將hex文件燒錄進stm32中，效果如下

?完成

（4）OLED滑動顯示字符

添加字模方式跟上面一樣，如下

修改代碼時，在?test.c?里?void TEST_MainPage(void)?函數中不用的語句刪掉，添加自己的想要顯示的字符

?將main.c中的main函數改為下列所示

int main(void) { delay_init(); //延時函數初始化 NVIC_Configuration(); //設置NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位響應優先級 OLED_Init(); //初始化OLED OLED_Clear(0); //清屏（全黑）//從左到右滑動（ OLED 屏的滾屏命令）OLED_WR_Byte(0x2E,OLED_CMD); //關閉滾動OLED_WR_Byte(0x27,OLED_CMD); //水平向左或者右滾動 26/27OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //虛擬字節OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //起始頁 0OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD); //滾動時間間隔OLED_WR_Byte(0x07,OLED_CMD); //終止頁 7OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //虛擬字節OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD); //虛擬字節TEST_MainPage();OLED_WR_Byte(0x2F,OLED_CMD); //開啟滾動 }

編譯燒錄，成功

（5）oled顯示溫濕度

移植 AHT20 溫濕度采集代碼
查看上篇博客里的使用的工程文件，從里面移植下面 4 個文件：
bsp_i2c.h、bsp_i2c.c、
sys.h（移植后更改了名稱為 AHT20_sys.h，不然會重名）、
sys.c（移植后更改了名稱為 AHT20_sys.c，不然會重名）；
并將bsp_i2c.c文件中的串口發送改為 OLED 顯示 void Show_OLED(void) 即可。

void Show_OLED(void) {/*------------*/GUI_ShowCHinese(28,10,16,"當前溫濕度",1);GUI_ShowCHinese(20,32,16,"溫度：",1);GUI_ShowString(60,32,strTemp1,16,1);GUI_ShowString(68,32,strTemp2,16,1);GUI_ShowString(76,32,".",16,1);GUI_ShowString(84,32,strTemp3,16,1);GUI_ShowCHinese(92,32,16,"℃",1);GUI_ShowCHinese(20,48,16,"濕度：",1);GUI_ShowString(60,48,strHumi1,16,1);GUI_ShowString(68,48,strHumi2,16,1);GUI_ShowString(76,48,".",16,1);GUI_ShowString(84,48,strHumi3,16,1);GUI_ShowCHinese(92,48,16,"％",1); }

?修改主函數
將?main.c?代碼中不用的函數注釋掉，再修改代碼，之后的結果如下：

#include "bsp_i2c.h" //注意添加頭文件 int main(void) { delay_init(); //延時函數初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位響應優先級OLED_Init(); //初始化OLEDIIC_Init(); //初始化IICOLED_Clear(0); //清屏（全黑）while(1) {read_AHT20_once(); //讀取溫度并顯示OLED_Clear(0); //清屏（全黑） delay_ms(1500);}

?要注意添加頭文件，調用溫濕度讀取并顯示函數。

編譯燒錄，成功

三、總結

學習了SPI協議，并且通過SPI協議對漢字和溫濕度進行了顯示，中途遇到了部分問題，例如漢字可能不顯示的問題，也沒有找到什么解決辦法，如果有知道問題所在的大佬可以教教我

四、參考

?(9條消息) 基于 SPI 協議用 0.96 寸 OLED 顯示漢字及溫濕度數據_L-GRAZY的博客-CSDN博客

(9條消息) 基于SPI通信方式的OLED顯示_不#曾＆輕聽的博客-CSDN博客_oled spi通訊

(9條消息) 基于STM32的0.96寸OLED顯示屏顯示數據_Harriet的博客-CSDN博客_基于stm32的oled顯示時間

總結

以上是生活随笔為你收集整理的OLED屏显和汉字点阵编码的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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