1 简介
SSD1306是一款带控制器的用于OLED点阵图形显示系统的单片CMOS OLED/PLED驱动器。它由128个SEG(列输出)和64个COM(行输出)组成。该芯片专为共阴极OLED面板设计。
SSD1306内置对比度控制器、显示RAM(GDDRAM)和振荡器,以此减少了外部元件的数量和功耗。该芯片有256级亮度控制。数据或命令由通用微控制器通过硬件选择的6800/8000系通用并行接口、I2C接口或==SPI(串行外围接口)==发送。该芯片适用于许多小型便携式应用,如手机副显示屏、MP3播放器和计算器等。
1.1 器件特性
分辨率:128 x 64 点阵电源:对于集成逻辑电路,VDD=1.65V3.3V;对于面板驱动,VCC=7V至15V点阵驱动:OLED驱动输出电压,最大15V;SEG最大源电流:100uA;COM最大汇电流:15mA;256阶对比度亮度电流控制内置128 x 64位SRAM显示缓冲区引脚可选择的MCU接口:8位6800/8080串并接口、 3/4线串行外围接口、I2C接口水平和垂直方向的屏幕保持连续滚动功能RAM写同步信号可编程帧速率和复用率行重映射和列重映射片内内置振荡器COG和COF的芯片封装工作温度范围广:-40°C至85°C1.2 SSD1306结构介绍
内部结构图
引脚分配图
2 选择I2C协议(MCU配置)
2.1 如何选用I2C/SPI协议
通过BS0、BS1和BS2引脚,控制写入协议。
2.2 MCU接口选择
SSD1306单片机接口由8个数据引脚和5个控制引脚组成。表8-1总结了不同接口模式下的引脚分配。在BS[2:0]引脚上通过硬件选择可以设置不同的MCU模式(BS[2:0]设置见表7-1)。
3 MCU I2C接口
3.1 基础配置
I2C总线包含从机地址位 SA0,由数据信号线(SDA)和时钟信号线(SCL)组成。SDA和SCL线都必须接上拉电阻,RES#用来初始化芯片。
IIC设备在数据传输之前都必须识别从机地址。SSD1306的从机地址有 0111100b 和 0111101b 两种,通过将SA0(D/C#)脚上拉到高电平可以设置从机地址第七位为 1,将SA0(D/C#)脚下拉到低电平可以设置从机地址第七位为 0。通过SA0(D/C#)脚的上拉和下拉来设置从机地址,从而令总线上可以存在最多2个SSD1306驱动器。
SDAOUT/D2和SDAIN/D1连接到一起作为SDA。SDAIN引脚必须连接到SDA,SDAOUT引脚可以不连接。当SDAOUT引脚不连接,应答信号将会被12C总线忽略。
3.2 写入时序
IIC写入时序如下所示:
主机先发起开始(START)信号,然后发送1byte首字节,包括从机地址(7位)和读写数据位(1位,最低位,0为写模式),驱动器识别从机地址为本机地址之后,将会发出 应答信号(ACK) 。(首字节组成如下图所示)主机收到从机(驱动器)的应答信号之后,随后传输1byte控制字节。一个控制字节主要由
CO 和 D/C# 位后面再加上六个0组成的。(控制字节组成如下图所示)
如果Co为0,后面传输的信息就只包含数据字节。
D/C# 位决定了下个数据字节是作为命令还是数据。D/C# 为0时,下一个数据被视为命令;DC# 为1时,下一个数据被视为显示数据,存储到GDDRAM中。收到控制字节ACK信号之后,传输要写入的数据字节。传输完毕之后主机发出结束(STOP)信号
3.3 读写控制
SSD1306通过 D/C# 和 R/W# 两位来确定:读/写数据,写命令和读状态四种通信行为。具体如下图,不再赘述:
4 指令详解
4.1 基础指令
设置对比度 (81H+A[7:0])
这是一条双字节指令,由第二条指令指定要设置的对比度级数。
A[7:0] 从 00H~FFH 分别指定对比度为 1~256 级。SEG(段)输出的电流大小随对比度级数的增加而增加。
设置全屏全亮 (A4H / A5H)
这是一条单字节指令,用于开关屏幕全亮模式。
A4H 设置显示模式为正常模式,此时屏幕输出GDDRAM中的显示数据。
A5H 设置显示模式为全亮模式,此时屏幕无视GDDRAM中的数据,并点亮全屏(用此指令作为第一条指令,点亮OLED屏幕)。
通过A5H设置全屏点亮之后可以通过A4H来回复正常显示。
设置正常/反转显示 (A6H / A7H)
这是一条单字节指令,用于设置屏幕显示
A6H 设置显示模式为 1亮0灭,而 A7H 设置显示模式为 0亮1灭
开关显示屏 (AEH / AFH)
这是一条单字节指令。
AEH 关闭屏幕,而 AFH 开启屏幕。
屏幕关闭时,所有SEG和COM的输出被分别置为Vss和高阻态。
4.2 地址指令
设置GDDRAM寻址模式 (20H+A[1:0])
这是一条双字节指令,由 A[1:0] 指定要设置的地址模式。
A[1:0]=00b时为水平地址模式;A[1:0]=01b时为垂直地址模式;A[1:0]=10b时为页地址模式;A[1:0]=11b时为无效指令;
由于第二条指令前6位值无规定,所以直接用0替代,得到:00H-水平;01H-垂直;02H页
设置起始/终止列地址 (21H+A[6:0]+B[6:0])
这是一条三字节指令,由A[6:0]指定起始列地址,B[6:0]指定终止列地址。
同样,由于前1位值无规定,所以:A[6:0] 和 B[6:0] 从 00H~7FH 的取值指定起始/终止列地址为 0~127。
这条指仅在水平/垂直模式下有效,用来设置水平/垂直模式的初始列和结束列
设置起始/终止页地址 (22H+A[2:0]+B[2:0])
这是一条三字节指令,由A[2:0]指定起始也地址,B[2:0]指定终止页地址。
由于前5位值无规定,所以:A[2:0]和B[2:0]从 00H~07H 的取值指定起始/终止页地址为 0~7。
这条指仅在水平/垂直模式下有效,用来设置水平/垂直模式的初始页和结束页
设置起始列地址低位 (00H~0FH)
这是一条单字节指令。
高4位恒定为0H,低4位为要设置的起始列地址的低4位。这条指令仅用于页寻址模式。
设置起始列地址高位 (10H~1FH)
这是一条单字节指令
高4位恒定为1H,低4位为要设置的起始列地址的高4位。这条指令仅用于页寻址模式。
设置页地址 (B0H~B7H)
这是一条单字节指令
高4位恒定为BH,第5位规定为0,低3位用于设置页地址,从 B0H~B7H 分别设置起始页为 0~7。这条指令仅用于页寻址模式。
4.3 硬件指令
设置GDDRAM起始行 (40H~7FH)
这是一条单字节指令。
高2位规定为01b,由低6位的取值来决定起始行。整体指令从 40H~7FH 分别设置起始行为 0~63。
设置SEG映射关系 (A0H / A1H)
这是一条单字节指令。
A0H 设置GDDRAM的COL0映射到驱动器输出SEG0。
A1H 设置COL127映射到SEG0
设置COM扫描方向 (C0H / C8H)
这是一条单字节指令。
C0H 设置 从COM0扫描到COM[N-1],N为复用率
C1H 设置 从COM[N-1]扫描到COM0
设置复用率 (A8H+A[5:0])
这是一条双字节指令,由A[5:0]指定要设置的复用率
复用率(MUX ratio)即选通的COM行数,不能低于16,通过A[5:0]来指定。
A[5:0] 高两位无规定视为0,所以第二条指令从 0FH~3FH 的取值设置复用率为 1~64(即A[5:0]+1)。A[5:0]从0到14的取值都是无效的。
设置垂直显示偏移 (D3H+A[5:0])
这是一条双字节指令,由A[5:0]指定偏移量。
垂直显示偏移即整个屏幕向上移动的行数,最顶部的行会移到最底行。
A[5:0] 高两位无规定视为0,所以第二条指令从0FH~3FH的取值设置垂直偏移为 0~63
设置COM硬件配置 (DAH+A[5:4])
这是一条双字节指令,由A[5:4]进行设置。
A[5] 位设置COM左右反置,A[4] 用来设置序列/备选引脚配置,其他位有规定,规定如下所示。
SSD1306的COMn引脚一共有左边 COM32~COM63 和右边 COM0~COM31 共64个(金手指面朝上方)。通过设置A[5]可以让左右COM引脚的输出互换。A[5]=0时禁止左右反置,A[5]=1时启用左右反置。
COM引脚的排列有序列和奇偶间隔(备选)两种,通过A[4]进行设置。A[4]=0时使用序列COM引脚配置,A[5]=1时使用奇偶间隔(备选)COM引脚配置。
4.4 时序和指令
1.设置显示时钟分频数和fosc (D5H+A[7:0])
2.设置预充电周期 (D9H+A[7:0])
3.设置VCOMH输出的高电平 (DBH+A[6:4])
4.空操作 (E3H)