【BPI-Pico-RP2040 开发板】+OLED屏的显示驱动与光强检测

相对于数码管来说OLED屏具有小巧、显示信息多的特点。这里选用的是一款0.96寸的双色OLED屏，其显示分辨率为128*64像素点，并以I2C的方式来工作。

本打算以开发板的2个I2C接口来驱动OLED屏，无奈的是却没找到I2C的使用方法和相关的例程，也就只能以GPIO口来模拟I2C啦。

该OLED屏与开发板的连接关系为：

SDA----GPIO9

SCL---- GPIO10

以GPIO口模拟I2C方式字节数据的函数为：

void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
    unsigned char i;
    unsigned char m,da;   
    da=IIC_Byte;   
    digitalWrite(10, LOW);   
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        m=da;       
        m=m&0x80;       
        if(m==0x80)
        {            
               digitalWrite(9, HIGH);
        }
        else
        {            
              digitalWrite(9, LOW);
        }       
        da=da<<1;       
        digitalWrite(10, HIGH);       
        digitalWrite(10, LOW);
     }
}

该显示屏的初始化函数为：

void OLED_Init(void)
{
   //pinMode(9, OUTPUT);   // SDA 
   //pinMode(10, OUTPUT);  // SCL
  OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel   
  OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//---set low column address   
  OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address   
 OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address   
 OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xff,OLED_CMD);    
 OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);   
 OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);
 OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);   
 OLED_Clear();   
 OLED_Set_Pos(0,0);
}

为测试对该显示屏的驱动性，先以清屏函数改造了一个水平线绘制函数，其内容如下：

void OLED_Clear(void)
{
    unsignedchar i,n;   
    for(i=0;i<8;i++)
    {       
        OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);       
        OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);       
        OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);       
        for(n=0;n<128;n++) OLED_WR_Byte(0xf0,OLED_DATA);
    }
}

经程序下载，其显示效果如图1所示，这说明对显示屏的驱动是成功的。

图1 测试效果

然后在此基础上再添加字符显示函数和字库就可显示字符了，其字库的结构如下：
unsigned char F8X16[]=

{

...

0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,//1
17

0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,//2
18

0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00,0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,//3
19

...

};
相应的字符显示函数为：

void OLED_ShowChar(unsigned char x,unsigned char
y,unsigned char chr,unsigned char Char_Size)
{     unsignedchar c=0,i=0;
     c=chr-'';
     if(x>Max_Column-1){x=0;y=y+2;}    
     if(Char_Size ==16)
     {           
         OLED_Set_Pos(x,y);           
         for(i=0;i<8;i++)           
            OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_DATA);           
        OLED_Set_Pos(x,y+1);           
        for(i=0;i<8;i++)           
            OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i+8],OLED_DATA);
      }
}

对应的数值显示函数为：

void OLED_ShowNum(unsigned char x,unsigned char y,uint32_t num,unsigned char len,unsigned char size2)
{
    unsigned char t,temp;
    unsigned char enshow=0;   
    for(t=0;t<len;t++)
    {       
         temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;       
         if((enshow==0)&&(t<(len-1)))
        {           
             if(temp==0)
            {               
                  OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,' ',size2);               
                  continue;
            }           
            else enshow=1;
        }       
        OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,temp+'0',size2);
    }
}

实现图2所示效果的初始设置程序为：

void setup() {
    unsignedchar STR[10]={'B','P','I','_','R','P','2','0','4','0'};
    unsignedchar i;
    pinMode(9,OUTPUT);   // SDA   
    pinMode(10, OUTPUT);  // SCL   
    OLED_Init();   
    OLED_Clear();   
    OLED_ShowChar(20,4,'O',16);   
    OLED_ShowChar(28,4,'K',16);   
    for(i=0;i<10;i++) OLED_ShowChar(16+i*8,0,STR[i],16);
    OLED_ShowNum(20,2,985,3,16);
}

图2 显示效果

由于在Arduino IDE的环境下只支持数值而没有指针变量类型，为此要显示一个字符串就只好将其放入数组中来实现。

BH1750是一款用于光照强度检测的传感器，该传感器以I2C方式工作，它与开发板的连接关系为：

SCL---- GPIO11

SDA----GPIO12

实现数据引脚输入、输出模式设置的函数为：

void IIC_INPUT_MODE_SET()
{
      pinMode(12, INPUT_PULLUP);
}

void IIC_OUTPUT_MODE_SET()
{
      pinMode(12, OUTPUT);
}

读取光照强度的函数为：

void Get_Sunlight_Value()
{
    int dis_data=0;
    float temp;
    char i=0;
    unsigned int sd;   
    Single_Write_BH1750(0x01);  //power on   
    Single_Write_BH1750(0x10);  // H-resolution mode   
    delay(180);   
    Multiple_Read_BH1750();   
    for(i=0;i<3;i++)   dis_data=BUF[0];   
    dis_data=(dis_data<<8)+BUF[1];   
    temp=(float)dis_data/1.2;
    sd=temp;   
    if(sd<54612) OLED_ShowNum(88,5,sd,4,16);
}

实现光照强度检测与显示的程序为：

void setup() {
 unsigned char STR[10]={'B','P','I','_','R','P','2','0','4','0'};  unsigned char  STR1[6]={'B','H','1','7','5','0'};
unsigned char STR2[9]={'S','u','n','l','i','g','h','t','='};
unsigned char i;
OLED_Init();
OLED_Clear();
for(i=0;i<10;i++)
OLED_ShowChar(16+i*8,0,STR[i],16);
for(i=0;i<6;i++)
OLED_ShowChar(16+i*8,2,STR1[i],16); 
for(i=0;i<9;i++)
OLED_ShowChar(16+i*8,5,STR2[i],16);
BH1750_Init();
}
void loop() {
Get_Sunlight_Value();
delay(1000); 
}

经程序的下载，其运行效果如图3所示，说明程序设计有效。

图3 传感器检测效果