基于FPGA的OLED12864显示屏设计

一、概述

　　本设计讨论以altera公司FPGA芯片为基础的OLED显示屏显示设计；

二、实验平台

　　软件平台 ：Quartus II 13.0 + Nios 13.0

　　硬件平台 ：

三、实验内容

　　1、本设计的OLED采用的是4线SPI通信方式。包括：时钟 -->SCLK、数据 -->SDO、片选 -->CS、数据命令选择信号 -->DC;采用Nios软核定制方式，如下图

　　定制软核的步骤不在复述，值得注意的是OLED的spi总线传输方式时钟极性和时钟相位都应当为1，

　　　　CLOCK POLARITY --> 1

　　　　CLOCK PHASE      --> 1

　　2、软件设计

　　　　　　1）初始化函数　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　void OLED_Init(void) //OLED设置初始化函数
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　int i = 0;
　　　　　　　　　　　　const alt_u8 command[] = {
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0x81, 0xff, 　　　　　　   //设置最亮
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xd5, 0xf0, 　　　　　　  //设置最高频率，最高刷新频率
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0x20, 0x02, 　　　　　　 //页寻址模式
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0x40, 　　　　　　　　     //起始线地址清零
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xa1, 　　　　　　　　　  //左右画面A1正常
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xc8,                            //上下画面C8正常
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xd3, 0x00,                  //显示偏移清零
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xd9, 0xf1,                   //充放电时间15：1
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xda, 0x12,                  //COM引脚默认配置
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xa4,                           //关闭满屏输出
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xa6,                           //正相正常显示
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xa8, 0x3f,                  //复用率复位64MUX
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0xaf                            //开显示

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　};
　　　　　　　　　　　　for(i=0; i<20; i++)
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　OLED_WriteByte(0, &command[i]);
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　OLED_CLR();
　　　　　　　　　　}

　　　　　　2）OLED写字节命令　　　　　　　

　　　　　　　　　　void OLED_WriteByte(uchar cmd, const alt_u8 * data)　　//OLED写字节函数
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　if(cmd)
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　IOWR(PIO_DC_BASE, 0, 0x1); 　　　　　　　　　 //OLED_DC=1
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　else
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　IOWR(PIO_DC_BASE, 0, 0x0); 　　　　　　　　　//OLED_DC=0
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　alt_avalon_spi_command(SPI_BASE, 0, 1, data,0,NULL,1);
　　　　　　　　　　}

　　　　　　3）显示位置设定函数

　　　　　　　　void OLED_SetPos(uchar x, uchar y)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　const alt_u8 set[3] = {(0xb0+y), (((x&0xf0)>>4)|0x10), ((x&0x0f)|0x00)};
　　　　　　　　　　OLED_WriteByte(0,&set[0]);
　　　　　　　　　　OLED_WriteByte(0,&set[1]);
　　　　　　　　　　OLED_WriteByte(0,&set[2]);
　　　　　　　　}

　　　　　　4）清屏函数　　　　　　

　　　　　　　　void OLED_CLR(void)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　uchar i,j;
　　　　　　　　　　const alt_u8 clear[4] = {0x00, 0xa5,0x81,0x0f};

　　　　　　　　　　for(i=0;i<8;i++)
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　OLED_SetPos(0,i);
　　　　　　　　　　　　for(j=0;j<128;j++)
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　OLED_WriteByte(1, &clear[0]);
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}

　　　　　　5）显示函数 两页大小字体

　　　　　　　　void OLED_ShowASCII(uchar x,uchar y,uchar len,uchar* AscChar) //向OLED中某两页组成的一行写入len长度的ASCII字符
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　uchar i,j,k,tmph,tmpl;

　　　　　　　　　　/******将一般的8x16 ASCII码转换为OLED屏所用的ASCII码******/
　　　　　　　　　　for(i=0;i<len;i++) //有几个字符处理几次
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　for(j=0;j<8;j++) //转换每个字符的16个字节
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　tmph=0;tmpl=0; //仅做临时变量
　　　　　　　　　　　　　　for(k=0;k<8;k++)//一个结果字节的8位数据的处理
　　　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　　　tmph>>=1;
　　　　　　　　　　　　　　　　if(ASCII[(AscChar[i]*16)+k]&(0x80>>j)) //字库中ASCII码x16为此字符的起始字节，加k为从此字节开始1-8个字节的处理
　　　　　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　　　　　tmph=tmph|0x80; //高位是1就写临时变量的高位是1,否则不操作为0
　　　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　　　tmpl>>=1;
　　　　　　　　　　　　　　　　if(ASCII[(AscChar[i]*16)+k+8]&(0x80>>j))//字库中ASCII码x16为此字符的起始字节，加k+8为从此字节开始9-16个字节的处理
　　　　　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　　　　　tmpl=tmpl|0x80; //高位是1就写临时变量的高位是1,否则不操作为0
　　　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　ASCIITmp[i][j]=tmph;
　　　　　　　　　　　　　　ASCIITmp[i][j+8]=tmpl; //传入临时显示数组
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　　/******开始向OLED写入数据******/
　　　　　　　　　　for(i=0;i<2;i++)
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　OLED_SetPos(x,y+i);
　　　　　　　　　　　　for(j=0;j<len;j++)
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　for(k=0;k<8;k++)
　　　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　　　OLED_WriteByte(1,&ASCIITmp[j][k+(i*8)]);
　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}

　　　　　　6）显示函数，一页字体大小

　　　　　　　　void OLED_ShowASCII8(uchar x,uchar y,uchar len,uchar* AscChar) //向OLED中某两页组成的一行写入len长度的ASCII 8x8字符
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　uchar i,j,k,tmp;
　　　　　　　　　　/******将一般的ASCII码8x8字符转换为OLED屏所用的ASCII码******/
　　　　　　　　　　for(i=0;i<len;i++) //有几个字符处理几次
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　for(j=0;j<8;j++) //转换每个字符的8个8位数据
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　tmp=0;
　　　　　　　　　　　　　　for(k=0;k<8;k++)//结果的8位数据的处理
　　　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　　　tmp>>=1;
　　　　　　　　　　　　　　　　if(ASCII8[(AscChar[i]*8)+k]&(0x80>>j))
　　　　　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　　　　　tmp=tmp|0x80;
　　　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　ASCIITmp[i][j]=tmp;
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　　/******开始向OLED写入数据******/
　　　　　　　　　　OLED_SetPos(x,y);
　　　　　　　　　　for(i=0;i<len;i++)
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　for(j=0;j<8;j++)
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　OLED_WriteByte(1,&ASCIITmp[i][j]);
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}