如何使用FPGA驱动OLED屏幕

如何使用FPGA驱动OLED屏幕一.简介

这是FPGA之旅设计的第九例啦！！！本例将介绍如何使用FPGA驱动OLED屏幕，并在接下来的几例中，配合其它模块，进行一些有趣的综合实验。由于使用的OLED屏是IIC接口的，对IIC接口不是很清楚的，可以参考第五例的设计，同时使用第五例写好的IIC模块，驱动OLED屏。Let'sdoit!二.0.96寸OLED屏介绍

这里就只介绍最常用的0.96寸屏，其它的一样。OLED共支持8080并口、SPI和IIC三种接口，同样也只介绍IIC接口的用法。0.96寸OLED屏幕的分辨率为128×64，内部有一块GRAM用来存储显示的数据。

1OLED的存储区域

这块存储区域分为8个page，每个page下面共有128bit，如下图所示这就难免会有些疑问了，128×8，不应该是128×64嘛？8个page，为什么是64行呢？数据写入的呢？每一个page包括8行，所以说8个page共有64行。IIC每次发送数据的时候，是发送一个byte的，也就是8bit，这8bit数据会存储到某一列的八行中，例如图中SEG0区域，是第一列的头八行。这样GRAM的存储区域就弄懂了。

2OLED的数据存储模式当我们向OLED的GRAM发送显示数据的过程中，OLED内部共有三种处理模式。模式一:当我们指定了一个page和某一列的时候，每写一个数据，列会自动加一，当写到page的最后一列的时候，列数，会自动跳转到第零列，需要手动的切换page。

模式二：与模式一不同的时候，当写达到page的最后一列的时候，列数跳转到第零列的同时，page数也会加一。

模式三:与前两个模式不同，模式三，是一列一列的写，每写完一个数据，page数加一，当加到最后一个page的时候，列数加一，page跳转到第一个page。

在实际的使用中，具体使用那一种模式，可以根据自己的子模软件或者项目来，怎么方便怎么来！了解了上面两个部分后，基本就可以编写驱动程序啦，不要问为什么，(#^.^#)，初始化OLED就是配置一些列命令的过程，而这些寄存器和配置的值一般都是copy现成的。然后了解一下关键的一两个命令就可以啦。想要深入的了解OLED的功能的话，可以阅读对应的芯片手册哦！在后面的例程中也会介绍部分功能强大的命令。

三.OLED关键命令介绍

0xAE/0xAF:对应着开启OLED显示和关闭OLED显示0x20-0x22:对应着上面的三种OLED数据存储模式，默认为0x22，模式一0x00-0x0F:设置列地址的低四位，默认为0x000x10-0x1F:设置列地址的高四位，默认为0x100xB0-0xB7:设置page，第四位表示page暂时差不多只需要了解上面的这些寄存器。

四.IIC驱动OLED数据格式

驱动OLED分为写数据和写命令(读暂时不考虑)。写命令就是配置的过程，写数据就是写入GRAM中进行显示的过程。IIC数据格式

：OLED地址+命令/数据+

值。OLED地址，就是IIC协议中的从机地址，我这里是0x78。命令/数据中，0x00表示接下来的值代表命令，0x40表示接下的值表示数据，存入GRMA。值，具体的命令或者数据也就是说每一次IIC需要传输24bit，3个字节的数据，和第五例的IIC模块完美对应，那事情就好办啦！

五.OLED初始化

直接copy某例程提供的配置参数,共需要配置26个命令，第一个是上面介绍的0xAE命令，关闭OLED显示。最后一个也是介绍的0xAF命令，开启OLED显示，没有配置模式，直接使用的默认的模式一，配置完成后，可以看到OLED屏被点亮，内容是杂乱的

always@(*)begin

case(Init_index)

'd0:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hAE};

//OLED地址+命令

+

值。**

'd1:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h00};

'd2:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h10};

'd3:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h40};

'd4:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hB0};

'd5:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h81};

'd6:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hFF};

'd7:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hA1};

'd8:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hA6};

'd9:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hA8};

'd10:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h3F};

'd11:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hC8};

'd12:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hD3};

'd13:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h00};

'd14:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hD5};

'd15:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h80};

'd16:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hD8};

'd17:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h05};

'd18:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hD9};

'd19:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hF1};

'd20:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hDA};

'd21:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h12};

'd22:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hDB};

'd23:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h30};

'd24:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h8D};

'd25:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h14};

'd26:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hAF};

default:

Init_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hAE};

endcaseend

六.向GRAM中写入数据

初始化后，就可以显示内容啦，仅仅只需要配置page和起始列三个命令，然后写入数据即可，配置页和列地址，只有在模式一有效，也就是上电默认的模式。这样就可以显示数据啦，亲测可用哦！

'd0:show_data_reg<={8'h78,8'h00,8'hb0+show_pag};

//配置页'd1:show_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h00+start_x[3:0]};

//配置列的低四位'd2:show_data_reg<={8'h78,8'h00,8'h10+start_x[6:4]};

//配置列的高四位，128列只需要配置高三位即可。'd3:show_data_reg<={8'h78,8'h40,data};

//向配置的地址中，写入显示的数据其实驱动OLED也没有那么复杂嘛。

七.上板验证

先来编写个简单的模块，用来初始化OLED。下载程序后，我的OLED是亮起来了，你的呢！

//OLED顶层模块moduleOLED_Top(

input

sys_clk,

input

rst_n,

//OLEDIIC

output

OLED_SCL,

inout

OLED_SDA);localparam

OLED_INIT='d0;

//初始化localparam

OLED_IDLE='d1;

//空闲reg[4:0]

state,next_state;wire

init_finish;wire[23:0]

Init_data;wire

init_req;wire

IICWriteDone;assigninit_req=(state==OLED_INIT)?1'b1:1'b0;always@(posedgesys_clkornegedgerst_n)begin

if(rst_n==1'b0)

state<=OLED_INIT;

else

state<=next_state;endalways@(*)begin

case(state)

OLED_INIT:

if(init_finish==1'b1)

next_state<=OLED_IDLE;

else

next_state<=OLED_INIT;

OLED_IDLE:

next_state<=OLED_IDLE;

default:next_state<=OLED_INIT;

endcaseendOLED_InitOLED_Init(

.sys_clk

(sys_clk),

.rst_n

(rst_n),

.init_req

(init_req),

//初始化请求

.write_done

(IICWriteDone),

//一组初始化数据完成信号

.init_finish

(init_finish),

//初始化完成输出

.Init_data

(Init_data)//初始化的数据);IIC_DriverIIC_DriverHP_OLED(

.sys_clk

(sys_clk),

/*系统时钟*/

.rst_n

(rst_n),

/*系统复位*/

.IICSCL

(OLED_SCL),

/*IIC时钟输出*/

.IICSDA

(OLED_SDA),

/*IIC数据线*/

.IICSlave

({Init_data[15:8],Init_data[23:16]}),

/*从机8bit的寄存器地址+8bit的从机地址*/

.IICWriteReq

(init_req),

/*IIC写寄存器请求*/

.IICWriteDone

(IICWrite