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      Linux驅動開發-編寫OLED顯示屏驅動

      DS小龍哥-嵌入式技術 ? 2022-09-17 15:19 ? 次閱讀
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      【摘要】 OLED顯示屏在是智能手環，智能手表上用的非常的多，功耗低，不刺眼，優點特別多。本篇文章就介紹,在Linux系統里如何使用OLED顯示屏，要使用OLED顯示屏，大致分為兩步: (1) 針對OLED顯示屏編寫一個驅動 (2) 編寫應用層程序進行測試。

      1. 前言

      OLED顯示屏在是智能手環，智能手表上用的非常的多，功耗低，不刺眼，優點特別多。本篇文章就介紹,在Linux系統里如何使用OLED顯示屏，要使用OLED顯示屏，大致分為兩步: (1) 針對OLED顯示屏編寫一個驅動 (2) 編寫應用層程序進行測試。

      采用的OLED顯示屏是0.96寸SPI接口顯示屏，分辨率是128*64，比較便宜，淘寶上非常多。

      測試開發板采用友善之臂Tiny4412，三星的EXYNOS-4412芯片，4核1.5GHZ，板載8G-EMMC，2G-DDR。

      2. 硬件接線效果


      image-20220104161740431image-20220104161800291image-20220104161852986image-20220104161906616

      3. 驅動代碼

      Linux內核提供了標準SPI子系統框架，和前面介紹的IIC子系統框架使用類似，代碼分為設備端和驅動端，Linux內核提供子系統的目的就是為了統一驅動編寫標準，提高驅動代碼的移植性。

      本篇文章代碼沒有采用SPI子系統框架，采用單片機慣用的模擬SPI時序，對入門而言，代碼更容易理解。

      3.1 oled.c 驅動示例代碼

      #include 
#include 
#include  
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/*
定義OLED需要使用的寄存器
*/
static volatile unsigned int *GPB_CON=NULL;
static volatile unsigned int *GPB_DAT=NULL;

//OLED屏幕底層接口
#define OLED_SCK(x) if(x){*GPB_DAT|=1<<0;}else{*GPB_DAT&=~(1<<0);}
#define OLED_MOSI(x) if(x){*GPB_DAT|=1<<3;}else{*GPB_DAT&=~(1<<3);}
#define OLED_RES(x)  if(x){*GPB_DAT|=1<<4;}else{*GPB_DAT&=~(1<<4);}
#define OLED_DC(x)   if(x){*GPB_DAT|=1<<5;}else{*GPB_DAT&=~(1<<5);}
#define OLED_CS(x)   if(x){*GPB_DAT|=1<<1;}else{*GPB_DAT&=~(1<<1);}

//命令與數據區分
#define OLED_CMD 0
#define OLED_DAT 1

//函數聲明區域
static void OLED_WriteOneByte(u8 data,u8 cmd);
static u8 OLED_GPIO_Init(void);
static void OLED_Init(void);
static void OLED_Clear(u8 data);
static void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 c);
static void OLED_RefreshGRAM(void);
/*
函數功能: OLED對應的GPIO口初始化
硬件連接:
OLED模塊---Tiny4412開發板
GND--------GND
VCC--------VCC(5V)
D0---------SCL--------------GPB_0
D1---------MOSI-------------GPB_3
RES--------復位-------------GPB_4
DC---------數據/命令--------GPB_5
CS---------CS片選-----------GPB_1
*/
static u8 OLED_GPIO_Init(void)
{
	/*1. 將物理地址轉換為虛擬地址*/
	GPB_CON=ioremap(0x11400040,4);
	GPB_DAT=ioremap(0x11400044,4);
	if(GPB_CON==NULL||GPB_DAT==NULL)
	{
		printk("物理地址轉換為虛擬地址出現問題!\n");
		return -1;
	}
	/*2. 配置GPIO口模式*/
	*GPB_CON&=0xFF000F00;
	*GPB_CON|=0x00111011;
	
	/*3. 上拉GPIO口*/
	OLED_CS(1);
	OLED_DC(1);
	OLED_MOSI(1);
	OLED_RES(1);
	OLED_SCK(1);
}
/*
函數功能: OLED屏幕初始化
*/
static void OLED_Init(void)
{
	/*1. 初始化配置GPIO口*/
	OLED_GPIO_Init();

	/*2. 執行OLED屏幕的初始化配置*/
	OLED_RES(1);
	udelay(2000);
	OLED_RES(0);
	udelay(2000);
	OLED_RES(1);
	udelay(2000);
	
	OLED_WriteOneByte(0xAE,OLED_CMD); //0xAE表示關顯示,0xAF表示開顯示

	OLED_WriteOneByte(0x00,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0x10,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0x40,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xB0,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0x81,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0xCF,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xA1,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xA6,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xA8,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0x3F,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xC8,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xD3,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0x00,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xD5,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0x80,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xD9,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0xF1,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xDA,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0x12,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xDB,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0x30,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0x8D,OLED_CMD);
	OLED_WriteOneByte(0x14,OLED_CMD);

	OLED_WriteOneByte(0xAF,OLED_CMD); //正常模式
}

/*
函數功能:  寫一個字節
函數參數:
		cmd=0表示命令，cmd=1表示數據
*/
static void OLED_WriteOneByte(u8 data,u8 cmd)
{
	u8 i;
	/*1. 區分發送數據是命令還是屏幕數據*/
	if(cmd){OLED_DC(1);}
	else {OLED_DC(0);}
	udelay(2);
	
	/*2. 發送實際的數據*/
	OLED_CS(0); //選中OLED
	
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		udelay(2);
		OLED_SCK(0); //告訴從機，主機將要發送數據
		if(data&0x80){OLED_MOSI(1);} //發送數據
		else {OLED_MOSI(0);}
		udelay(2);
		OLED_SCK(1); //告訴從機，主機數據發送完畢
		data<<=1;   //繼續發送下一位數據
	}
	
	OLED_CS(1);  //取消選中OLED
	OLED_SCK(1); //上拉時鐘線，恢復空閑電平
}
/*
函數功能: 清屏 (開全部燈、關全部燈)
*/
static void OLED_Clear(u8 data)
{
	u8 i,j;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		OLED_WriteOneByte(0xB0+i,OLED_CMD); //設置頁地址
		OLED_WriteOneByte(0x10,OLED_CMD);   //設置列高起始地址(半字節)
		OLED_WriteOneByte(0x00,OLED_CMD);   //設置列低起始地址(半字節)
		for(j=0;j<128;j++)
		{
			OLED_WriteOneByte(data,OLED_DAT); //寫數據
		}
	}
}

/*
定義顯存數組:  8行，每行128列，與OLED屏幕對應
*/
static u8 OLED_GRAM[8][128]; 

/*
函數功能: 畫點函數
		x: 橫向坐標0~128
		y: 縱坐標0~64	
		c: 1表示亮、0表示滅
*/
static void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 c)
{
	u8 page;
	page=y/8; //得到當前點的頁數0/8=0 1/8=0 
	y=y%8;    //得到一列中點的位置。(0~7)
  //0%8=0 1%8=1 .....7%8=7  8%8=0  9%8=1 ......
	if(c) OLED_GRAM[page][x]|=1vm_flags |= VM_RESERVED;//標志該內存區不能被換出，在設備驅動中虛擬頁和物理頁的關系應該是長期的，應該保留起來，不能隨便被別的虛擬頁換出
	if(remap_pfn_range(vma,//虛擬內存區域，即設備地址將要映射到這里
						vma->vm_start,//虛擬空間的起始地址
						virt_to_phys(mmap_buffer)>>PAGE_SHIFT,//與物理內存對應的頁幀號，物理地址右移 12 位
						vma->vm_end - vma->vm_start,//映射區域大小，一般是頁大小的整數倍
						vma->vm_page_prot))//保護屬性，
	{
		return -EAGAIN;
	}
	
	printk("(drv)映射的長度:%d\n",vma->vm_end - vma->vm_start);
	printk("物理地址:0x%X\n",virt_to_phys(mmap_buffer));
	/*
		開發板的DDR容量: 1G
		0x40000000 ~ 0x80000000 
		0x10000000=256M
	*/
	return 0;
}

#define _OLED_RefreshGRAM 0x12345 /*將應用層的數據刷新到OLED屏幕上*/
#define _OLED_ClearGRAM 0x45678 /*將應用層的數據刷新到OLED屏幕上*/
static int lcd_ioctl(struct fb_info *info, unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
	switch(cmd)
	{
		case _OLED_RefreshGRAM:
			 memcpy(OLED_GRAM,mmap_buffer,1024); //拷貝數據
			 OLED_RefreshGRAM(); /*刷新*/
			 break;
		case _OLED_ClearGRAM: /*清屏*/
			 OLED_Clear(0);
			 break;
	}
	return 0;
}

static int lcd_release(struct fb_info *info, int user)
{
	if(mmap_buffer!=NULL)
	{
		kfree(mmap_buffer);
	}
	printk("lcd_release調用成功\n");
	return 0;
}
/*幀緩沖設備專用的文件操作接口*/
static struct fb_ops fbops=
{
	.fb_open=lcd_open,
	.fb_release=lcd_release,
	.fb_mmap=lcd_mmap,
	.fb_ioctl=lcd_ioctl
};
/*幀緩沖的設備結構體*/
static struct fb_info lcd_info=
{
	.var= /*可變形參*/
		{
			.xres=128,
			.yres=64,
			.bits_per_pixel=1
		},
	.fix=
		{
			.smem_len=4096,
			.line_length=128
		},
	.fbops=&fbops
};

static int __init tiny4412_oled_init(void)
{
	/*1. 初始化OLED屏幕*/
	OLED_Init();
	OLED_Clear(0);//清屏為黑色
	
	/*2. 幀緩沖驅動注冊*/
	if(register_framebuffer(&lcd_info)!=0)
	{
		printk("提示: lcd驅動安裝失敗!\n");
		return -1;
	}
	else
	{
		printk("提示: lcd驅動安裝成功!\n");	
	}
	
    return 0;
}
static void __exit tiny4412_oled_exit(void)
{
	/*1. 幀緩沖驅動注銷*/
	if(unregister_framebuffer(&lcd_info)!=0)
	{
		printk("提示: lcd驅動卸載失敗!\n");
		return -1;
	}
	else
	{
		printk("提示: lcd驅動卸載成功!\n");
	}
	
	/*2. 解除虛擬地址映射關系*/
	iounmap(GPB_CON);
	iounmap(GPB_DAT);
}

module_init(tiny4412_oled_init);  /*指定驅動的入口函數*/
module_exit(tiny4412_oled_exit);  /*指定驅動的出口函數*/
MODULE_LICENSE("GPL");      	  /*指定驅動許可證*/
;>

      3.2 app.c 應用層代碼

      #include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

unsigned char *lcd_mem=NULL; /*LCD的內存地址*/
struct fb_fix_screeninfo finfo; /*固定形參*/
struct fb_var_screeninfo vinfo; /*可變形參*/
	
unsigned char font[]=
{
/*--  文字:  國  --*/
/*--  宋體42;  此字體下對應的點陣為：寬x高=56x56   寬/8*高*/
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,
0xFF,0xFF,0xC0,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xE0,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,
0xC0,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,
0xF0,0x00,0x00,0x01,0x87,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x03,0xC7,0x80,0x01,0xF7,0xFF,
0xFF,0xFF,0xE7,0x80,0x01,0xF3,0xFF,0xFF,0xFF,0xF7,0x80,0x01,0xF1,0xC0,0x7C,0x00,
0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,
0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,
0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,
0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x06,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x0F,0x07,
0x80,0x01,0xF1,0xFF,0xFF,0xFF,0x87,0x80,0x01,0xF1,0xFF,0xFF,0xFF,0xC7,0x80,0x01,
0xF0,0xF0,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,
0x7F,0xC0,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7D,0xF0,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0xFC,
0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x7E,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x3F,0x07,0x80,
0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x3F,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x1F,0x07,0x80,0x01,0xF0,
0x00,0x7C,0x0F,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x0E,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,
0x07,0x87,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x03,0xC7,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x7C,0x07,0xE7,
0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF7,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x80,0x01,
0xF7,0x80,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,
0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,
0x07,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x80,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x80,
0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,
0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x01,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x01,0xC0,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};

/*
定義顯存數組:  8行，每行128列，與OLED屏幕對應
*/
static unsigned char OLED_GRAM[8][128]; 

/*
函數功能: 畫點函數
		x: 橫向坐標0~128
		y: 縱坐標0~64	
		c: 1表示亮、0表示滅
*/
static void OLED_DrawPoint(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char c)
{
	unsigned char page;
	page=y/8; //得到當前點的頁數0/8=0 1/8=0 
	y=y%8;    //得到一列中點的位置。(0~7)
  //0%8=0 1%8=1 .....7%8=7  8%8=0  9%8=1 ......
	if(c) OLED_GRAM[page][x]|=1<;>
      聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規問題，請聯系本站處理。 舉報投訴
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        發表于 09-02 18:28

        【RA-Eco-RA6M4開發板評測】點亮OLED顯示屏

        【點亮OLED顯示屏】 瑞薩 RA6M2 支持硬件 I2C，開發板上有 OLED 顯示屏接口，如下：
        發表于 08-31 10:25

        【Milk-V Duo S 開發板免費體驗】DuoS 超聲波測距 OLED 顯示

        　　上篇搭建開發環境并點亮了 OLED 顯示屏，詳見： https://bbs.elecfans.com/jishu_2498771_1_1.html 　　本篇使用 DuoS 驅動超聲
        發表于 08-22 03:55

        【RA-Eco-RA6M4開發板評測】+OLED屏顯示驅動

        SDIN------P209 在使用I2C進行硬件驅動前，先以模擬的方式來驅動該顯示屏。 在程序設計前，需使用RASC對所用引腳加以配置，以是其作為GPIO口來使用。 然后，在回到KEIL中進
        發表于 07-23 17:33

        液晶顯示屏背光驅動設計的核心要點

        在液晶顯示屏的世界里，無論是信息清晰的單色屏還是色彩絢麗的彩色屏，背光都是其視覺呈現的靈魂。然而，背光驅動絕非簡單的“通電即亮”。忽視設計細節，輕則導致亮度不均、用戶體驗打折，重則縮短
        的頭像 發表于 07-10 11:46 ?4413次閱讀
        液晶<b class='flag-5'>顯示屏</b>背光<b class='flag-5'>驅動</b>設計的核心要點

        冠顯光電0.6&quot;HDMI 單目驅動板方案，加速微顯示方案落地

        該方案主要包括0.6”硅基顯示屏，HDMI單目顯示屏驅動板。驅動板以 Micro HDMI 接口為視頻數據傳輸接口，可用于 TDO 硅基產品的 demo 展示、產品特性評估以及基于該
        的頭像 發表于 06-09 15:50 ?757次閱讀
        冠顯光電0.6&quot;HDMI 單目<b class='flag-5'>驅動</b>板方案，加速微<b class='flag-5'>顯示</b>方案落地

        基于Linux的液晶顯示屏驅動技術的研究與應用

        液 晶 屏在我們 日 常 的 生產和 生活 中 應用 廣泛 。 本文所描述 的液 晶 屏 的驅動 與 應用 是基于 電解鋁廠 中 實 際 的 生產 需 要設計而成 ， 并且可將其移植到其它 相關 系 統 。?
        發表于 05-06 16:22 ?0次下載

        戶外顯示屏驅動板的具體防護措施

        驅動板在戶外顯示屏中的防水設計是確保顯示屏長期穩定運行的關鍵之一。
        的頭像 發表于 04-22 15:58 ?1027次閱讀