13. I2C通讯¶
本章介绍在应用层中使用I2C总线与外部设备的通讯，讲解Linux系 统总线类型设备驱动架构的应用。
在Linux内核文档的Documentation/i2c目录下有关于I2C驱动非常详细的说明。
本章节的示例代码目录为：base_code/linux_app/i2c
13.1. I2C通讯协议简介¶
I2C 通讯协议(Inter－Integrated Circuit)是由Phiilps公司开发的， 由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要USART、CAN等通讯协议的外部收发设备， 被广泛地使用在多个集成电路(IC)间的通讯。
下面我们分别对I2C协议的物理层及协议层进行讲解。
13.1.1. I2C物理层¶
I2C通讯设备之间的常用连接方式如下图。
它的物理层有如下特点：
它是一个支持多设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。 在一个I2C通讯总线中，可连接多个I2C通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。
一个I2C总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ，一条串行时钟线 (SCL)。 数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。
每个连接到总线的设备都有一个独立的设备地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。 其中地址是一个七位或十位的数字。
总线通过上拉电阻接到电源。当I2C设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲， 都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。
多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。
具有三种传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s ，快速模式为400kbit/s ， 高速模式下可达 3.4Mbit/s，但目前大多I2C设备尚不支持高速模式。
连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。
13.1.2. 协议层¶
I2C的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。
13.1.2.1. I2C基本读写过程¶
先看看I2C通讯过程的基本结构，它的通讯过程常有如下三种方式。
图例：
：数据由主机传输至从机S ： 传输开始信号
SLAVE_ADDRESS: 从机地址
：数据由从机传输至主机R ： 传输方向选择位，1为读，0为写
A ： 应答(ACK)或非应答(NACK)信号
P ： 停止传输信号
这些图表示的是主机和从机通讯时，SDA线的数据包序列。
其中S表示由主机的I2C接口产生的传输起始信号(S)，这时连接到I2C总线上的所有从机都会接收到这个信号。
起始信号产生后，所有从机就开始等待主机紧接下来广播 的从机地址信号 (SLAVE_ADDRESS)。 在I2C总线上，每个设备的地址都是唯一的，当主机广播的地址与某个设备地址相同时，这个设备就被选中了，没被选中的设备将会忽略之后的数据信号。 根据I2C协议，这个从机地址可以是7位或10位。
在地址位之后，是传输方向的选择位，该位为0，表示后面的数据传输方向是由主机传输至从机，即主机向从机写数据。该位为1，则相反，即主机由从机读数据。
从机接收到匹配的地址后，主机或从机会返回一个应答(ACK)或非应答(NACK)信号，只有接收到应答信号后，主机才能继续发送或接收数据。
写数据方向:
若配置的方向传输位为 “写数据” 方向，即第一幅图的情况，广播完地址，接收到应答信号后， 主机开始正式向从机 传输数据(DATA) ，数据包的大小为8位，主机每发送完一个字节数据， 都要等待从机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以向从机传输N个数据，这个N没有大小限制。 当数据传输结束时，主机向从机发送一个停止传输信号(P)，表示不再传输数据。
读数据方向:
若配置的方向传输位为 “读数据” 方向，即第二幅图的情况，广播完地址，接收到应答信号后， 从机开始向主机 返回数据(DATA) ，数据包大小也为8位，从机每发送完一个数据， 都会等待主机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以返回N个数据，这个N也没有大小限制。 当主机希望停止接收数据时，就向从机返回一个非应答信号(NACK)，则从机自动停止数据传输。
复合格式:
除了基本的读写，I2C通讯更常用的是 复合格式 ，即第三幅图的情况，该传输过程有 两次起始信号(S) 。 一般在第一次传输中，主机通过SLAVE_ADDRESS寻找到从设备后，发送一段“数据”， 这段数据通常用于表示从设备内部的寄存器或存储器地址(注意区分它与SLAVE_ADDRESS的区别)； 在第二次的传输中，对该地址的内容进行读或写。也就是说，第一次通讯是告诉从机读写地址，第二次则是读写的实际内容。
以上通讯流程中包含的起始、停止、数据有效性、地址和数据方向以及响应的说明按小节如下。
13.1.2.2. 通讯的起始和停止信号¶
前文中提到的起始(S)和停止(P)信号是两种特殊的状态，起始和停止信号一般由主机产生。如下图。
当 SCL 线是高电平时 SDA 线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。
当 SCL 是高电平时 SDA 线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。
如下图:
13.1.2.3. 数据有效性¶
I2C使用SDA信号线来传输数据，使用SCL信号线进行数据同步，如下图。 SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。
传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA为高电平时表示数据“1”，为低电平时表示数据“0”。
当SCL为低电平时，SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。
如下图:
每次数据传输都以字节为单位，每次传输的字节数不受限制。
13.1.2.4. 地址及数据方向¶
I2C总线上的每个设备都有自己的独立地址，主机发起通讯时，通过SDA信号线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)来查找从机。 I2C协议规定设备地址可以是7位或10位，实际中7位的地址应用比较广泛。
紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向，它是数据方向位(R/)，第8位或第11位。 数据方向位为“1”时表示主机由从机读数据，该位为“0”时表示主机向从机写数据。
如下图：
读数据方向时，主机会释放对SDA信号线的控制，由从机控制SDA信号线，主机接收信号。
写数据方向时，SDA由主机控制，从机接收信号。
13.1.2.5. 响应¶
I2C的数据和地址传输都带响应。响应包括“应答(ACK)”和“非应答(NACK)”两种信号。 作为数据接收端时，当设备(无论主从机)接收到I2C传输的一个字节数据或地址后：
若希望对方 继续发送数据 ，则需要向对方发送 “应答(ACK)” 信号，发送方会继续发送下一个数据；
若接收端希望 结束数据传输 ，则向对方发送 “非应答(NACK)” 信号，发送方接收到该信号后会产生一个停止信号，结束信号传输。如下图。
如下图:
传输时主机产生时钟，在第9个时钟时，数据发送端会释放SDA的控制权，由数据接收端控制SDA，若SDA为高电平，表示非应答信号(NACK)，低电平表示应答信号(ACK)。
13.3. 检查IIC 设备¶
使能IIC_1通信接口后，我们可以通过系统中的IIC设备文件来检查设备的一些基本信息，下面简单介绍几个查看命令。
1 2 | #查看系统存在的I2C总线
ls /sys/bus/i2c/devices
|
如下图，不同版本的Debian系统输出内容可能有差别。
IIC 1接口对应的驱动设备文件为上图中的i2c-0，这是因为驱动是从0开始编号的。 因此应用程序一般通过操作设备文件i2c-0实现对MPU6050的操作。不止MPU6050， 理论上任何连接到 IIC 1 接口上的设备（触摸、摄像头、oled）都可以通过 i2c-0 设备文件来实现具体的功能。
13.4. IIC 第三方工具- i2c-detect¶
使用i2c-tools工具包提供了一些非常方便的工具来对系统的I2C总线进行调试。使用之前要使用apt 命令安装i2c-tools。下面介绍i2c-tools的安装步骤并使用i2c-tools提供的命令查看系统IIC 设备。
13.4.1. i2c-detect工具安装¶
在开发板的控制台执行命令：
1 | sudo apt install i2c-tools -y
|
安装后可使用的命令有i2cdetect、i2cdump、i2cset以及i2cget,它们分别用于扫描I2C总线上的设备、读写指定设备的寄存器内容。 命令介绍如下：
13.4.2. i2cdetect命令¶
i2cdetect ：用于扫描I2C总线上的设备。它会打印一个表，其中包含了总线上检测到的设备。
相关命令语法：
i2cdetect [-y] [-a] [-q|-r] i2cbus [first last]：
参数说明：
参数y：关闭交互模式，使用该参数时，不会提示警告信息。
参数a：扫描总线上的所有设备。
参数q：使用SMBus的“quick write”命令进行检测，不建议使用该参数。
参数r：使用SMBus的“receive byte”命令进行检测，不建议使用该参数。
参数i2cbus：指定i2c总线的编号
参数first、last：扫描的地址范围
返回值说明：
‘–’：表示该地址被检测，但没有芯片应答；
‘UU’：表示该地址当前由内核驱动程序使用。
‘**’：**表示以十六进制表示的设备地址编号，如 “2d”或“4e”。
13.4.3. i2cdetect 使用示例¶
i2cdetect主要用于查看当前总线上的设备，我们这里查看IIC 1接口上的设备，重点关注MPU6050、显示屏触摸芯片、oled显示屏（需要使用杜邦线外接）
首先不连接显示屏和oled 执行如下命令：
1 | i2cdetect -a 0
|
参数 “-a” 扫描总线上的所有设备。 参数“0” 表示标号为0的IIC 总线，既 IIC 1 。
输出内容如下所示：
上图中 “68” 是MPU6050的设备地址。
连接显示屏（显示屏40pin 的排线中包含了触摸的IIC ，所以接上显示屏也就将触摸芯片接入 IIC 1 总线），再次执行查看设备命令，如下所示：
1 | i2cdetect -a 0
|
如下图:
新增加的IIC 地址5d，就是我们新接入的触摸芯片IIC 地址。
13.4.3.1. i2cdetect其他命令¶
i2cdetect -F i2cbus：查询i2c总线的功能，参数i2cbus表示i2c总线
i2cdetect -V：打印软件的 -
i2cdetect -l：检测当前系统有几组i2c总线
13.4.4. i2cget命令¶
i2cget:读取指定IIC设备的某个寄存器的值
相关命令语法：
i2cget [-f] [-y] i2cbus chip-address [data-address [mode]]
参数说明：
参数f：强制访问设备。
参数y：关闭交互模式，使用该参数时，不会提示警告信息。
参数i2cbus：指定i2c总线的编号
参数chip-address：i2c设备地址
参数data-address：设备的寄存器的地址
参数mode：参考i2cdump命令。
13.4.5. i2cset命令¶
i2cget:写入指定IIC设备的某个寄存器的值
相关命令语法：
i2cset [-f] [-y] [-m mask] [-r] i2cbus chip-address data-address [value] … [mode]
参数说明：
参数f：强制访问设备。
参数y：关闭交互模式，使用该参数时，不会提示警告信息。
参数m：
参数r：写入后立即回读寄存器值，并将结果与写入的值进行比较。
参数i2cbus：指定i2c总线的编号
参数chip-address：i2c设备地址
参数data-address：设备的寄存器的地址
参数value：要写入寄存器的值
参数mode：参考i2cdump命令
13.4.6. i2cdump命令¶
i2cdump：读取指定设备的全部寄存器的值。
相关命令语法：
i2cdump [-f] [-r first-last] [-y] i2cbus address [mode [bank [bankreg]]]
参数说明：
参数r：指定寄存器范围，只扫描从first到last区域；
参数f：强制访问设备。
参数y：关闭人机交互模式；
参数i2cbus：指定i2c总线的编号
参数address：指定设备的地址
参数mode：指定读取的大小， 可以是b, w, s或i，分别对应了字节，字，SMBus块, I2C块
i2cdump -V：打印软件的版本号
13.5. 读取陀螺仪传感器数据实验¶
13.5.1. 实验说明¶
本教程将通过IIC接口读取板载陀螺仪(MPU6050)的原始数据(MINI开发板没有板载陀螺仪，想要完成本实验需要参照Pro开发板外接MPU6050传感器)。 在测试程序中大约每一秒读取并显示一次MPU6050的原始数据。读取得到的原始数据并没有进行处理，所以不要误以为读取得到的是角度值。
查看IIC设备文件，确保IIC 1接口已经使能
1 | ls /sys/bus/i2c/devices
|
如下图:
“i2c-0” 就是MPU6050使用到的 IIC 1接口总线。
13.5.2. 程序分析¶
陀螺仪传感器数据读取程序完整源码，请参考本小节配套源码（位于 base_code/linux_app/i2c/mpu6050/sources 目录下）。
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//MPU6050初始化
static uint8 MPU6050_Init(void)
{
fd = open("/dev/i2c-0", O_RDWR); // 以读写权限打开IIC 1设备文件
if (fd < 0)
{
perror("Can't open /dev/MPU6050 \n");
exit(1);
}
printf("open /dev/i2c-0 success !\n");
if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, Address) < 0) //设置IIC设备地址
{
printf("fail to set i2c device slave address!\n");
close(fd);
return - 1;
}
printf("set slave address to 0x%x success!\n", Address);
i2c_write(fd, PWR_MGMT_1, 0X00); //配置电源管理，0x00,正常启动
i2c_write(fd, SMPLRT_DIV, 0X07); //设置MPU6050的输出分频既设置采样频率
i2c_write(fd, CONFIG, 0X06); //配置数字低通滤波器和帧同步引脚采样
i2c_write(fd, ACCEL_CONFIG, 0X01); //设置量程和 X、Y、Z 轴加速度自检
return (1);
}
/************************第二部分***********************/
//MPU6050 wirte byte
static uint8 i2c_write(int fd, uint8 reg, uint8 val)
{
int retries;
uint8 data[2];
data[0] = reg;
data[1] = val;
for (retries = 5; retries; retries--)
{
if (write(fd, data, 2) == 2)
{
return 0;
}
usleep(1000 * 10);
}
return - 1;
}
/************************第三部分***********************/
//MPU6050 read byte
static uint8 i2c_read(int fd, uint8 reg, uint8 * val)
{
int retries;
for (retries = 5; retries; retries--)
{
if (write(fd, ®, 1) == 1)
{
if (read(fd, val, 1) == 1)
{
return 0;
}
}
}
return - 1;
}
/************************第四部分***********************/
//get data
short GetData(unsigned char REG_Address)
{
char H, L;
i2c_read(fd, REG_Address, &H);
usleep(1000);
i2c_read(fd, REG_Address + 1, &L);
return (H << 8) +L;
}
|
这部分代码由四个函数组成，它们都是由系统接口API（ioctl、read、write）函数实现的，结合代码简单说明如下：
1. 第一部分，MPU6050初始化函数。初始化的过程实际就是打开设备然后写入配置参数。代码第5行使用可读可写方式打开IIC 设备文件。 代码第14行，设置MPU6050的IIC 从地址。代码22到26行设置MPU6050采样精度和量程等等。
2. 第二部分，MPU6050写函数。写入成功，返回0，失败返回 -1。函数参数共有三个，fd,文件描述符。reg，要写入的MPU6050寄存器地址。 val, 要写入的值。在函数内部实际是使用 write 函数依次写入MPU6050寄存器地址和要写入的值。
3. 第三部分，MPU6050读函数。返回值与MPU6050写函数相同。在函数中使用 write 函数写入要读取的MPU6050寄存器地址， 然后使用read 函数读取即可得到MPU6050寄存器值。
4. 第四部分，获取MPU6050数据函数。返回值为读取得到的MPU6050数据，函数实现很简单， 使用 i2c_read 函数读取MPU6050数据寄存器即可。
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#define ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define GYRO_XOUT_H 0x43
#define GYRO_XOUT_L 0x44
#define GYRO_YOUT_H 0x45
#define GYRO_YOUT_L 0x46
#define GYRO_ZOUT_H 0x47
#define GYRO_ZOUT_L 0x48
/************************第二部分*********************/
// main
int main(int argc, char * argv[])
{
MPU6050_Init();
usleep(1000 * 100);
while (1)
{
//printf("\033[2J");
usleep(1000 * 200);
printf("ACCE_X:%6d\n ", GetData(ACCEL_XOUT_H));
usleep(1000 * 200);
printf("ACCE_Y:%6d\n ", GetData(ACCEL_YOUT_H));
usleep(1000 * 200);
printf("ACCE_Z:%6d\n ", GetData(ACCEL_ZOUT_H));
usleep(1000 * 200);
printf("GYRO_X:%6d\n ", GetData(GYRO_XOUT_H));
usleep(1000 * 200);
printf("GYRO_Y:%6d\n ", GetData(GYRO_YOUT_H));
usleep(1000 * 200);
printf("GYRO_Z:%6d\n\n ", GetData(GYRO_ZOUT_H));
sleep(1);
}
close(fd);
}
|
代码实现非常简单，第一部分是MPU6050数据寄存器，通过读取这些寄存器可以获得MPU6050的三轴加速度和三轴陀螺仪数据。 第二部分是在main函数中通过GetData函数读取数据并使用printf函数进行打印，读取间隔大约为1秒。
13.5.3. 下载验证¶
对于ARM架构的程序，可使用如下步骤进行编译：
1 2 3 | #在主机的实验代码Makefile目录下编译
#编译arm平台的程序
make ARCH=arm
|
编译后生成的ARM平台程序为build_arm/mpu6050_demo，使用网络文件系统共享至开 发板，在开发板的终端上测试即可。
如下图:
13.6. OLED显示屏显示实验¶
本实验使用OLED显示屏如下所示
本实验的配套程序适配 IIC_1通信接口的 OLED 显示屏，分辨率128*64 。如果使用的是其他OLED显示屏必须保证支持IIC接口。
13.6.1. 硬件连接¶
开发板自身不带OLED显示屏，本实验需要用杜邦线将OLED显示屏连接到 IIC_1接口。 如果使用的是野火OLED 显示屏，OLED供电电压为3.3V（特别注意，OLED不兼容5V，接错电压可能烧坏OLED显示屏）， OLED显示屏与Pro开发板的连接方法为:OLED显示屏的SDA、SCL引脚分别连接到开发板的IO1.29、IO1.28引脚， 其VCC、GND连接到开发板的3.3V、GND引脚。
如下图：
13.7. 使能IIC通信接口¶
I.MX6ULL有4个I2C外设，OLED显示屏连接到了它的IIC_1接口，参考前面《fire-config工具简介》章节，使能IIC_1通信接口。
13.7.1. 代码分析¶
oled程序完整源码，请参考本小节配套源码（位于 base_code/linux_app/i2c/oled/sources 目录下）。
oled 写函数 oled_i2c_write ，oled 写函数用于向oled发送命令（配置参数）和要显示的数据，函数原型如下所示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | static uint8 oled_i2c_write(int fd, uint8 reg, uint8 val)
{
/*******************第一部分************************/
int retries;
uint8 data[2];
int write_error = 0;
data[0] = reg;
data[1] = val;
ioctl(fd, I2C_SLAVE, OLED_ADDRESS);
/*******************第二部分************************/
for (retries = 5; retries; retries--)
{
if (write(fd, data, 2) == 2)
{
return 0;
}
usleep(1000);
}
return -1;
}
|
函数oled_i2c_write共有三个参数。fd， 打开的设备文件描述符，成功打开IIC设备文件后得到。reg，指定发送到的类型，这里分为命令和数据，在本程序中 只有两个值可选，并且在程序中已经通过宏定义设置了，具体如下：
1 2 | #define OLED_COMMEND_ADDR 0x00
#define OLED_DATA_ADDR 0x40
|
reg = 0x00， 表示发送的是命令，更准确的说是OLED配置参数、控制参数。reg = 0x40, 表示发送的是数据。 val , 指定要发送的内容。
函数实现分为两部分。第一部分，将函数入口参数保存到局部变量 data[] 数组中，便于后面执行发送，调用ioctl 函数设置 IIC 从地址既oled 的地址，当oled检测到与自己对应的 地址时就会响应，这时就可通信了。 oled 地址定义如下所示：
1 | #define OLED_ADDRESS 0x3C //通过调整0R电阻,屏可以0x78和0x7A两个地址 -- 默认0x78
|
野火 oled 显示屏默认的IIC从地址为0X78,通过调整电阻可以设置为0X7A,需要注意的是，这里的地址是8位地址，最后一位表示的是读或者写。而我们这里要发送的是IIC设备的 7位地址，如上代码所示，我们在宏定义中设置的IIC 地址是由0x78 左移一位得到的。
第二部分，执行发送，如果一次发送不成功则循环发送5次，都失败的情况下返回-1，有一次成功则返回 0 。如果使用的是其他OLED显示屏必须保证支持IIC接口。
oled 初始化函数OLED_Init。oled初始化函数实现很简单。只需要使用open 打开IIC_1接口的设备文件后，使用上面所讲的oled_i2c_write函数写入配置参数即可，部分代码如下所示 完整代码请参考本实验源码。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | void OLED_Init(void)
{
/*---------------------第一部分---------------------*/
fd = open("/dev/i2c-0", O_RDWR); // open file and enable read and write
if (fd < 0)
{
perror("Can't open /dev/i2c-0 \n"); // open i2c dev file fail
exit(1);
}
/*发送 从设备地址， 这里就是 oled的地址*/
if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, OLED_ADDRESS) < 0)
{ //set i2c address
printf("fail to set i2c device slave address!\n");
close(fd);
}
/*---------------------第一部分---------------------*/
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0xAE); //display off
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0x20); //
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0x10); //00,Horizontal Addressing Mode;
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0xb0); //Set Page Start Address for Page Addressing Mode,0-7
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0xc8); //Set COM Output Scan Direction
}
|
结合以上代码讲解如下，
第一部分, 打开IIC 设备文件，使用ioctl函数发送 oled 设备地址。正常情况下 oled 设备会有响应。 第二部分，使用oled_i2c_write向 oled 发送配置信息和控制信息，这部分内容完成了oled的初始化。配置参数非常多这里只列出了部分初始化代码，完整内容请 参考源码。
全屏填充函数OLED_Fill，全屏填充函数和清屏函数相似，全屏填充函数点亮每一个像素点而清屏函数熄灭每一个像素点，在程序中前者是写入0xff，后者写入0x00, 函数实现如下所示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | void OLED_Fill(unsigned char fill_Data) //全屏填充
{
unsigned char m, n;
/*---------------------第一部分---------------------*/
for (m = 0; m < 8; m++)
{
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0xb0 + m); //page0-page1
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0x00); //low column start address
oled_i2c_write(fd, OLED_COMMEND_ADDR, 0x10); //high column start address
/*---------------------第二部分---------------------*/
for (n = 0; n < 128; n++)
{
// WriteDat(fill_Data);
oled_i2c_write(fd, OLED_DATA_ADDR, fill_Data); //high column start address
}
}
}
|
全屏填充函数由两个嵌套的for 循环组成，默认情况下没每8行像素组成“一行”，oled显示屏一列有64个 像素点，所以外层循环可取0到7。内层循环用于设置“一行”，oled一行有 128个像素点，内层循环要执行128次，oled_i2c_write函数每次写入一个8位的数据代表8个像素点的状 态，准确的说，内层循环执行完成（循环128次）实际写入8行像素点。
oled 字符串显示函数OLED_ShowStr，oled字符串显示函数只能显示F6x8和F8X16两种字体，F6x8既每个 字符宽度为6个像素高度为8个像素，F6x8和F8X16都是通过字库生成软件手动生成的，有兴趣可以自己制作其他字库。 字符串显示函数如下所示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 | void OLED_ShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch[], unsigned char TextSize)
{
unsigned char c = 0,i = 0,j = 0;
switch(TextSize)
{
/*---------------------第一部分---------------------*/
case 1:
{
while(ch[j] != '\0')
{
c = ch[j] - 32;
if(x > 126)
{
x = 0;
y++;
}
oled_set_Pos(x,y);
for(i=0;i<6;i++)
oled_i2c_write(fd, OLED_DATA_ADDR,F6x8[c][i]);
x += 6;
j++;
}
}break;
/*---------------------第二部分---------------------*/
case 2:
{
while(ch[j] != '\0')
{
c = ch[j] - 32;
if(x > 120)
{
x = 0;
y++;
}
oled_set_Pos(x,y);
for(i=0;i<8;i++)
oled_i2c_write(fd, OLED_DATA_ADDR,F8X16[c*16+i]);
oled_set_Pos(x,y+1);
for(i=0;i<8;i++)
oled_i2c_write(fd, OLED_DATA_ADDR,F8X16[c*16+i+8]);
x += 8;
j++;
}
}break;
}
}
|
函数共有四个参数, x, y 用于设置字符显示的位置，因字符编码的不同，x和y的取值 范围不是固定的，以F8X16为例，每写入一个字符 x需要自加8，根据oled分辨率可知 x最大可取128-8-1（像素点从零开始），每写入一个字符 Y 需要自增 16个像素。我们知 道8行像素组成“一行”，实际 y 可取 0到7,由于每写入一个字符 y 需要自增16个 像素，所以y可取 0到6。ch[]，指定要写入的字符串。TextSize 指定字体大小，当前该函数只支持两 种字体，TextSize = 1 使用F6x8字体格式，TextSize = 2使用F8X16字体格式。
其他显示函数类似，这里不再一一介绍。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 | int main(int argc, char *argv[])
{
int i = 0; //用于循环
OLED_Init(); //初始化oled
usleep(1000 * 100);
OLED_Fill(0xff); //全屏填充
while (1)
{
OLED_Fill(0xff); //全屏填充
sleep(1);
OLED_CLS(); //清屏
sleep(1);
OLED_ShowStr(0, 3, (unsigned char *)"Wildfire Tech", 1); //测试6*8字符
OLED_ShowStr(0, 4, (unsigned char *)"Hello wildfire", 2); //测试8*16字符
sleep(1);
OLED_CLS(); //清屏
for (i = 0; i < 4; i++)
{
OLED_ShowCN(22 + i * 16, 0, i); //测试显示中文
}
sleep(1);
OLED_CLS(); //清屏
OLED_DrawBMP(0, 0, 128, 8, (unsigned char *)BMP1); //测试BMP位图显示
sleep(1);
OLED_CLS(); //清屏
}
close(fd);
}
|
主函数的实现比较简单，直接调用前面讲解的函数即可。在while(1)死循环中依次执行全屏填充、清屏、显示英文字符、显示汉字、显示图片测试函数。
13.7.2. 下载验证¶
对于ARM架构的程序，可使用如下步骤进行编译：
1 2 3 | #在主机的实验代码Makefile目录下编译
#编译arm平台的程序
make ARCH=arm
|
编译后生成的ARM平台程序为build_arm/oled_demo，使用网络文件系统共享至开 发板，在开发板的终端上测试即可。
如下图:
实物图:
