在电子设备的显示领域，O 凭借其出色的显示效果和低功耗等优势，得到了广泛应用。本文将聚焦于两种不同尺寸的 OLED 显示屏 ——0.96 寸和 0.91 寸，它们均采用 4 引脚 I2C 接口，这种接口在数据传输和控制方面具有独特的优势。

值得一提的是，经过项目测试发现，本文所介绍的驱动方式和代码也完全适用于 1.54 寸 SSD1309 主控的 1.54 寸 OLED 和 1.29 寸 CH1115 主控的 OLED 屏。如果需要更大的屏幕可以选用这两款，但是他们的分辨率仍然是 126*64，只是显示的字体和图案可以更大。

基本参数对比

0.96 英寸 OLED 显示屏工作电压范围为 3.3 - 5V，内置 3.3V LDO，其 I2C 通信接口电平为 3.3V。像素点阵规模达到 128x64，意味着共有 8192 颗 LED 参与显示，驱动 IC 采用 SSD1306。而 0.91 英寸 OLED 显示屏同样工作在 3.3 - 5V 电压下，内置 3.3V LDO，I2C 通信接口电平也是 3.3V，不过其像素点阵规模为 128x32，仅有 4096 颗 LED，驱动 IC 同样为 SSD1306。由此可见，0.91 英寸的像素点规模只有 0.96 英寸的一半，除此之外其余参数基本相同。接下来将主要介绍 0.96 英寸显示屏的使用方法。

接口定义与硬件设计

该 OLED 显示屏的接口定义清晰明确。VCC 为模块电源正，可接入 3.3 - 5V 电源；GND 是模块电源地；SCL 为模块 I2C 总线时钟信号；SDA 则是模块 I2C 总线数据信号。在硬件设计方面，模块内置了型号为 662K 的 3.3V LDO，因此支持 3.3 - 5V 供电。同时，模块已经板载了 SCL 和 SDA 线的上拉电阻，且上拉到了 3.3V。如果是 5V 的，只要将 IO 配置为开漏输出，就可以直接接入到模块，不过需要注意的是，3.3V 能否被 5V 单片机识别为高电平，这需要查看单片机的数据手册，一般情况下是没有问题的。此外，当其他 I2C 从机挂接到同一个 I2C 总线时，无需再外接 I2C 总线的上拉电阻。模块的 I2C 从机地址为：0111 10 [SA0] [RW]，其中 SA0 是硬件地址选择位，当 SA0 接高电平时，地址中的 SA0 就是 1，当 SA0 接低电平时，地址中的 SA0 就是 0。模块出厂的时候，一般 SA0 是接的低电平，用户可以自己动手修改模块后面的电阻来改变 SA0 为高电平，这也意味着，同一个 I2C 总线多支持挂接 2 个 OLED 模块。

软件设计要点

在 SSD1306 的 I2C 协议中，控制字节起着关键作用，其控制位的格式为：[Co][D/C#][000000]。在发送指令字节或者数据字节前，需要先发送一个控制字节，通过控制字节中的 D/C# 位，来告诉 SSD1306，接下来发送的一个字节是指令还是数据。这里我们先不考虑控制字节中 Co 位的作用，这样就可以编写出发送单个字节的指令和单个字节的数据的函数。发送单个字节指令的流程为：起始信号【从机地址，ACK】【控制字节，ACK】【单字节的指令，ACK】结束信号；发送单个字节显存数据的流程为：起始信号【从机地址，ACK】【控制字节，ACK】【单字节的数据，ACK】结束信号。然而，每次发送一个指令或者数据字节，都要开启完整的 I2C 通信时序流程，会造成大量的通信时间浪费，特别是在快速刷屏的时候。为了提高效率，当控制字节中 Co = 0，且 D/C# = 1 时，则接下来可以连续发送任意多个显存数据字节，直到产生停止信号。通过在 0.91 英寸 OLED 屏幕上测试发现，使用 150KHz I2C 总线，刷完一帧屏幕，使用单个发送字节显存数据函数需要大约 100ms，而使用性发送多个显存数据的函数则只需要大约 33ms，速度提升非常明显。

的指令集解读

理解 SSD1306 数据手册中的指令集对于正确驱动 OLED 显示屏至关重要。以截取的 3 条指令为例，指令 A 用于设置页地址，它由连续的 3 个字节组成，个字节 0x22 代表指令码，用于标识指令功能本身，后面的两个字节 A [2:0] 和 B [2:0] 则是两个指令参数，指令参数是指令运行时所需的参数数据。指令 B 比较特殊，它将指令码和指令参数融合为了一个字节，高位部分固定为 [10110]，低位部分 [X2,X1,X0] 则用于编码指令参数。指令 C 只有一个固定的指令码，没有指令参数，类似于 C 语言中的无参数函数。表格的列 D/C#，用于告诉我们，发送对应的字节时，需要将 D/C# 位设置为 0 还是 1。D/C# = 0 代表发送的是指令性相关的数据，这些字节数据被 SSD1306 接收并解析，主要用于改变屏幕的工作参数；D/C# = 1 代表发送的是显示数据字节，这些字节将被写入到 SSD1306 的显存 GDDRAM 中作为显示数据使用。

显存与页寻址模式

驱动芯片 SSD1306 带有一个 128x64 bit 大小的 GDDRAM，用于存放显示数据，也就是所谓的显存。显存中的数据与显示内容是息息相关的，具体来说，显存中的每一个 bit 对应一颗像素点，如果显存中的某个 bit 为 1，则它对应的那颗像素 LED 被点亮，否则是熄灭的。GDDRAM 支持 3 种内存寻址模式，分别为页寻址模式、水平寻址模式和垂直寻址模式，其中页寻址模式为常用。当使用页寻址模式时，GDDRAM 被划分为 8 个页：PAGE0 - PAGE7，每个页由 128 个字节组成。通过单片机向 GDDRAM 中写入数据时，需要指定 2 个地址：页地址和列地址，这样才能定位到 GDDRAM 中的一个的字节存储单元。在页寻址模式下，每次写入一个字节的显示数据，列地址自动增 1。当列地址超过 127 时，会自动回归到 0，但页指针不会改变，除非使用指令重新设置指向其他的页。设置页地址和列地址需要通过查看 SSD1306 的指令表，其中列地址需要拆成 2 部分写入，用条指令发送列地址值的低 4bit 部分，用第二条指令发送列地址值的高 4bit 部分。配置寻址模式为页寻址模式时，先发送指令码 0x20，来告诉屏幕要现在要设置内存寻址模式，然后发送指令参数：0x00 水平地址模式，0x01 垂直模式，0x02 页地址模式。芯片复位后默认就是页寻址模式。

图片与汉字的显示

在 OLED 显示屏上显示图片和汉字，需要借助 Pctolcd2002 这款取模软件。以显示图片为例，首先要准备一张尺寸与 OLED 屏显示需求同等比例的图片，例如要在 0.96 英寸 OLED 上显示一张 128 宽，64 高的图片，则准备一张 378x189 的意法半导体 logo 图片。用 Windows 自带的画图软件打开它，调整大小为想要的像素规模，然后保存为 BMP 格式。接着打开 Pctolcd2002 软件，将菜单栏【模式】修改为图形模式，通过【文件】【打开】选中上一步生成的 BMP 图像。点击工具栏的【齿轮】按钮，在弹出的界面中按照特定要求进行配置，配置完成后点击【确定】返回主界面。在主界面中，若生成的点阵预览图有细节瑕疵，可以使用鼠标进行修补，左键增加一个像素，右键取消一个像素。点击主界面右下角的【生成子模】按钮，即可输出子模字节数据。将这个子模数据以一维字节数组的形式定义在 C 程序中，就可以使用了。由于【取模方式】用的是【列行式】，对于页寻址模式非常方便。显示汉字时，打开 Pctolcd2002 软件，将菜单栏【模式】修改为字符模式，【选择字体】，设置【字宽和字高】。在下方输入需要取模的汉字，然后点击【生成字模】。实际使用过程中，为了达到比较好的显示效果，汉字一般使用 16x16 宽和高。Pctolcd2002 软件把每一个汉字当做一个基本的图像来进行取模，且按照输入的文字依次进行取模。在显示汉字的时候，要先按顺序显示每个字的上半部分，然后换到下一个 page，再按顺序显示每个字的下半部分。

初始化序列

不同尺寸的 OLED 显示屏在初始化序列上略有差异。对于 0.96 寸 IIC 接口 OLED，初始化时首先要初始化驱动 I2C 总线的引脚，延时 200ms 等待 OLED 稳定。然后依次发送一系列指令，如关闭显示、设置列地址、页地址、对比度控制、扫描方向等参数，开启电荷泵并打开 OLED 面板，同时清除屏幕显示。而 0.91 寸 IIC 接口 OLED 的初始化过程类似，但部分指令参数有所不同，同样需要初始化 I2C 总线引脚，延时等待稳定后，发送相应的指令来配置屏幕的工作参数，打开显示并清除屏幕。

通过以上对 OLED 显示屏 I2C 接口的详细介绍，我们可以全面了解其从硬件设计到软件编程，再到图片和汉字显示的整个过程，为在实际项目中应用 OLED 显示屏提供了坚实的理论基础和实践指导。