RA MCU众测宝典 | IIC之【RA2E1】IIC通信的OLED显示

 

“RA MCU众测宝典”IIC专题上线啦！这次，瑞萨嵌入式小百科将和大家一起聚焦【瑞萨RA2E1】开发板，一步步玩转IIC通信的OLED显示。从IIC协议的核心原理、FSP中I2C Master的配置，到OLED驱动函数编写、图像文字取模与显示，一起感受仅用SDA和SCL两条线，就能实现设备间数据交互与可视化的便捷魅力。

 

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简介

 

IIC通信协议

IIC（Inter-Integrated Circuit）即集成电路总线。它是一种串行通信总线，使用多主从架构，如图所示。

 

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飞利浦Philips公司于二十世纪八十年代初设计，最初是为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备。

自2006年10月1日起，使用IIC协议不需要支付专利费，但制造商仍然需要付费以获取IIC从属设备地址。

 

IIC通信协议的功能特点如下：

只需要两条总线线路；

没有严格的波特率要求，例如使用RS232，主站生成总线时钟；

所有组件之间存在简单的主/从关系连接到总线的每个设备都可通过唯一地址进行软件寻址；

IIC是真正的多主总线，提供仲裁和冲突检测。

 

IIC使用两根线进行通信：一根时钟线SCL，一根数据线SDA。

 

IIC将SCL处于高时SDA拉低的动作作为开始信号，SCL处于高时SDA拉高的动作作为结束信号；

 

传输数据时，SDA在SCL低电平时改变数据，在SCL高电平时保持数据，每个SCL脉冲的高电平传递1位数据。

 

7-bit设备的数据传输

 

OLED显示原理

 

OLED（Organic Electroluminescence Display）即有机发光二极管。

 

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OLED由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

 

0.96英寸OLED基本参数

工作电压：3.3~5V（内置3.3V LDO，I2C通信接口电平是3.3V的）；

像素点阵规模：128x64（128列，64行，共8192颗LED）；

驱动IC：SSD1306。

 

OLED模块电路

 

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SSD1306驱动电路

 

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详见：oled I2c , SSD1306 Datasheet.

工程建立

 

新建工程

打开e² studio软件，依次点击：文件-新建-瑞萨 C/C++项目-Renesas RA

 

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依次进行工程命名，路径设置，FSP版本，目标开发板选择，芯片型号选择：R7FA2E1A72DFL，工具链选择GNU ARM Embedded

 

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工程配置

配置FSP。

 

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配置IIC引脚。

 

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配置IIC参数。

 

注解

需要注意从机的地址，在STM32等程序中是0x78，这里的地址位数是7，因此需要右移一位，为0x3c。

 

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配置完成后，点击Generate Project Content生成工程，主要代码位于src文件夹。

 

代码完善

这里首先介绍部分重要函数的构成。

 

关键函数

向设备写控制命令：OLED_WR_CMD()

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//向设备写控制命令    voidOLED_WR_CMD(uint8_t cmd){        uint8_t ii[2]={0x00,0x00};
        ii[1]=cmd;        err = R_IIC_MASTER_Write(&g_i2c_master0_ctrl, ii, 0x02, true);        assert(FSP_SUCCESS == err);        /* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/        //while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms)        while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms>0)        {            R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);            timeout_ms--;        }        if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event)        {            __BKPT(0);        }        /* Read data back from the I2C slave */        i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;        timeout_ms           = 100;    }

 

向设备写数据：OLED_WR_DATA()

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//向设备写数据    voidOLED_WR_DATA(uint8_t data){        uint8_t ii[2]={0x40,0x00};
        ii[1]=data;        err = R_IIC_MASTER_Write(&g_i2c_master0_ctrl, ii, 0x02, true);        assert(FSP_SUCCESS == err);        /* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/        while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms>0)        {            R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);            timeout_ms--;        }        if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event)        {            __BKPT(0);        }        /* Read data back from the I2C slave */        i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;        timeout_ms           = 100;    }

 

需要向：src文件夹添加4个文件，其中oled.c是函数驱动文件，oled.h是头文件，oledfont.h为文字字模文件，bmp.h为图片字模文件。

 

图像取模

步骤：

1.图像预处理，将其尺寸裁剪为宽高比2:1，推荐使用：FastStone Image Viewer软件；

2.使用Image2Lcd软件生成BMP格式；

3.使用PCtoLCD软件生成字模。

 

Image2Lcd

下载并运行Image2Lcd软件。

 

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打开目标图片，设置宽度为128像素，高度为64像素（若图片不规则，需先进行裁剪处理），输出数据类型可选择BMP图片，或直接生成C语言数组文件。

 

PCtoLCD2018

下载并运行PCtoLCD2018软件。

 

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打开目标BMP格式图片，点击齿轮图标进入字模选项界面，参数设置完成后点击确定，回到主界面，点击生成字模，选择并复制生成的字模至bmp.h文件。

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#ifndef BMP_H_#define BMP_H_constunsignedchar BMP1[] ={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, };#endif

 

文字取模采用类似方案，字模放置代码如下。

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constunsignedchar Hzk[][32]={{0x00,0x20,0x18,0xC7,0x44,0x44,0x44,0x44,0xFC,0x44,0x44,0x44,0x44,0x04,0x00,0x00},{0x04,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x04,0x04,0xFF,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00},/*"年",0*/{0x00,0x00,0x00,0xFE,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x00,0x00,0x00},{0x80,0x40,0x30,0x0F,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x42,0x82,0x7F,0x00,0x00,0x00},/*"月",1*/{0x00,0x00,0x00,0xFE,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x00,0xFF,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"日",2*/};#endif/* OLEDFONT_H_ */

 

代码。

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#include"hal_data.h"#include"oled.h"#include"bmp.h"
FSP_CPP_HEADERvoidR_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);FSP_CPP_FOOTER
i2c_master_event_t i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;voidIIC_master_callback(i2c_master_callback_args_t *p_args){    i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;    if (NULL != p_args)    {        /* capture callback event for validating the i2c transfer event*/        i2c_event = p_args->event;    }}fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;int  timeout_ms = 100;
voidhal_entry(void){    /* TODO: add your own code here */    /* IIC initicalized*/            err = R_IIC_MASTER_Open(&g_i2c_master0_ctrl, &g_i2c_master0_cfg);            assert(FSP_SUCCESS == err);            WriteCmd(); // initialized            while(1){                /*---------- Picture ------------*/                OLED_Clear(); // clear screen                OLED_DrawBMP(0,0,128,8,BMP1);                R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);                /*----------- Text ------------*/                OLED_Clear(); // clear screen                OLED_ShowString(0,0,"RA",16);                OLED_ShowCHinese(16,0,0);//生                OLED_ShowCHinese(32,0,1);//态                OLED_ShowCHinese(48,0,2);//工                OLED_ShowCHinese(64,0,3);//作                OLED_ShowCHinese(80,0,4);//室                OLED_ShowString(0,2,"2024.11.06",16);                OLED_ShowString(0,4,"Renesas RA2E1",16);                R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);            }
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD    /* Enter non-secure code */    R_BSP_NonSecureEnter();#endif}

 

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效果展示

 

IIC专题的精彩才刚刚开始！下一期我们会继续深挖IIC通信的更多实用场景。关注瑞萨嵌入式小百科，一起解锁更多IIC通信的实战玩法，让嵌入式设备协同更高效！

 

 

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