基于MSP430F149的OLED显示系统的设计

龙源期刊网显示系统的设计作者：刘勇来源：《电子技术与软件工程》2013年第23期摘要：有机发光二极管是最具发展潜力的显示技术之一，由于LCD具有价格偏高、可视角度小、反应时间慢等缺点，本文设计了基于MSP430F149的OLED显示系统电路。分析了OLED显示驱动芯片SSD1306的工作原理，采用美国德州仪器（TI）公司开发的MSP430F149作为处理器，显示模块采用ALINETEK的OLED12864，设计了SSD1306与MSP430F149的硬件接口连接，并分析了软件设计。【关键词】有机发光二极管MSP430F149显示系统与传统的LCD相比，OLED具有体积小、高亮度、宽视角、自发光、低功耗、寿命长、动态范围广、可弯曲及在低温条件下能够正常工作等优点，OLED被业界誉为最有潜力的显示器件之一。OLED点阵显示技术是集微电子、计算机和信息处理一体的显示方式。随着电子产品不断地发展，OLED显示模块在移动电话、工业控制、便携式电子产品等领域获得了广泛的应用。本文介绍了一种基于MSP430F149的OLED显示系统的设计。1系统硬件设计1.1OLED模块本电路选用的OLED显示模块采用ALINETEK的OLED显示屏，该显示模块有单色和双色两种可选，单色为纯蓝色，而双色则为黄蓝双色，显示尺寸为0.96寸，分辨率为128*64，该模块提供了8位的6800、8080系列MCU两种并行接口方式、3线或4线的穿行SPI接口方式和IIC接口方式。其中，OLED的操作电压为3.3V，电路中通过DC-DC变换器就可以让OLED正常工作。其中5种模式通过模块的BS0～2高低电平的选择来进行设置，BS0-2的设置与模块接口模式的关系如表1所示。ALIENTEKOLED模块默认设置为8080并口方式，如果需要设置其他模式，则只要进行相应的修改即可。ALIENTEK模块的原理图如图1所示。从图中可以看出，模块采用8*2的2.54排针与外部连接，总共有16个管脚，在16条线中，我们只用了15条，有一个是悬空的。15条线中，电源和地线占了2条，还剩下13条信号线。ALIENTEKOLED模块的控制器是SSD1306，我们通过STM32来控制该模块显示字符和数字，ALIENTEKOLED模块的8080接口方式需要CS、WR、RD、D[7：0]、RST龙源期刊网（RES）、DC等信号线。SSD1306的8080并口写时序图如图2所示，并口读时序图如图3所示。OLED屏的显示是由SSD1306和MSP430F149控制，MSP430F149通过RES、C、D/C、WR、RD、D0-D7来控制SSD1306，从而对显示屏进行控制，控制的信号状态所对应的功能如表2所示，本文中，TI公司MSP430F149和SSD1306采用SPI接口模式进行通信MSO430F149与SSD1306SPI硬件结构主要连线连接接口如图4所示。本文主要介绍了8080系列MCU模式，其他的几种模式请读者参考SSD1306的数据手册。1.2MSP430F149的接口设计本设计选用TI公司MSP430F149作为MCU，它是TI公司开发的一类具有16位总线的带FLASH的单片机，可以在超低功耗模式下工作，安全性能好，并且系统工作稳定，适应工业级的运行环境。驱动控制器采用SSD1306，SSD1306的显存总共为128*64bit大小，它将这些显存分为了8页，其对应关系如表3所示。从SSD1306的表中可以看出，SSD1306的每页包含了128个字节，总共8页，也就是128*64的点阵大小。考虑到速度等因素，本文在STM32的内部建立一个OLED的GRAM（共128*8个字节），在每次修改的时候，只要修改STM32上的GRAM即可，提高了电路的速度。对于TM32开发板来讲，电路中有两个地方可以接OLED，第一个是左下角的摄像头模块/OLED模块共用接口，第二个是LCD模块和OLED模块的共用接口，本文中选择第一个来接OLED模块，其电路连接图如图5所示。从图中可以看出，我们实际进行电路的连接时，只需要将OLED模块插入相对应的接口。2软件程序设计2.1软件流程图程序流程框图如图6所示。其中，系统初始化主要是端口初始化、中断初始化等，一般来讲，驱动IC的初始化代码，直接使用厂家推荐的设置就可以了，我们只要对细节部分进行一些修改，使其满足我们电路的设计要求。2.2显示驱动程序本文研究的程序主要是显示数据采集，它是通过中断响应方式进行，在本文中，我们定义数组显示数据，当电路复位后，我们调用显示驱动程序对电路进行读、写命令操作，由于篇幅有限，本文中选取了部分程序。龙源期刊网（void）{RCC-APB2ENR|=1RCC-APB2ENR|=1RCC-APB2ENR|=1GPIOD-CRL&=0XF0FF0FFF；GPIOD-CRL|=0X03003000；GPIOD-ODR|=1GPIOD-ODR|=1#ifOLED_MODE==1GPIOC-CRL=0X33333333；GPIOC-ODR|=0X00FF；GPIOG-CRH&=0X000FFFFF；GPIOG-CRH|=0X33300000；GPIOG-ODR|=7#elseGPIOC-CRL&=0XFFFFFF00；GPIOC-CRL|=0X00000033；GPIOC-ODR|=3GPIOG-CRH&=0X0FFFFFFF；GPIOG-CRH|=0X30000000；GPIOG-ODR|=1龙源期刊网=0；//复位delay_ms（100）；OLED_RST=1；OLED_WR_Byte（0xAE，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0xD5，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（80，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0xA8，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0X3F，OLED_CMD）；）OLED_WR_Byte（0xD3，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0X00，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0x40，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0x8D，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0x14，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0x20，OLED_CMD）；OLED_WR_Byte（0x02，OLED_CMD）；；；OLED_WR_Byte（0xAF，OLED_CMD）；OLED_Clear（）；}}龙源期刊网对于实际的电路设计中，可以用PCtoLCD2002完美版这个软件来得到字符集的点阵数据。该软件可以提供各种字符，包括汉字（字体和大小都可以自己设置）阵提取，它还支持图形模式，该软件的界面如图7所示。用户需要显示的内容可由自模提取软件提取自模代码，通过电路不同的设置来满足用户的需求。3结语本文设计并实现了MSP430F149驱动OLED显示系统，它能够显示文字、图片和图像的静动态显示。系统的测试结果表明：该方案不仅能显著提高画面对比度，而且能稳定显示图像，为后续功能的扩展提供了平台。该电路具有很好的实用价值。参考文献[1]丁铁夫.基于C8051F020和USB的OLED控制系统设计柔性显示实现的关键技术[J].单片机开发与应用，2009.[2]TangCW，VanSlykeSA.Organicelectroluminescentiodes[J]，AppliedPhysicsLetters，1987.[3]朱旭明.有机发光器件的研制与应用OLED显示技术之二[J].电视技术，2010（18）.[4]李振梅.新型平板显示技术—OLED[J].电视技术，2011（01）.[5]李欣.LED与OLED显示技术及其应用前景[J].科技信息，2012（12）.作者简介刘勇（1978-），男，讲师职称，研究方向为电子设计自动化。作者单位苏州工业职业技术学院江苏省苏州市215104