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SSD1306 (OLED)

Displays gibt es ja wirklich viele. Doch dieses mal betrachten wir kein gewöhnliches Display sondern ein OLED-Display. Das winzige Display, das ich euch heute vorstellen möchte ist gerade mal 0,96′ groß und eignet sich somit sehr gut für sehr kleine Schaltungen die Informationen über eine HMI (Human Machine Interface) bereitstellen müssen / möchten. Die Platine inklusive vormontiertem OLED-Display hat die Maße von 23 x 27 mm. Angesprochen wird das Display via I2C-Bus und kann dabei auf der Rückseite über umzulötenden SMD-Widerstand von Slave-Adresse 0x78 (default) auf 0x7A geändert werden um einen eventuell vorhandenen Adressenkonflikt zu lösen. Wenn man ein klein wenig Geduld mitbringt, dass ist das Display schon für unter 5€ bei ebay zu haben. Das nachfolgende Foto zeigt das winzige Display, dass wirklich hervorragend ablesbar ist. Auf dem Foto kommt es zwar nicht so gut rüber, doch die Schrift ist weiß auf schwarzem Hintergrund (bei ebay gibt es unter anderem auch Varianten mit blauer Schrift).

Obwohl das Display so winzig ist verfügt es über eine beachtliche Auflösung von 128×64 Pixel. Dank der Ansteuerung via I2C-Schnittstelle benötigt das Display lediglich vier Anschlussleitungen. Der Betriebsspannunsgsbereich des Displays geht von 3,3V bis hoch zu zu 5V. Wer sich ein solches Display kaufen möchte findet diese am besten mit dem Suchbegriff “SSD1306” direkt bei ebay. Auf dem Foto oben seht ihr zwei Font-Größen (8 / 16 Pixel in der Höhe). Die Version mit 16 Pixeln in der Höhe ist zum Ablesen aus etwas größerer Entfernung ideal, während die kleine Minimalvariante mit 8 Pixeln in der Höhe lediglich aus unmittelbarer Nähe (etwa ab 30 cm) gut zu lesen ist.

Byteorientierung

Mit Hilfe der nachfolgenden Grafik solltet ihr die Orientierung der Bytes auf dem Display bzw. im Inneren des Speichers des Displaycontrollers etwas besser verstehen können. Somit wisst ihr genau in welcher Art und Weise Bytes in den Framebuffer geschrieben werden müssen um am Ende das gewünschte Ergebnis auf dem OLED-Display zu sehen 🙂 Die 64 Pixel in der Höhe werden hierbei auf acht Bytes aufgeteilt wovon sich jeweils das LSB oben und das MSB unten befindet. Anhand des Beispiels auf der Abbildung mit dem “A” würde das Byte ganz oben links in der Ecke also den Wert 0xE7 haben. Die nächsten Bytes (in fortlaufender X-Richtung) haben dann entsprechend die Werte: 0x11, 0x11, 0x11, 0xE7, 0x00, 0x00, 0x00, 0xF7, 0x94 …

Bezüglich der Adressen in X und Y Richtung ist zu sagen, dass sich der Ursprung, wie in der Abbildung dargestellt, in der oberen linken Ecke befindet – Adresse (0,0). Von diesem Punkt aus werden die Koordinaten aus hochgezählt. Während sich die X-Koordinate im Bereich von 0 … 127 im gültigen Bereich befindet, reicht die Y-Koordinate lediglich von 0 … 7. Das liegt in der Page-Aufteilung des Speichers. Je acht Pixel in der Höhe sind zu einer Page zusammengefasst und über entsprechenden Byte Zugriff ansprechbar.

Nutzung der Routinen

Die Displayroutinen arbeiten mit einem lokalen Framebuffer auf dem Controller. Sämtliche Aktionen wie das Setzen eines Pixels, das Zeichnen einer Linie … werden lokal im Framebuffer durchgeführt. Mit dem Aufruf der Funktion fb_show kann der Inhalt des Framebuffers dann auf dem Display dargestellt werden. Der Famebuffer ist eindimensional aufgebaut und hat somit eine Länge von 128 x 64. Somit werden für das Display intern im Controller 8.192 Byte benötigt um den Framebuffer abzubilden.

void main (void)
{    
    initPIC();
    initI2C();
    lcd_init();

    /*Shut OFF the LCD-Backlight*/
    LATCbits.LC2 = 1;

    /*Etwas Text in den Framebuffer schreiben*/
    fb_draw_string_big(44,0,"OLED");
    fb_draw_string_big(0,2,"Typ:  SSD1306");
    fb_draw_string_big(0,4,"Size: 128x64");
    fb_draw_string(15,7,"http://pic-projekte.de/");

    /*Den Framebuffer zur Anzeige bringen*/
    fb_show();
    
    /*Endlosschleife*/
    while(1)
    {
    }
}

Darstellung von Bitmaps

Jetzt möchte ich euch noch zeigen, wie einfach es sein kann eine Grafik / ein Bitmap auf dem OLED-Display zu zeichnen. Zunächst schauen wir uns die folgenden Fotos an auf denen je ein Bitmap auf dem Display dargestellt wurde. Auf dem ersten Foto ist neben dem Logo meiner Webseite zusätzlich der Schriftzug “OLED Display” und “SSD1306” zu sehen. Das zweite Foto zeigt das Logo von WordPress zentriert über die gesamte Höhe von 64 Pixeln des Displays. Und wir schauen uns jetzt an, wie einfach es ist ein beliebiges Bild zu erstellen und im Anschluss auf dem Display darzustellen.

Comming soon: How to display a bitmap on the LCD

Download

Da die Routinen für das Display wirklich nicht kompliziert sind, möchte ich auf eine detaillierte Analyse verzichten und lediglich den Download anbieten. Die Routinen sind mit dem für den XC8-Compiler von Microchip in C geschrieben. Der Abstraktionsgrad der Sprache C macht die Routinen jedoch sehr einfach portierbar und somit für viele Plattformen nutzbar. Der Download beinhaltet neben den Routinen auch einen dazugehörigen Font sowie ein Minimalbeispiel zur Anwendung der Routinen. Bitte lade dir die Routinen vonmeinem  GitHub-Repository herunter.

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