Эта статья посвящена быстрому старту в использовании OLED-индикатора WEX025664CLPP3N00000 компании Winstar на примере подключения к микроконтроллеру AVR через интерфейс SPI. Использовалась библиотека u8glib [1].

Индикатор основан на контроллере SSD1322 [6]. В Интернете нашел даташит с описанием системы команд, библиотеку u8glib, где была поддержка этого чипа на примере индикатора NHD-3.12-25664 OLED Display. Оказалось, что код для этого индикатора подходит для управления индикатором WEX025664CLPP3N00000.

[Подключение индикатора WEX025664]

В таблице приведена цоколевка коннектора индикатора WEX025664.

Примечание *: насколько я понял, напряжение VDD и напряжение лог. 1 зависит от версии индикатора. Есть индикаторы с 3-вольтовым драйвером, как например WEX025664CLPP3N00000 (выделенная жирным шрифтом цифра 3 обозначает 3-вольтовую версию драйвера), а есть с 5-вольтовым. Мне попался 3-вольтовый индикатор.

Для управления индикатором была выбрана макетная плата AVR-USB162, потому что микроконтроллер AT90USB162, установленный на ней, содержит встроенный маломощный стабилизатор напряжения 3.3V, и логические уровни GPIO и SPI микроконтроллера можно переключать перемычкой J3 (5V или 3.3V). Схема подключения к макетной плате AVR-USB162 (микроконтроллер AT90USB162):

R1, R3 и соответствующие конденсаторы нужны для фильтрации напряжений питания индикатора. R2 служит для установки опорного тока системы настройки яркости индикатора (см. даташиты на индикатор [4]), его номинал не критичен. Интерфейс индикатора переключен выводами BS0, BS1 в режим SPI, и сигналы данных D0, D1 заведены на сигналы тактов и данных аппаратного интерфейса SPI микроконтроллера AT90USB162.

Для питания индикатора необходим дополнительный источник питания напряжением +12..15V и максимальным током 60 мА. Напряжение питания индикатора +3.3V получено с внутреннего стабилизатора чипа AT90USB162 (перемычку J3 макетной платы AVR-USB162 следует установить в положение 2-3).

[Использование библиотеки u8glib]

Скачайте и установите библиотеку u8glib (см. ссылки [1, 2]). Установка заключается в распаковке папки u8glib из архива в корневой каталог проекта и добавлении всех файлов из каталога src в проект. В пути поиска подключаемых файлов нужно добавить каталог src, потому что там находится заголовочный файл библиотеки u8g.h.

MCU          = at90usb162

ARCH         = AVR8

#BOARD        = USBKEY

BOARD        = MICROSIN162

F_CPU        = 8000000

F_USB        = $(F_CPU)

OPTIMIZATION = s

TARGET       = GenericHID

#SRC          = $(TARGET).c Descriptors.c $(LUFA_SRC_USB) $(LUFA_SRC_USBCLASS)

SRC          = $(wildcard *.c) $(wildcard u8glib/src/*.c) $(LUFA_SRC_USB) $(LUFA_SRC_USBCLASS)

LUFA_PATH    = c:/asm/lufa-LUFA-140928/LUFA

CC_FLAGS     = -DUSE_LUFA_CONFIG_HEADER -IConfig/ -Iu8glib/src/ -ffunction-sections -fdata-sections

LD_FLAGS     =

# Default target

all:

# Include LUFA build script makefiles

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_core.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_sources.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_build.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_cppcheck.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_doxygen.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_dfu.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_hid.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_avrdude.mk

include $(LUFA_PATH)/Build/lufa_atprogram.mk

/*-----------------------------------------------------------------------

   Простой пример запуска индикатора WEX025664BLPP3N00000, подключенного

   к макетной плате AVR-USB162.

-----------------------------------------------------------------------*/

#include < avr/io.h >

#include "u8g.h"

//Сигналы, которые идут на OLED-индикатор WEX025664BLPP3N00000

#define  DC       PB4   //выход, Data/Command Control.

#define  _CS      PB0   //выход, сигнал выборки (лог. 0).

//Сигналы SPI (для передачи данных в OLED-индикатор WEX025664BLPP3N00000)

#define  _SS      PB0

#define  MOSI     PB2

#define  SCK      PB1

u8g_t u8g;

static void draw(void)
{
  u8g_SetFont(&u8g, u8g_font_6x10);
  u8g_DrawStr(&u8g, 0, 15, "Hello World!");
}

static void InitOLED (void)
{
   // Настроить PB4(/SS), PB5(MOSI), PB7(SCK) как выходы:
   DDRB   |= (1 << _SS)|(1 << MOSI)|(1 << SCK);
   //Инициализация индикатора:
   u8g_InitHWSPI(&u8g, 
                 &u8g_dev_ssd1322_nhd31oled_bw_hw_spi,
                 PN(1, _CS),
                 PN(1, DC),
                 U8G_PIN_NONE);
}

int main(void)
{
   SetupHardware();
   InitOLED();
   for (;;)
   {
      draw();
      u8g_FirstPage(&u8g);
      do
      {
         draw();
      } while ( u8g_NextPage(&u8g) );
      u8g_Delay(100);
   }
}

chessengine.c                      u8g_dev_pcd8544_84x48.c
u8g_com_arduino_attiny85_hw_spi.c  u8g_dev_pcf8812_96x65.c
u8g_com_arduino_common.c           u8g_dev_sbn1661_122x32.c
u8g_com_arduino_fast_parallel.c    u8g_dev_ssd1306_128x32.c
u8g_com_arduino_hw_spi.c           u8g_dev_ssd1306_128x64.c
u8g_com_arduino_hw_usart_spi.c     u8g_dev_ssd1309_128x64.c
u8g_com_arduino_no_en_parallel.c   u8g_dev_ssd1327_96x96_gr.c
u8g_com_arduino_parallel.c         u8g_dev_ssd1351_128x128.c
u8g_com_arduino_port_d_wr.c        u8g_dev_st7565_64128n.c
u8g_com_arduino_ssd_i2c.c          u8g_dev_st7565_dogm128.c
u8g_com_arduino_st7920_custom.c    u8g_dev_st7565_dogm132.c
u8g_com_arduino_st7920_hw_spi.c    u8g_dev_st7565_lm6059.c
u8g_com_arduino_st7920_spi.c       u8g_dev_st7565_lm6063.c
u8g_com_arduino_std_sw_spi.c       u8g_dev_st7565_nhd_c12832.c
u8g_com_arduino_sw_spi.c           u8g_dev_st7565_nhd_c12864.c
u8g_com_arduino_t6963.c            u8g_dev_st7687_c144mvgd.c
u8g_com_arduino_uc_i2c.c           u8g_dev_st7920_128x64.c
u8g_com_atmega_parallel.c          u8g_dev_st7920_192x32.c
u8g_com_atmega_st7920_spi.c        u8g_dev_st7920_202x32.c
u8g_com_atmega_sw_spi.c            u8g_dev_t6963_128x128.c
u8g_com_i2c.c                      u8g_dev_t6963_128x64.c
u8g_com_raspberrypi_hw_spi.c       u8g_dev_t6963_240x128.c
u8g_com_raspberrypi_ssd_i2c.c      u8g_dev_t6963_240x64.c
u8g_dev_a2_micro_printer.c         u8g_dev_tls8204_84x48.c
u8g_dev_ht1632.c                   u8g_dev_uc1601_c128032.c
u8g_dev_ili9325d_320x240.c         u8g_dev_uc1608_240x128.c
u8g_dev_ks0108_128x64.c            u8g_dev_uc1608_240x64.c
u8g_dev_lc7981_160x80.c            u8g_dev_uc1610_dogxl160.c
u8g_dev_lc7981_240x128.c           u8g_dev_uc1611_dogm240.c
u8g_dev_lc7981_240x64.c            u8g_dev_uc1611_dogxl240.c
u8g_dev_lc7981_320x64.c            u8g_dev_uc1701_dogs102.c
u8g_dev_ld7032_60x32.c             u8g_dev_uc1701_mini12864.c

Исходный код моего тестового проекта и документацию можете скачать в архиве по ссылке [4].

4. Если у Вас индикатор, у которого размер экрана по горизонтали больше 248 точек (это как раз верно для нашего примера с индикатором WEX025664BLPP3N00000), то не забывайте о макроопределении U8G_16BIT (он находится в файле u8g.h). Если его не раскомментировать, то размер экрана уменьшится на 8 точек по горизонтали, и вместо 256 станет 248 (меньше на 4 точки слева и меньше на 4 точки справа). Если макрос U8G_16BIT определен, то затраты памяти несколько увеличатся, но зато будет доступен полный размер экрана.

[Как устранить паразитную засветку]

На фотографии выше Вы наверное заметили полосы засветки, которые появляются за светящимися элементами изображения. Причина в неправильной настройке выхода опорного напряжения VSL. Эта настройка делается с помощью команды 0xB4 (Display Enhancement A) контроллера SSD1322 [6].

Скорее всего, в Вашей схеме подключения внешний вывод VSL остался не подключенным. Однако почему-то в библиотеке u8glib по умолчанию применена неправильная настройка в команде 0xB4, прописанная в массиве команд установки режима u8g_dev_ssd1322_1bit_nhd_312_init_seq[] (см. модуль u8glib\src\u8g_dev_ssd1322_nhd31oled_bw.c, если у Вас индикатор работает в черно-белом режиме) или u8g_dev_ssd1322_2bit_nhd_312_init_seq[] (u8glib\src\u8g_dev_ssd1322_nhd31oled_gr.c, если используются градации серого). В первом байте команды выдается байт 0xA0 в расчете на подключенные внешние цепи к выводу VSL, но здесь ошибка, нужно исправить на 0xA2:

  ...
  U8G_ESC_ADR(0), /* режим инструкции */
  0x0b4,          /* Display Enhancement A */
  U8G_ESC_ADR(1), /* режим данных */
  //0x0a0,   это неправильно!
  0x0a2, // правильная настройка
  0x005|0x0fd,
  ...

[Как снизить энергопотребление индикатора]

Ток потребления индикатора OLED почти прямо пропорционально зависит:

1. От яркости пикселей.
2. От количества светящихся пикселей.

Поэтому при программировании графики с акцентом на снижение энергопотребления нужно стараться свести к минимуму количество светящихся пикселей на картинке. Для мобильных приложений желательно применить автоматическую регулировку яркости в зависимости от внешнего освещения (по фотодатчику) - этим можно значительно улучшить экономию энергии батареи.

Также ток потребления в некоторой степени зависит от настройки внутреннего тактового генератора (см. команду 0xB3 [6]). Общее правило - чем меньше частота сканирования матрицы OLED, тем меньше потери на перезарядку емкостей, и тем меньше потребление энергии. Однако эта регулировка дает незначительную экономию в сравнении с экономией, которую можно достичь управлением яркостью. Обычно частоту сканирования уменьшают до минимума, пока не станет заметным мерцание экрана.

Для экономии энергии можно также временно выключать экран (команда 0xA4) и включать его при необходимости (команда 0xA5). Можно выключать напряжение питания сегментов +15V. Также имеется команда, переводящая контроллер в режим сна (0xAE), и возвращающая контроллер в рабочее состояние (0xAF).

[Ссылки]

1. u8glib site:code.google.com.
2. Install, setup for AVR Wiki u8glib site:code.google.com.
3. AVR151: настройка и использование SPI.
4. 150220151734WEXtest.zip - исходный код проекта, документация.
5. Использование MS Visual Studio IDE для программирования AVR/Arduino.
6. SSD1322: контроллер/драйвер для дисплеев OLED/PLED.