用STC單片機驅動OLED液晶的感受

ID:97023 · 發表于 2025-8-2 16:48

本帖最后由 ztzp 于 2025-8-2 16:55 編輯

幾年前買得有幾片OLED液晶顯示屏，驅動是SSD1306的。
引腳定義：
2021-11-18 接口定義.jpg

Vcc接液晶排線的6和9腳，Gnd接排線的25、29腳。
賣家給的信息：
賣家信息.jpg

根據“中景園電子科技”公司提供的例程，用了STC幾種型號的單片機一直沒點亮這個OLED。后來送了幾片給網友“f556”，他很容易就點亮了這個OLED，他用的平臺是MSP430。
2022-08-18 馮喬春的實驗.jpg

根據他提供的例程，我也用自制的MSP430F4152最小系統點亮了這個OLED。
2022-08-19 電路.jpg

但用同一家公司提供的51單片機程序，卻始終無法點亮它。
根據網友“f556”介紹，OLED的初始化程序完成后，屏幕顯示雪花點，就算點亮了，后面顯示其它字符的內容都不重要。
仔細地分析51單片機與MSP430單片機的初始化例程，逐行對比，本質上完全是一樣的，但在STC單片機控制下，OLED屏幕一片黑暗，郁悶極了！
為了徹底弄清STC單片機驅動OLED的問題，買了一個簡易的“邏輯分析儀”：
01 分析儀.jpg

為了將單片機、OLED和邏輯分析儀連接在一起，又焊了一個5腳分線器。
04 分線器2.jpg

根據資料，控制OLED的時序圖是這樣的：
SSD1306 SPI時序圖.png

由于MSP430控制OLED已經成功了，所以我就把它的時序圖作為范本來進行研究。
先用分析儀捕獲MSP430控制OLED的幾根主要信號線（時鐘、指令/數據標志、數據等），為了研究問題簡單，只捕獲初始化程序第一字節指令，時序圖如下：
MSP430,第一字節時序圖.png

而初始化程序第一字節時序圖的源代碼為：
向OLED發送的第一字節指令代碼.png

0xAE換算成二進制數就是：10101110，與捕獲到的數據是一致的。
通過MSP430正確運行的代碼而捕獲到的以上時序圖，也初步學會了“邏輯分析儀”的使用。
用STC單片機控制OLED的平臺是前不久剛制作完成的STC32G最小系統板，此單片機可以工作在3.3V電壓下，為了問題簡便，只寫了OLED的初始化代碼，甚至在初始化函數中只向OLED發送了一字節指令，如上所示。
用“邏輯分析儀”捕獲到的時序圖為：
STC32G,準雙向,第一字節,時序圖.png

這個時序圖一看就不正常，感覺時鐘脈沖的“占空比”都比較小，形成的脈沖很窄，D/C波形也沒看到有高電平，數據也不正確。
以“模擬電路”的思維分析這些脈沖，感覺是負載太重，驅動電路在輸出高電平時，瞬間被負載拉低所造成的。
初步懷疑OLED需要的驅動電流比較大，STC單片機的“準雙向口”無法勝任，故高電平無法維持足夠長的時間，導致脈沖波變窄。
因為以前用STC的單片機驅動LCD時，使用的都是默認的“準雙向口”，這次想到OLED與LCD都差不多，也就沒特別去配置I/O口，默認使用它的“準雙向口”。
后來將：時鐘、指令/數據標志、數據、復位等控制線的I/O口模式改為“推挽模式”，亦即：
推挽模式.png

程序修改以后，時序圖正常了。
STC32G,推挽輸出,第一字節時序圖.png

其實“邏輯分析儀”的軟件自己也會分析數據，根據設置的SPI協議，軟件分析出來的數據又快又準：
軟件自動分析的數據.png

在“邏輯分析儀”的幫助下，OLED屏久違的“雪花點”終于出現了。

ID:97023 · 發表于 2025-8-6 21:35

ziiyn 發表于 2025-8-6 13:52
我一開始沒細看電路圖照片，用準雙模式的時候信號會被R30~R33幾個對地510歐電阻拉低了電平，造成波形不 ...

這個OLED雖然說是工作在3.3V，但拆除那三個電阻前，我確實也用STC的5V單片機驅動，I/O口設置為“推挽”的情況下，也是可以工作的。

ID:152164 · 發表于 2025-8-6 13:52

ztzp 發表于 2025-8-5 23:14
手冊肯定是看了的，一開始設置成了“準雙向口”。

我一開始沒細看電路圖照片，用準雙模式的時候信號會被R30~R33幾個對地510歐電阻拉低了電平，造成波形不正常，把那幾個電阻拆了再用準雙模式應該就正常了。按常理說那幾個電阻應該設計成串聯來兼容5v電平，結果卻是并聯到地。

ID:97023 · 發表于 2025-8-6 11:46

OLED左上角那三個下拉電阻R30、R31、R32，阻值510R，分流電流大約為：6.5mA，而STC32G單片機的接電流卻不到300uA。
2025-08-06 3.jpg

肯定帶不動了。
初步計算了一下，如果下拉電阻為100K，則分流電流大概為33uA。
為方便，直接將它們拆除，在“準雙向”模式下OLED終于顯示了。
2025-08-06 1.jpg

總結，以前看手冊時也不太認真，另外在使用OLED時，只把它當作一個模塊來看，沒去分析它上面的電路，導致走了很多彎路。
犯了這些錯誤，自己也有了提高。
謝謝以上各位朋友有幫助！

ID:97023 · 發表于 2025-8-5 23:20

ziiyn 發表于 2025-8-5 09:01
原因很簡單，就是不看手冊的問題。stc8和之后的stc32單片機默認端口上電為高阻狀態，和以前的系列不一樣

void main(void)
{
P3M1 = 0x00; //把P3.2~P3.5設置為“推挽輸出”
P3M0 = 0x3C;
// P3M1 = 0x00; //把P3.2~P3.5設置為“準雙向”
// P3M0 = 0x00;
OLED_Init(); //初始化OLED
// Line();
while(1);
}

復制代碼

當初I/O口設置成“準雙向”，后來才改為“推挽”

ID:97023 · 發表于 2025-8-5 23:14

ziiyn 發表于 2025-8-5 09:01
原因很簡單，就是不看手冊的問題。stc8和之后的stc32單片機默認端口上電為高阻狀態，和以前的系列不一樣

手冊肯定是看了的，一開始設置成了“準雙向口”。

ID:152164 · 發表于 2025-8-5 09:01

原因很簡單，就是不看手冊的問題。stc8和之后的stc32單片機默認端口上電為高阻狀態，和以前的系列不一樣

ID:276663 · 發表于 2025-8-4 11:15

樓主和沙發板凳分析的都很到位。邏輯分析儀是開發常用的設備。在協議開發時非常有用。

ID:807591 · 發表于 2025-8-4 08:25

雙向驅動電流最大 500uA，，一個下拉電阻510歐，妥妥的給把信號干沒了

ID:111099 · 發表于 2025-8-3 10:19

看起來OLED屏的幾個通信腳都串聯了510歐電阻，原本是為了兼容5V電平，這里就造成了很大的影響。按理應該使用幾十歐即可，所以過大就很難用常規準雙向IO推動了。LZ可以考慮把那幾個電平轉換電阻換一下，估計會有驚喜。

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用STC單片機驅動OLED液晶的感受

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