用STC单片机驱动OLED液晶的感受

ID:97023 · 发表于 2025-8-2 16:48

本帖最后由 ztzp 于 2025-8-2 16:55 编辑

几年前买得有几片OLED液晶显示屏，驱动是SSD1306的。
引脚定义：
2021-11-18 接口定义.jpg

Vcc接液晶排线的6和9脚，Gnd接排线的25、29脚。
卖家给的信息：
卖家信息.jpg

根据“中景园电子科技”公司提供的例程，用了STC几种型号的单片机一直没点亮这个OLED。后来送了几片给网友“f556”，他很容易就点亮了这个OLED，他用的平台是MSP430。
2022-08-18 冯乔春的实验.jpg

根据他提供的例程，我也用自制的MSP430F4152最小系统点亮了这个OLED。
2022-08-19 电路.jpg

但用同一家公司提供的51单片机程序，却始终无法点亮它。
根据网友“f556”介绍，OLED的初始化程序完成后，屏幕显示雪花点，就算点亮了，后面显示其它字符的内容都不重要。
仔细地分析51单片机与MSP430单片机的初始化例程，逐行对比，本质上完全是一样的，但在STC单片机控制下，OLED屏幕一片黑暗，郁闷极了！
为了彻底弄清STC单片机驱动OLED的问题，买了一个简易的“逻辑分析仪”：
01 分析仪.jpg

为了将单片机、OLED和逻辑分析仪连接在一起，又焊了一个5脚分线器。
04 分线器2.jpg

根据资料，控制OLED的时序图是这样的：
SSD1306 SPI时序图.png

由于MSP430控制OLED已经成功了，所以我就把它的时序图作为范本来进行研究。
先用分析仪捕获MSP430控制OLED的几根主要信号线（时钟、指令/数据标志、数据等），为了研究问题简单，只捕获初始化程序第一字节指令，时序图如下：
MSP430,第一字节时序图.png

而初始化程序第一字节时序图的源代码为：
向OLED发送的第一字节指令代码.png

0xAE换算成二进制数就是：10101110，与捕获到的数据是一致的。
通过MSP430正确运行的代码而捕获到的以上时序图，也初步学会了“逻辑分析仪”的使用。
用STC单片机控制OLED的平台是前不久刚制作完成的STC32G最小系统板，此单片机可以工作在3.3V电压下，为了问题简便，只写了OLED的初始化代码，甚至在初始化函数中只向OLED发送了一字节指令，如上所示。
用“逻辑分析仪”捕获到的时序图为：
STC32G,准双向,第一字节,时序图.png

这个时序图一看就不正常，感觉时钟脉冲的“占空比”都比较小，形成的脉冲很窄，D/C波形也没看到有高电平，数据也不正确。
以“模拟电路”的思维分析这些脉冲，感觉是负载太重，驱动电路在输出高电平时，瞬间被负载拉低所造成的。
初步怀疑OLED需要的驱动电流比较大，STC单片机的“准双向口”无法胜任，故高电平无法维持足够长的时间，导致脉冲波变窄。
因为以前用STC的单片机驱动LCD时，使用的都是默认的“准双向口”，这次想到OLED与LCD都差不多，也就没特别去配置I/O口，默认使用它的“准双向口”。
后来将：时钟、指令/数据标志、数据、复位等控制线的I/O口模式改为“推挽模式”，亦即：
推挽模式.png

程序修改以后，时序图正常了。
STC32G,推挽输出,第一字节时序图.png

其实“逻辑分析仪”的软件自己也会分析数据，根据设置的SPI协议，软件分析出来的数据又快又准：
软件自动分析的数据.png

在“逻辑分析仪”的帮助下，OLED屏久违的“雪花点”终于出现了。

ID:111099 · 发表于 2025-8-3 10:19

看起来OLED屏的几个通信脚都串联了510欧电阻，原本是为了兼容5V电平，这里就造成了很大的影响。按理应该使用几十欧即可，所以过大就很难用常规准双向IO推动了。LZ可以考虑把那几个电平转换电阻换一下，估计会有惊喜。

ID:807591 · 发表于 2025-8-4 08:25

双向驱动电流最大 500uA，，一个下拉电阻510欧，妥妥的给把信号干没了

ID:276663 · 发表于 2025-8-4 11:15

楼主和沙发板凳分析的都很到位。逻辑分析仪是开发常用的设备。在协议开发时非常有用。

ID:152164 · 发表于 2025-8-5 09:01

原因很简单，就是不看手册的问题。stc8和之后的stc32单片机默认端口上电为高阻状态，和以前的系列不一样

ID:97023 · 发表于 2025-8-5 23:14

ziiyn 发表于 2025-8-5 09:01
原因很简单，就是不看手册的问题。stc8和之后的stc32单片机默认端口上电为高阻状态，和以前的系列不一样

手册肯定是看了的，一开始设置成了“准双向口”。

ID:97023 · 发表于 2025-8-5 23:20

ziiyn 发表于 2025-8-5 09:01
原因很简单，就是不看手册的问题。stc8和之后的stc32单片机默认端口上电为高阻状态，和以前的系列不一样

void main(void)
{
P3M1 = 0x00; //把P3.2~P3.5设置为“推挽输出”
P3M0 = 0x3C;
// P3M1 = 0x00; //把P3.2~P3.5设置为“准双向”
// P3M0 = 0x00;
OLED_Init(); //初始化OLED
// Line();
while(1);
}

复制代码

当初I/O口设置成“准双向”，后来才改为“推挽”

ID:97023 · 发表于 2025-8-6 11:46

OLED左上角那三个下拉电阻R30、R31、R32，阻值510R，分流电流大约为：6.5mA，而STC32G单片机的接电流却不到300uA。
2025-08-06 3.jpg

肯定带不动了。
初步计算了一下，如果下拉电阻为100K，则分流电流大概为33uA。
为方便，直接将它们拆除，在“准双向”模式下OLED终于显示了。
2025-08-06 1.jpg

总结，以前看手册时也不太认真，另外在使用OLED时，只把它当作一个模块来看，没去分析它上面的电路，导致走了很多弯路。
犯了这些错误，自己也有了提高。
谢谢以上各位朋友有帮助！

ID:152164 · 发表于 2025-8-6 13:52

ztzp 发表于 2025-8-5 23:14
手册肯定是看了的，一开始设置成了“准双向口”。

我一开始没细看电路图照片，用准双模式的时候信号会被R30~R33几个对地510欧电阻拉低了电平，造成波形不正常，把那几个电阻拆了再用准双模式应该就正常了。按常理说那几个电阻应该设计成串联来兼容5v电平，结果却是并联到地。

ID:97023 · 发表于 2025-8-6 21:35

ziiyn 发表于 2025-8-6 13:52
我一开始没细看电路图照片，用准双模式的时候信号会被R30~R33几个对地510欧电阻拉低了电平，造成波形不 ...

这个OLED虽然说是工作在3.3V，但拆除那三个电阻前，我确实也用STC的5V单片机驱动，I/O口设置为“推挽”的情况下，也是可以工作的。

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