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参考资料：

参考资料：

• 内核驱动：drivers\spi\spidev.c
• 内核提供的测试程序：tools\spi\spidev_fdx.c
• 内核文档：Documentation\spi\spidev
• OLEDC芯片手册：SPEC UG-2864TMBEG01 .pdf、SSD1306-Revision 1.1 (Charge Pump).pdf

一、硬件

1.1 原理图

1.2 扩展板连接图

二、 OLED显示原理

原理图简化如下：

要操作OLED，只需使用SPI接口发送数据，并不需要使用SPI接口读取数据。除此之外，还需要控制D/C引脚：

• 当DC引脚是低电平时，是命令：比如复位、打开显示、设置地址
• 当DC引脚是高电平时，是数据：写入要显示的数据

2.1 显存和像素

OLED上有128*64个像素，每个像素只有2种状态：亮、灭

怎么控制屏幕上每个像素的状态？OLED内部有显存GDDRAM(Graphic Display Data RAM)：

显存中，每位对应一个像素，如下图所示：

• byte0的8位数据对应屏幕上角左侧、竖向排列的8个像素，即COL0的像素，bit0对应第0行，bit1对应第1行，……
• byte0对应COL1那列第0~第7行的8个像素
• ……
• byte127对应COL127那列第0~第7行的8个像素
• byte128对应COL0那列第0~第7行的8个像素（页地址模式 ）

2.2 显存寻址模式

显存被分为8页、127列，要写某个字节时，需要先指定地址(哪个page，哪个col)，然后写入1字节的数据。

OLED有三种寻址模式：

（1）页地址模式(Page addressing mode)：每写入1个字节，行地址不变，列地址增1，列地址达到127后会从0开始。

（2）水平地址模式(Horizontal addressing mode)：

• 每写入1个字节，行地址不变，列地址增1
• 列地址达到127后从0开始，行地址指向下一页
• 列地址达到127、行地址达到7时，列地址和行地址都被复位为0，指向左上角

（3）垂直地址模式(Vertical addressing mode)：

• 每写入1个字节，行地址增1，列地址不变
• 行地址达到7后从0开始，列地址指向下一列
• 列地址达到127、行地址达到7时，列地址和行地址都被复位为0，指向左上角

三、OLED显示操作过程

想让OLED显示内容，首先需要初始化OLED模块，接着设置现存地址，最后往现存写入数据。

3.1 初始化

对于OLED的初始化，在参考手册SPEC UG-2864TMBEG01 .pdf中列出的流程图：

3.2 设置显存地址

分为下面3步：

• 设置地址模式
• 设置page
• 设置col

以页地址模式为例：

• 设置地址模式：DC引脚保持低电平，表示写命令，先写命令0x20，告诉芯片开始设置地址模式，再写命令0x02，表示页地址模式。页地址模式是默认的，可以不设置。
  
• 设置页地址：有0~7页，想设置哪一页(n)就发出命令：0xB0 | n ,（B0-B7表示0-7页）
  
  设置列地址：列地址范围是0~127，需要使用2个命令来设置列地址。
  

3.3 往显存写入数据

让DC引脚为高，发起SPI写操作即可。

四、使用spidev操作SPI_OLED模块

要做的事情：

• 编写设备树
• 编译spidev.c
• 编写APP
  

4.1 编写设备树

DC引脚使用GPIO4_20，不过只需要在APP里直接控制DC引脚，无需在设备树里指定。

修改设备树文件\arch\arm\boot\dts\100ask_imx6ull-14x14.dts：

&ecspi1 {pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1>;fsl,spi-num-chipselects = <2>;cs-gpios = <&gpio4 26 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&gpio4 24 GPIO_ACTIVE_LOW>;status = "okay";oled: oled {compatible = "spidev";reg = <0>;spi-max-frequency = <10000000>; //最大时钟，查看芯片手册计算};
};

4.2 编译spidev.c

内核把SPI_SPIDEV选择上。

4.3 编写APP

4.3.1怎么控制CD引脚

查看原理图，确认引脚，然后参考如下文档即可使用APP操作GPIO，假设引脚号码为100，C语言代码如下：

system("echo 100  > /sys/class/gpio/export"); //导出引脚
system("echo out > /sys/class/gpio/gpio100/direction"); //设置方向
system("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio100/value"); //拉高
system("echo 0 > /sys/class/gpio/gpio100/value"); //拉低
system("echo 100 > /sys/class/gpio/unexport"); //去除引脚

4.3.2基于spidev编写APP

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>#include <linux/types.h>
#include <linux/spi/spidev.h>#include "font.h"static int g_fd_spidev;
static int g_dc_pin_num;void OLED_DIsp_Set_Pos(int x, int y);void dc_pin_init(int number)
{// echo 509 > /sys/class/gpio/export// echo out > /sys/class/gpio/gpio509/direction	char cmd[100];g_dc_pin_num = number;sprintf(cmd, "echo %d > /sys/class/gpio/export", number);system(cmd);sprintf(cmd, "echo out > /sys/class/gpio/gpio%d/direction", number);system(cmd);	
}void oled_set_dc_pin(int val)
{/* echo 1 > /sys/class/gpio/gpio509/value* echo 0 > /sys/class/gpio/gpio509/value*/char cmd[100];sprintf(cmd, "echo %d > /sys/class/gpio/gpio%d/value", val, g_dc_pin_num);system(cmd);	
}/* spi写接口 */
void spi_write_datas(const unsigned char *buf, int len)
{write(g_fd_spidev, buf, len);
}/* oled写数据 */
void oled_write_datas(const unsigned char *buf, int len)
{oled_set_dc_pin(1);//拉高，表示写入数据spi_write_datas(buf, len);
}/* oled写命令 */
void oled_write_cmd(unsigned char uc_data)
{oled_set_dc_pin(0);//拉低，表示写入数据spi_write_datas(&uc_data, 1);//写入
}/* oled初始化 */
int oled_init(void)
{unsigned char uc_dev_id = 0;oled_write_cmd(0xae);//关闭显示oled_write_cmd(0x00);//设置 lower column addressoled_write_cmd(0x10);//设置 higher column addressoled_write_cmd(0x40);//设置 display start lineoled_write_cmd(0xB0);//设置page addressoled_write_cmd(0x81);// contract controloled_write_cmd(0x66);//128oled_write_cmd(0xa1);//设置 segment remapoled_write_cmd(0xa6);//normal /reverseoled_write_cmd(0xa8);//multiple ratiooled_write_cmd(0x3f);//duty = 1/64oled_write_cmd(0xc8);//com scan directionoled_write_cmd(0xd3);//set displat offsetoled_write_cmd(0x00);//oled_write_cmd(0xd5);//set osc divisionoled_write_cmd(0x80);//oled_write_cmd(0xd9);//ser pre-charge periodoled_write_cmd(0x1f);//oled_write_cmd(0xda);//set com pinsoled_write_cmd(0x12);//oled_write_cmd(0xdb);//set vcomholed_write_cmd(0x30);//oled_write_cmd(0x8d);//set charge pump disable oled_write_cmd(0x14);//oled_write_cmd(0xaf);//set dispkay onreturn 0;
}		  			 		  						  					  				 	   		  	  	 	  /* oled全灭 */
void OLED_DIsp_Clear(void)  
{unsigned char x, y;char buf[128];memset(buf, 0, 128);for (y = 0; y < 8; y++){OLED_DIsp_Set_Pos(0, y);oled_write_datas(buf, 128);}
}/* oled全亮 */
void OLED_DIsp_All(void)  
{unsigned char x, y;char buf[128];memset(buf, 0xff, 128);for (y = 0; y < 8; y++){OLED_DIsp_Set_Pos(0, y);oled_write_datas(buf, 128);}
}/* 寻址，哪一页，哪一列 */
void OLED_DIsp_Set_Pos(int x, int y)
{ 	oled_write_cmd(0xb0 + y);  //页oled_write_cmd((x & 0x0f)); //列低四位oled_write_cmd(((x & 0xf0) >> 4) | 0x10); //列高四位
}   	      	   			 void OLED_DIsp_Char(int x, int y, unsigned char c)
{int i = 0;/* 得到字模 */const unsigned char *dots = oled_asc2_8x16[c - ' '];/* 发给OLED */OLED_DIsp_Set_Pos(x, y);/* 发出8字节数据 */oled_write_datas(&dots[0], 8);OLED_DIsp_Set_Pos(x, y+1);/* 发出8字节数据 */oled_write_datas(&dots[8], 8);
}/* 写字符串 */
void OLED_DIsp_String(int x, int y, char *str)
{unsigned char j=0;while (str[j]){		OLED_DIsp_Char(x, y, str[j]);//显示单个字符x += 8;if(x > 127){x = 0;y += 2;}//移动显示位置j++;}
}/* 中文字符 */
void OLED_DIsp_CHinese(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char no)
{      			    unsigned char t;OLED_DIsp_Set_Pos(x, y);	for(t=0; t<16; t++){//显示上半截字符	oled_write_datas(&hz_1616[no][t*2], 1);}	OLED_DIsp_Set_Pos(x, y+1);	for(t=0; t<16; t++){//显示下半截字符oled_write_datas(&hz_1616[no][t*2+1], 1);}					
}void OLED_DIsp_Test(void)
{ 	int i;OLED_DIsp_String(0, 0, "wiki.100ask.net");OLED_DIsp_String(0, 2, "book.100ask.net");OLED_DIsp_String(0, 4, "bbs.100ask.net");for(i = 0; i < 3; i++){   //显示汉字 百问网OLED_DIsp_CHinese(32+i*16, 6, i);}
} /* spi_oled /dev/spidevB.D <DC_pin_number> */
int main(int argc, char **argv)
{int dc_pin;if (argc != 3){printf("Usage: %s <dev/spidevB.D> <DC_pin_number>\n", argv[0]);return -1;}g_fd_spidev = open(argv[1], O_RDWR);if (g_fd_spidev < 0) {printf("open %s err\n", argv[1]);return -1;}dc_pin = strtoul(argv[2], NULL, 0);//DC引脚初始化dc_pin_init(dc_pin);//OLED 初始化oled_init();//清屏OLED_DIsp_Clear();//显示OLED_DIsp_Test();close(g_fd_spidev);return 0;
}

五、上机实验

5.1 修改，编译，替换设备树。

• 修改设备树arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts

&ecspi1 {pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1>;fsl,spi-num-chipselects = <2>;cs-gpios = <&gpio4 26 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&gpio4 24 GPIO_ACTIVE_LOW>;status = "okay";oled: oled {compatible = "spidev";reg = <0>;spi-max-frequency = <10000000>; //最大时钟，查看芯片手册计算};
};

• 编译设备树：

make dtbs

• 替换设备树：

//挂载nfs
mount -t nfs -o nolock 192.168.124.22:/home/zpz/share/ /mnt
//拷贝设备树到开发板
cp /mnt/imx6ullsdk/repo/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb /boot/

• 重启开发板

5.2 编译spidev.c

首先要确定内核中已经含有spidev。在内核目录下执行make menuconfig，查看是否有改驱动，如下图：

-> Device Drivers-> SPI support (SPI [=y]) < >   User mode SPI device driver support  

如果User mode SPI device driver support前面不是<Y>或<M>，可以输入M表示把它编译为模块。

• 如果已经是<Y>，则不用再做其他事情。
• 如果你设置为<M>，在内核目录下执行make modules，把生成的drivers/spi/spidev.ko，复制到开发板手动加载。

5.3 编译APP

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o spi_oled spi_oled.c

可执行文件拷贝到开发板。

5.4 执行测试程序

./spi_oled /dev/spidev0.0 116