Свързване на OLED SSD1306 дисплей към ESP32 C3 с MicroPython

Свързване на OLED SSD1306 дисплей към ESP32 C3 с MicroPython

Въведение

В този проект ще покажем как да свържете OLED дисплей със SSD1306 към ESP32 C3 super mini и да визуализирате аналогови данни с MicroPython. Ще обхванем настройка на I2C интерфейса, инсталиране на библиотека за OLED дисплея и ще визуализираме данни от аналогов сензор.

Необходими компоненти

  • ESP32 C3 super mini. Разгледайте нашето ревю за този процесор.
  • OLED дисплей със SSD1306
  • Потенциометър (10к)
  • Кабели за свързване

Свързване на компоненти

Свържете дисплея към ESP32 C3 super mini, както е показано по-долу:

  • SDA (OLED) към Pin 6 (ESP32 C3)
  • SCL (OLED) към Pin 7 (ESP32 C3)
  • VCC към Pin 3.3v на (ESP32 C3)
  • GND към Pin GND на (ESP32 C3)
  • 3.3v и GND към двата крайни извода на потенциометъра
  • Pin 0 (ADC 0) към средния извод на потенциометъра

Сканиране на I2C интерфейса

Преди да започнем, сканирайте I2C шината за адресите на вашите устройства. С кода който ви предоставяме отдолу може лесно да намерите I2C адресите на вашите устройства. В този случай нашия OLED дисплей има адрес 0x3c.

import machine

# Change this if you are using other ports
I2C_SDA_PIN = 6
I2C_SCL_PIN = 7
i2c=machine.I2C(0,sda=machine.Pin(I2C_SDA_PIN), scl=machine.Pin(I2C_SCL_PIN), freq=400000)

print('Scanning I2C bus.')
devices = i2c.scan() # this returns a list of devices

device_count = len(devices)

if device_count == 0:
    print('No i2c device found.')
else:
    print(device_count, 'devices found.')

for device in devices:
    print('Decimal address:', device, ", Hex address: ", hex(device))

Библиотека за OLED дисплей

Запишете библиотеката за дисплея в ssd1306.py. Тя позволява лесно управление на дисплея и показване на текст. Ще ви предоставим тази библиотека разписана в кода отдолу, или може да я свалите с линка отгоре.

import time
import framebuf

# register definitions
SET_CONTRAST        = const(0x81)
SET_ENTIRE_ON       = const(0xa4)
SET_NORM_INV        = const(0xa6)
SET_DISP            = const(0xae)
SET_MEM_ADDR        = const(0x20)
SET_COL_ADDR        = const(0x21)
SET_PAGE_ADDR       = const(0x22)
SET_DISP_START_LINE = const(0x40)
SET_SEG_REMAP       = const(0xa0)
SET_MUX_RATIO       = const(0xa8)
SET_COM_OUT_DIR     = const(0xc0)
SET_DISP_OFFSET     = const(0xd3)
SET_COM_PIN_CFG     = const(0xda)
SET_DISP_CLK_DIV    = const(0xd5)
SET_PRECHARGE       = const(0xd9)
SET_VCOM_DESEL      = const(0xdb)
SET_CHARGE_PUMP     = const(0x8d)


class SSD1306:
    def __init__(self, width, height, external_vcc):
        self.width = width
        self.height = height
        self.external_vcc = external_vcc
        self.pages = self.height // 8
        # Note the subclass must initialize self.framebuf to a framebuffer.
        # This is necessary because the underlying data buffer is different
        # between I2C and SPI implementations (I2C needs an extra byte).
        self.poweron()
        self.init_display()

    def init_display(self):
        for cmd in (
            SET_DISP | 0x00, # off
            # address setting
            SET_MEM_ADDR, 0x00, # horizontal
            # resolution and layout
            SET_DISP_START_LINE | 0x00,
            SET_SEG_REMAP | 0x01, # column addr 127 mapped to SEG0
            SET_MUX_RATIO, self.height - 1,
            SET_COM_OUT_DIR | 0x08, # scan from COM[N] to COM0
            SET_DISP_OFFSET, 0x00,
            SET_COM_PIN_CFG, 0x02 if self.height == 32 else 0x12,
            # timing and driving scheme
            SET_DISP_CLK_DIV, 0x80,
            SET_PRECHARGE, 0x22 if self.external_vcc else 0xf1,
            SET_VCOM_DESEL, 0x30, # 0.83*Vcc
            # display
            SET_CONTRAST, 0xff, # maximum
            SET_ENTIRE_ON, # output follows RAM contents
            SET_NORM_INV, # not inverted
            # charge pump
            SET_CHARGE_PUMP, 0x10 if self.external_vcc else 0x14,
            SET_DISP | 0x01): # on
            self.write_cmd(cmd)
        self.fill(0)
        self.show()

    def poweroff(self):
        self.write_cmd(SET_DISP | 0x00)

    def contrast(self, contrast):
        self.write_cmd(SET_CONTRAST)
        self.write_cmd(contrast)

    def invert(self, invert):
        self.write_cmd(SET_NORM_INV | (invert & 1))

    def show(self):
        x0 = 0
        x1 = self.width - 1
        if self.width == 64:
            # displays with width of 64 pixels are shifted by 32
            x0 += 32
            x1 += 32
        self.write_cmd(SET_COL_ADDR)
        self.write_cmd(x0)
        self.write_cmd(x1)
        self.write_cmd(SET_PAGE_ADDR)
        self.write_cmd(0)
        self.write_cmd(self.pages - 1)
        self.write_framebuf()

    def fill(self, col):
        self.framebuf.fill(col)

    def pixel(self, x, y, col):
        self.framebuf.pixel(x, y, col)

    def scroll(self, dx, dy):
        self.framebuf.scroll(dx, dy)

    def text(self, string, x, y, col=1):
        self.framebuf.text(string, x, y, col)


class SSD1306_I2C(SSD1306):
    def __init__(self, width, height, i2c, addr=0x3c, external_vcc=False):
        self.i2c = i2c
        self.addr = addr
        self.temp = bytearray(2)
        # Add an extra byte to the data buffer to hold an I2C data/command byte
        # to use hardware-compatible I2C transactions.  A memoryview of the
        # buffer is used to mask this byte from the framebuffer operations
        # (without a major memory hit as memoryview doesn't copy to a separate
        # buffer).
        self.buffer = bytearray(((height // 8) * width) + 1)
        self.buffer[0] = 0x40  # Set first byte of data buffer to Co=0, D/C=1
        self.framebuf = framebuf.FrameBuffer1(memoryview(self.buffer)[1:], width, height)
        super().__init__(width, height, external_vcc)

    def write_cmd(self, cmd):
        self.temp[0] = 0x80 # Co=1, D/C#=0
        self.temp[1] = cmd
        self.i2c.writeto(self.addr, self.temp)

    def write_framebuf(self):
        # Blast out the frame buffer using a single I2C transaction to support
        # hardware I2C interfaces.
        self.i2c.writeto(self.addr, self.buffer)

    def poweron(self):
        pass


class SSD1306_SPI(SSD1306):
    def __init__(self, width, height, spi, dc, res, cs, external_vcc=False):
        self.rate = 10 * 1024 * 1024
        dc.init(dc.OUT, value=0)
        res.init(res.OUT, value=0)
        cs.init(cs.OUT, value=1)
        self.spi = spi
        self.dc = dc
        self.res = res
        self.cs = cs
        self.buffer = bytearray((height // 8) * width)
        self.framebuf = framebuf.FrameBuffer1(self.buffer, width, height)
        super().__init__(width, height, external_vcc)

    def write_cmd(self, cmd):
        self.spi.init(baudrate=self.rate, polarity=0, phase=0)
        self.cs.high()
        self.dc.low()
        self.cs.low()
        self.spi.write(bytearray([cmd]))
        self.cs.high()

    def write_framebuf(self):
        self.spi.init(baudrate=self.rate, polarity=0, phase=0)
        self.cs.high()
        self.dc.high()
        self.cs.low()
        self.spi.write(self.buffer)
        self.cs.high()

    def poweron(self):
        self.res.high()
        time.sleep_ms(1)
        self.res.low()
        time.sleep_ms(10)
        self.res.high()

Основен код за проекта: Свързване на OLED SSD1306 дисплей към ESP32 C3 с MicroPython

from machine import Pin, I2C, ADC
import ssd1306
from time import sleep

ADCpin = ADC(Pin(0))
ADCpin.width(ADC.WIDTH_12BIT)
ADCpin.atten(ADC.ATTN_11DB)       # Full range: 3.3v

# ESP32 Pin assignment 
#i2c = SoftI2C(scl=Pin(6), sda=Pin(5))
i2c = I2C(0, scl=Pin(7), sda=Pin(6), freq=400000) # i2c bus=0 , CSL=pin(6) , SDA=pin(5) , BUS_freqency=400khz
print("oled address = " , i2c.scan())             # print I2C devices

oled_width = 128
oled_height = 64

oled = ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width, oled_height, i2c)
oled.fill(0)

while True:
    ADCread = str(ADCpin.read())

    oled.text('Hello from:', 25, 3)
    oled.text('ardudevelop.eu', 7, 20)
    oled.text('ADCrread = ' + ADCread, 7 , 40)
    
    oled.show()
    sleep(1)
    oled.fill(0)

Описание на кода: Свързване на OLED SSD1306 дисплей към ESP32 C3 с MicroPython

Импортиране на библиотеки:

from machine import Pin, I2C, ADC
import ssd1306
from time import sleep

Импортираме нужните модули за работа с пинове, I2C комуникация, аналогово-цифрово преобразуване и OLED дисплей, както и функцията за изчакване sleep.

Настройка на аналоговия вход (ADC):

ADCpin = ADC(Pin(0))
ADCpin.width(ADC.WIDTH_12BIT)
ADCpin.atten(ADC.ATTN_11DB)

Конфигурираме ADC на пин 0 за четене на аналогови стойности. Използваме 12-битовата ширина (резолюция), което ни дава стойности от 0 до 4095, и задаваме максимален обхват от 3.3V. Повече за изчитането на анаоговите пинове може да прочетете в статията ни: ESP32 и MicroPython Изчитане на аналогови стойности

Настройка на I2C интерфейса:

i2c = I2C(0, scl=Pin(7), sda=Pin(6), freq=400000)
print("oled address = ", i2c.scan())

Конфигурираме I2C интерфейса с scl на пин 7 и sda на пин 6, с честота 400 kHz. i2c.scan() сканира за устройства на I2C шината и отпечатва техните адреси.

Настройка на OLED дисплея

oled_width = 128
oled_height = 64
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width, oled_height, i2c)
oled.fill(0)

Задаваме размерите на дисплея (128×64 пиксела) и създаваме обект oled с използване на I2C. oled.fill(0) изчиства дисплея.

Основен цикъл за четене и визуализация:

while True:
    ADCread = str(ADCpin.read())
    oled.text('Hello from:', 25, 3)
    oled.text('ardudevelop.eu', 7, 20)
    oled.text('ADCrread = ' + ADCread, 7, 40)
    oled.show()
    sleep(1)
    oled.fill(0)

В непрекъснат цикъл:

  • Четем стойността от аналоговия вход, конвертираме я в текст.
  • Извеждаме съобщения на различни позиции на дисплея, включително текущата ADC стойност.
  • oled.show() актуализира дисплея, а sleep(1) изчаква 1 секунда.
  • oled.fill(0) изчиства дисплея преди ново обновяване.

Този код циклично чете аналоговия вход и визуализира информацията на OLED дисплея, обновявайки на всеки 1 секунда.

Заключение

Този проект демонстрира основни принципи при работа с ESP32 C3 и OLED дисплей чрез MicroPython. Като започнем с конфигуриране на I2C комуникацията и сканиране на устройства, преминаваме през интегриране на библиотеката за дисплея SSD1306, и завършваме с основния код, който чете аналогов вход и го визуализира на дисплея.

Проектът не само дава практически пример за използване на ESP32 C3 super mini, но и демонстрира как можем да съчетаем измерване и визуализация в реално време – функционалност, подходяща за различни IoT и сензорни приложения.

Офицялен сайт: MicroPython OLED SSD1306

Translate »