【瑞萨RA0E1开发板评测报告】IIC OLED 测试

基于前面关于瑞萨 e² studio 开发软件的使用，以及工程测试基础，本文进一步探索实现硬件 IIC OLED 的文字和图片显示。

1 背景

简单介绍 IIC 通信协议、OLED 显示原理、SS1306 驱动 IC 等。

IIC 通信协议

IIC (Inter-Integrated Circuit) 即集成电路总线。它是一种串行通信总线，使用多主从架构，如图所示。

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飞利浦 Philips 公司于二十世纪八十年代初设计，最初是为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备。

自2006年10月1日起，使用 IIC 协议不需要支付专利费，但制造商仍然需要付费以获取 IIC 从属设备地址。

IIC 通信协议的功能特点如下

只需要两条总线线路
没有严格的波特率要求，例如使用 RS232，主站生成总线时钟
所有组件之间存在简单的主/从关系连接到总线的每个设备都可通过唯一地址进行软件寻址
IIC 是真正的多主总线，提供仲裁和冲突检测

IIC 使用两根线进行通信：一根时钟线 SCL，一根数据线 SDA。

IIC 将 SCL 处于高时 SDA 拉低的动作作为开始信号，SCL 处于高时 SDA 拉高的动作作为结束信号；

传输数据时，SDA 在 SCL 低电平时改变数据，在 SCL 高电平时保持数据，每个 SCL 脉冲的高电平传递 1 位数据。

7-bit 设备的数据传输

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软件模拟 IIC 一般是用 GPIO 管脚，软件控制管脚高低电平输出，以模拟 IIC 通信波形。
硬件 IIC 对应芯片上的 IIC 外设，有相应 IIC 驱动电路，其所使用的 IIC 管脚也是专用。

软硬件 IIC 对比

硬件 IIC 效率远高于软件 IIC，软件 IIC 不受管脚限制，接口更灵活；
软件模拟 IIC 是通过 GPIO 软件模拟寄存器的工作方式，而硬件 IIC 是直接调用内部寄存器进行配置；
性能方面，硬件 IIC 由于由专门的硬件模块处理，减少了软件干预，因此具有更高的可靠性和稳定性；
硬件 IIC 模块可以在后台自动处理数据传输，释放 CPU 资源，因此CPU占用率更低；
软件 IIC 的代码量多于硬件 IIC，相比之下更为复杂；
硬件 IIC 通常还支持更高的通信速率。

OLED 显示原理

OLED (Organic Electroluminescence Display) 即有机发光二极管。

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OLED 由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

0.96英寸OLED基本参数

工作电压：3.3~5V（内置 3.3V LDO，IIC 通信接口电平是 3.3V 的）
像素点阵规模：128*64（128 列，64 行，共 8192 颗 LED）
驱动 IC：SSD1306

OLED 模块电路

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SSD1306 驱动电路

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详见：oled i2c , SSD1306 Datasheet .

2 方法说明

1.使用 e2 studio 建立硬件 IIC 框架；

2.编译 OLED 相关主函数，特别是初始化、打开 IIC、写入 IIC 等部分，或移植相关函数，并进行修改；

3.运行程序，构建项目，调试项目。

3 操作说明

1.新建项目；

2.引脚 Pins 定义；

3.新建Stacks - IIC master，并修改属性，定义地址 0x3C ；

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4.移植并修改 oled.c 、 oled.h 、 oledfont.h 、 bmp.h 文件；

5.构建主函数 hal_entry.c，调试项目。

4 系统框图

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5 代码

主函数 hal_entry.c

while(1)
{
        /*---------- Picture ------------*/
        OLED_Clear();//clear screen
        OLED_DrawBMP(0,0,128,8,BMP1);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        /*----------- Text ------------*/
        OLED_Clear();//clear screen
        OLED_ShowString(0,0,"RA",16);
        OLED_ShowCHinese(16,0,0);//生
        OLED_ShowCHinese(32,0,1);//态
        OLED_ShowCHinese(48,0,2);//工
        OLED_ShowCHinese(64,0,3);//作
        OLED_ShowCHinese(80,0,4);//室
        OLED_ShowString(0,2,"2024.12.14",16);
        OLED_ShowString(0,4,"Renesas RA0E1",16);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}

oled.c

oled.h

oledfont.h

bmp.h

6 结果

如主代码所示，图片和文字交替显示。

while(1)
{
        /*---------- Picture ------------*/
        OLED_Clear();//clear screen
        OLED_DrawBMP(0,0,128,8,BMP1);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        /*----------- Text ------------*/
        OLED_Clear();//clear screen
        OLED_ShowString(0,0,"RA",16);
        OLED_ShowCHinese(16,0,0);//生
        OLED_ShowCHinese(32,0,1);//态
        OLED_ShowCHinese(48,0,2);//工
        OLED_ShowCHinese(64,0,3);//作
        OLED_ShowCHinese(80,0,4);//室
        OLED_ShowString(0,2,"2024.12.14",16);
        OLED_ShowString(0,4,"Renesas RA0E1",16);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}

每隔 500ms 刷新页面一次。

7 演示视频

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8 心得体会

瑞萨 RA0E1 芯片具有高性能、功耗比和性价比等优异特性，配合 Renesas 完善的开发环境，便捷的操作和 GPIO 配置、IIC 配置等，可以实现项目的快捷开发和调试。

感谢嘉立创和瑞萨举办的开发板试用活动，希望这次活动和相关测评能够为广大电子爱好者提供参考，并在今后的项目中得到应用。

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