之前发帖：

【瑞萨RA4系列开发板体验】1. 新建工程+按键控制LED

【瑞萨RA4系列开发板体验】2. KEIL环境搭建+STLINK调试+FreeRTOS使用

【瑞萨RA4系列开发板体验】3. KEIL下UART实现printf与scanf重定向

【瑞萨RA4系列开发板体验】4. PWM驱动LED

前言

瑞萨单片机上有一个IIC接口引出来了，正好可以用来接上一个IIC驱动的OLED，本文将讲解如何使用IIC来驱动OLED屏显示。 本文的试验是基于KEIL5完成，E2上类似。

本文实现如下功能：

1. IIC驱动在RASC上配置；
2. OLED驱动程序编写；
3. 使用取模工具取模汉字；
4. 驱动OLED显示汉字。

硬件连接

如下图，我们可以看到板子上自带了一个I2C的接口，连接到了P408与P409。

查看数据手册，也可以知道P408与P409的引脚映射关系。

RASC配置

知道了引脚连接，我们就可以开始进行驱动的配置了，打开RASC，怎么打开不在细说，参考我之前的文章。

本来打算使用IIC的硬件的，但是因为IIC硬件只有两路，为IIC0与IIC1，并且都没有连接到P408与P409，所以只能使用SCI作为IIC的硬件资源使用。

看原理图中的说明，应该是使用SCI3，经过尝试，SCI可以用作为SCL3与SDA3使用。

配置SCI3作为IIC使用

如下图所示，在Pins界面下配置SCI3作为simple I2C使用，会自动选择SCL3为P408，SDA3为P409。

配置IIC资源

在Stacks界面下，新建Stack,如下：

配置IIC属性，修改Channel为3，设置OLED的IIC驱动地址，此处只能设置7Bit，所以设置为0x3C，设置模式为快速模式，可以加快速度。最后设置回调函数。

完成此步骤表明已经设置完成，点击生成，等待生成配置文件。

然后关闭RASC，不然KEIL不能编辑修改。

汉字取模

汉字取模需要使用工具PCtoLCD2002，该工具在网上可以直接百度下载。

取模方式设置

取模有多种方式，最要是根据代码实现不同取模方式不同，本文的代码取模方式为：共阴、逐列式、顺向输出。

如下图：

输入汉字，取模

设置完成之后，输入汉字，然后生成字模，如下图：

将字模代码放到数组中

生成的字符代码放置到数组hz_code中，并且将取模的汉字写在一个数组hz_char中，使用这种方式可以实现调用显示汉字函数时直接输入汉字就可以显示，不用再输入汉字在数组中的索引，使用起来继伟方便。

代码实现

I2C初始化

新建app_hw_i2c.c文件，填写如下内容：

/*
@hehung
2022-12-04
*/

#include "hal_data.h"
#include "app_hw_i2c.h"

/* I2C使用的全局变量 */
i2c_master_event_t i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;

/* Initialize for I2c driver */
void I2c_Init(void)
{
	fsp_err_t err;
	
	err = R_SCI_I2C_Open(&g_sci3_i2c_ctrl, &g_sci3_i2c_cfg);
	assert(FSP_SUCCESS == err);
}

/* I2C的回调函数 */
void sci3_i2c_master_callback(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{
    i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
	
    if (NULL != p_args)
    {
        /* capture callback event for validating the i2c transfer event*/
        i2c_event = p_args->event;
    }
}

新建app_hw_i2c.h文件，填写如下内容：

/*
@hehung
2022-12-04
*/

#ifndef APP_HW_I2C_H_
#define APP_HW_I2C_H_

#include "hal_data.h"

extern i2c_master_event_t i2c_event;

extern void I2c_Init(void);

#endif /* APP_OLED_H_ */

OLED驱动代码

新建app_oled.c，填写如下代码，代码是基于我之前的项目修改而来，支持中文显示，并且支持直接输入中文显示。

/*
@hehung
2022-12-04
*/

//OLED
#include "hal_data.h"
#include "codetab.h"
#include "app_oled.h"
#include "app_hw_i2c.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>

//OLED的显存
//存放格式如下.
//[0]0 1 2 3 ... 127
//[1]0 1 2 3 ... 127
//[2]0 1 2 3 ... 127
//[3]0 1 2 3 ... 127
//[4]0 1 2 3 ... 127
//[5]0 1 2 3 ... 127
//[6]0 1 2 3 ... 127
//[7]0 1 2 3 ... 127
uint8_t OLED_GRAM[128][8];

/*********************OLED写数据函数************************************/
void OLED_WrDat(unsigned char IIC_Data)
{
	fsp_err_t err;
	uint32_t timeout_ms = 100;
    uint8_t i2c_transmitter[2]={0x40, IIC_Data};

//    i2c_transmitter[0] = 0x40;
//    i2c_transmitter[1] = IIC_Data;

	err = R_SCI_I2C_Write(&g_sci3_i2c_ctrl, i2c_transmitter, 0x02, true);
	assert(FSP_SUCCESS == err);
	
	/* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/
	while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms>0)
	{
		R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
		timeout_ms--;
	}
	
	if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event)
	{
		__BKPT(0);
	}
	/* Read data back from the I2C slave */
	i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
}

/*********************OLED写命令函数************************************/
void OLED_WrCmd(unsigned char IIC_Command)
{
	fsp_err_t err;
	uint32_t timeout_ms = 100;
    uint8_t i2c_transmitter[2]={0x00, IIC_Command};

//    i2c_transmitter[0] = 0x00;
//    i2c_transmitter[1] = IIC_Command;
	
	err = R_SCI_I2C_Write(&g_sci3_i2c_ctrl, i2c_transmitter, 0x02, true);
	assert(FSP_SUCCESS == err);
	
	/* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/
	while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms>0)
	{
		R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
		timeout_ms--;
	}
	
	if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event)
	{
		__BKPT(0);
	}
	/* Read data back from the I2C slave */
	i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
}

//--------------------------------------------------------------
// Prototype      : void OLED_OFF(void)
// Calls          :
// Parameters     : none
// Description    : 让OLED休眠 -- 休眠模式下,OLED功耗不到10uA
//--------------------------------------------------------------
void OLED_OFF(void)
{
    OLED_WrCmd(0X8D);
    OLED_WrCmd(0X10);
    OLED_WrCmd(0XAE);
}


//--------------------------------------------------------------
// Prototype      : void OLED_ON(void)
// Calls          :
// Parameters     : none
// Description    : 将OLED从休眠中唤醒
//--------------------------------------------------------------
void OLED_ON(void)
{
    OLED_WrCmd(0X8D);
    OLED_WrCmd(0X14);
    OLED_WrCmd(0XAF);
}

//x1,y1,x2,y2 填充区域的对角坐标
//确保x1<=x2;y1<=y2 0<=x1<=127 0<=y1<=63
//dot:0,清空;1,填充
void OLED_Fill(uint8_t x1,uint8_t y1,uint8_t x2,uint8_t y2,uint8_t dot)
{
    uint8_t x,y;
    for(x=x1;x<=x2;x++)
        for(y=y1;y<=y2;y++)
            OLED_DrawPoint(x,y,dot);
    OLED_Refresh_Gram();//更新显示
}

//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!
void OLED_Clear(void)
{
    uint8_t i,n;
    for(i=0;i<8;i++)
        for(n=0;n<128;n++)
            OLED_GRAM[n][i]=0X00;
    OLED_Refresh_Gram();//更新显示
}

/*********************OLED初始化************************************/
void OLED_Init(void)
{
	R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

    OLED_WrCmd(0xAE); //关闭显示
    OLED_WrCmd(0xD5); //设置时钟分频因子,震荡频率
    OLED_WrCmd(80);   //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率
    OLED_WrCmd(0xA8); //设置驱动路数
    OLED_WrCmd(0X3F); //默认0X3F(1/64)
    OLED_WrCmd(0xD3); //设置显示偏移
    OLED_WrCmd(0X00); //默认为0

    OLED_WrCmd(0x40); //设置显示开始行 [5:0],行数.

    OLED_WrCmd(0x8D); //电荷泵设置
    OLED_WrCmd(0x14); //bit2，开启/关闭
    OLED_WrCmd(0x20); //设置内存地址模式
    OLED_WrCmd(0x02); //[1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10;
    OLED_WrCmd(0xA1); //段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127;
    OLED_WrCmd(0xC0); //设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数
    OLED_WrCmd(0xDA); //设置COM硬件引脚配置
    OLED_WrCmd(0x12); //[5:4]配置

    OLED_WrCmd(0x81); //对比度设置
    OLED_WrCmd(0xEF); //1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮)
    OLED_WrCmd(0xD9); //设置预充电周期
    OLED_WrCmd(0xf1); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;
    OLED_WrCmd(0xDB); //设置VCOMH 电压倍率
    OLED_WrCmd(0x30); //[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc;

    OLED_WrCmd(0xA4); //全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏)
    OLED_WrCmd(0xA6); //设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示
    OLED_WrCmd(0xAF); //开启显示

    OLED_Clear();
}

//更新显存到LCD
void OLED_Refresh_Gram(void)
{
    uint8_t i,n;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        OLED_WrCmd (0xb0+i);    //设置页地址（0~7）
        OLED_WrCmd (0x00);      //设置显示位置—列低地址
        OLED_WrCmd (0x10);      //设置显示位置—列高地址
        for(n=0;n<128;n++)
            OLED_WrDat(OLED_GRAM[n][i]);
    }
}

//画点
//x:0~127
//y:0~63
//t:1 填充 0,清空
void OLED_DrawPoint(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t t)
{
    uint8_t pos,bx,temp=0;
    if(x>127||y>63)return;//超出范围了.
    pos=7-y/8;
    bx=y%8;
    temp=(uint8_t)(1U<<(7U-bx));
    if(t)
        OLED_GRAM[x][pos]|=temp;
    else
        OLED_GRAM[x][pos]&=~temp;
}

//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//mode:0,反白显示;1,正常显示
//size:选择字体 16/12
void OLED_ShowChar(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t chr,uint8_t size,uint8_t mode)
{
    uint8_t temp,t,t1;
    uint8_t y0=y;
    uint8_t csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);      //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数
    chr=chr-' ';//得到偏移后的值
    for(t=0;t<csize;t++)
    {
        if(size==12)temp=asc2_1206[chr][t];         //调用1206字体
        else if(size==16)temp=asc2_1608[chr][t];    //调用1608字体
        else if(size==24)temp=asc2_2412[chr][t];    //调用2412字体
        else return;                                //没有的字库
        for(t1=0;t1<8;t1++)
        {
            if(temp&0x80)
                OLED_DrawPoint(x,y,mode);
            else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
            temp<<=1;
            y++;
            if((y-y0)==size)
            {
                y=y0;
                x++;
                break;
            }
        }
    }
}

//显示字符串
//x,y:起点坐标
//size:字体大小
//*p:字符串起始地址
void OLED_ShowString(uint8_t x,uint8_t y,const uint8_t *p,uint8_t size,uint8_t mode)
{
    while((*p<='~')&&(*p>=' '))//鍒ゆ柇鏄笉鏄潪娉曞瓧绗?
    {
        if(x>(128-(size/2))){x=0;y+=size;}
        if(y>(64-size)){y=x=0;OLED_Clear();}
        OLED_ShowChar(x,y,*p,size,mode);
        x+=size/2;
        p++;
    }

}

//m^n函数
uint32_t mypow(uint8_t m, uint8_t n)
{
    uint32_t result = 1;

    while(n--)
        result *= m;

    return result;
}
//显示2个数字
//x,y :起点坐标
//len :数字的位数
//size:字体大小
//mode:模式  0,填充模式;1,叠加模式
//num:数值(0~4294967295);
void OLED_ShowNum(uint8_t x, uint8_t y, uint32_t num, uint8_t len, uint8_t size, uint8_t mode)
{
    uint8_t t, temp;
    uint8_t enshow = 0;

    for(t=0; t<len; t++)
    {
        temp = (num / mypow(10,len-t-1)) % 10;
        if((enshow == 0) && (t < (len-1)))
        {
            if(temp == 0)
            {
                OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,'0',size, mode);

                continue;
            }
            else
                enshow = 1;
        }
        OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,temp+'0',size, mode);
    }
}

//在指定位置显示一个汉字
//x:0~127
//y:0~63
//hz_c:输入汉字，汉字需要先建模
//mode:0,反白显示;1,正常显示
void OLED_ShowHz(uint8_t x, uint8_t y, const char hz_c[], uint8_t mode)
{
    uint8_t temp, t, t1;
    uint8_t y0 = y;
    uint8_t csize = 32u;
    uint8_t chr = 0;
    uint8_t flag = 0;

    for (t=0; t<(sizeof(hz_char)/sizeof(hz_char[0])); t++)
    {
        if(strcmp(hz_char[t], hz_c) == 0)
        {
            chr = t;
            flag = 1;    //找到了建模的汉字
            break;
        }
    }

    if(1 == flag)
    {
        chr <<= 1u;

        for(t=0; t<csize; t++)
        {
            if(16U == t)
                chr += 1;

            temp=(0 == mode) ? (hz_code[chr][t%16]):(~hz_code[chr][t%16]);

            for(t1=0; t1<8; t1++)
            {
                if(temp & 0x80)
                    OLED_DrawPoint(x, y, 0);
                else
                    OLED_DrawPoint(x, y, 1);

                temp <<= 1;
                y++;
                if(16U == (y-y0))
                {
                    y = y0;
                    x++;
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

//显示连续的汉字,一行显示，一行128像素，最多显示8个
//hz_len: 要显示的函数的长度
//汉字大小为16像素，其他像素的汉字暂时不支持
//一个汉字的长度为三个字节，并且包含一个结束符
void OLED_ShowHzStringRow(uint8_t x, uint8_t y, const char *hz_s, uint8_t mode)
{
    uint8_t i;
    char chr[4];
    uint8_t len;

    len = (uint8_t)strlen(hz_s);    //计算汉字字符串的长度

    for(i=0; i<(len-1); i+=3)
    {
        sprintf(chr, "%c%c%c", hz_s[i], hz_s[i+1], hz_s[i+2]);
        OLED_ShowHz(x+(uint8_t)((i/3U)<<4U), y, chr, mode);
    }
}

//显示连续的汉字，一列显示，一列64像素最多显示4个
//hz_len: 要显示的函数的长度
//汉字大小为16像素，其他像素的汉字暂时不支持
//一个汉字的长度为三个字节，并且包含一个结束符
void OLED_ShowHzStringColumn(uint8_t x, uint8_t y, const char *hz_s, uint8_t mode)
{
    uint8_t i;
    char chr[4];
    uint8_t len;

    len = (uint8_t)strlen(hz_s);    //计算汉字字符串的长度

    for(i=0; i<(len-1); i+=3)
    {
        sprintf(chr, "%c%c%c", hz_s[i], hz_s[i+1], hz_s[i+2]);
        OLED_ShowHz(x, y+(uint8_t)((i/3U)<<4U), chr, mode);
    }
}

//在指定位置显示一个汉字
//x:0~127
//y:0~63
//chr:汉字的索引
//mode:0,反白显示;1,正常显示
void OLED_ShowHzFromIndex(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t chr, uint8_t mode)
{
    uint8_t temp, t, t1;
    uint8_t y0 = y;
    uint8_t csize = 32u;

    chr <<= 1u;

    for(t=0; t<csize; t++)
    {
        if(16U == t)
            chr += 1;

        temp=(0 == mode) ? (hz_code[chr][t%16]):(~hz_code[chr][t%16]);

        for(t1=0; t1<8; t1++)
        {
            if(temp & 0x80)
                OLED_DrawPoint(x, y, 0);
            else
                OLED_DrawPoint(x, y, 1);

            temp <<= 1;
            y++;
            if(16U == (y-y0))
            {
                y = y0;
                x++;
                break;
            }
        }
    }
}

//OLED字符串连续显示函数
void OLED_HzStringFromIndex(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t chr_S, uint8_t chr_E, uint8_t mode)
{
    uint8_t i;

    for(i=chr_S; i<=chr_E; i++)
    {
        OLED_ShowHzFromIndex(x+16*(i-chr_S), y, i, mode);
    }
}

新建app_oled.h，填写如下代码：

/*
@hehung
2022-12-04
*/

#ifndef APP_OLED_H_
#define APP_OLED_H_

#include "stdint.h"


#define I2C_SLAVE_OLED_ADDRESS7   0x78

extern void OLED_Init(void);

extern void OLED_Fill(uint8_t x1,uint8_t y1,uint8_t x2,uint8_t y2,uint8_t dot);
extern void OLED_Clear(void);

extern void OLED_Refresh_Gram(void);
extern void OLED_DrawPoint(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t t);
extern void OLED_ShowHz(uint8_t x, uint8_t y, const char hz_c[], uint8_t mode);
extern void OLED_ShowChar(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t chr,uint8_t size,uint8_t mode);
extern void OLED_ShowNum(uint8_t x, uint8_t y, uint32_t num, uint8_t len, uint8_t size, uint8_t mode);
extern void OLED_ShowString(uint8_t x,uint8_t y,const uint8_t *p,uint8_t size,uint8_t mode);
extern void OLED_ShowBMP(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t mode,uint8_t bmp[][16],uint32_t len);
extern void OLED_ShowHz(uint8_t x, uint8_t y, const char hz_c[], uint8_t mode);
extern void OLED_ShowHzStringRow(uint8_t x, uint8_t y, const char *hz_s, uint8_t mode);
extern void OLED_ShowHzStringColumn(uint8_t x, uint8_t y, const char *hz_s, uint8_t mode);
extern void OLED_ShowHzFromIndex(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t chr, uint8_t mode);

#endif /* APP_OLED_H_ */

主函数驱动代码

在main_entry()中填写如下代码。

显示瑞萨单片机的名称；

显示电子发烧友汉字；

显示我的名字。

void hal_entry(void)
{
	/* Initialize the uart for implement the 'printf' and 'scanf' */
	Uart_Init();
	
	/* Initialize the I2c */
	I2c_Init();
	
	/* initialize the OLED */
	OLED_Init();

	OLED_ShowString(12, 0, (const uint8_t*)"R7FA4M2AD3CFP", 16, 1);
    OLED_ShowHzStringRow(32, 24, (const char*)"电子发烧友", 1);
    OLED_ShowString(64, 48, (const uint8_t*)"--hehung", 16, 1);
    OLED_Refresh_Gram();
	
	while (1) 
	{
	
	}

#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

效果展示

如下: