基于C8051单片机的OLED

谢谢 老师们辛苦了！
P7403结构示意图
OLED显示系统的工作原理：
本系统采用单片机C8051F020做为整个系统的核心部分，产 生OLED显示所需的各种控制信号，并存储OLED的显示数据； 控制电路连接了单片机与驱动电路，并向单片机和驱动电路提 供所需电源，单片机通过控制电路向驱动电路传输所需的控制 信号和显示数据；驱动电路的核心单元采用Solomon公司的 SSD1332芯片，当驱动电路获得控制信号和显示数据后，由芯 片SSD1332产生OLED所需的行驱动和列驱动的信号，驱动 OLED，并把显示数据输出到OLED上进行显示。
第四章.显示系统的设计
控制电路原理图




首先将显示数据从PC机，通过单片机存储于Data Flash之中。当程序 运行时，先将处理好的显示数据存储在外部数据存储器中。 由单片机产生时钟信号以及控制信号，按照图的时序模式，通过控制 电路输出到驱动电路，控制显示数据输出并存储在驱动芯片SSD1332 的GDDRAM之中。 外部数据存储器为单片机扩展了数据RAM，通过单片机控制存储器写 和读的方式，传输SRAM的地址数据和对应存储的数据。 在程序运行时，由单片机控制SRAM的数据的传输，将事先存储的数 据输出到驱动电路中去。
本论文选择P7403OLED显示器可以实现96×64的像素显示，显示 频幕大小为26.66×20.38mm。输入电压为9~13V，像素输入电流 15mA，可在-40~85摄氏度保存，并在-20~60摄氏度下正常工作，晶 振为0.97MHz。 P7403OLED器件通过控制电路和驱动电路，驱动并输出显示数据， 进行图片显示。从控制电路输出显示数据和命令数据，启动驱动电路 的核心芯片SSD1332，由驱动电路产生OLED显示的行、列驱动信号， 驱动P7403OLED进行显示。 驱动电路共输入64路行驱动信号和288路列驱动信号，其中288路 列驱动信号由一行中所有象素点（共96个象素点）的三基色RGB构成。
系统的控制显示



Data Flash在显示之前就已经存储了显示数据,在输出显示数据之前, 先对驱动芯片SSD1332进行初始化,设置OLED的显示模式和显示范围。 在得到开始显示的命令之后,从Data Flash中读取显示数据,在一帧图 片中,从上向下、从左向右,依次将每个像素的显示数据从单片机的P3 口输入到SSD1332,将显示数据缓存在GDDRAM中,由SSD1332的振 荡器控制SSD1332的行/列驱动模块,依次向OLED的对应像素点赋值。 在一帧图片数据输出结束后,如果单片机不再给SSD1332输出新的显 示数据,把GDDRAM中存储的数据自动输出到OLED的相应像素点,达 到静态图片显示的目的。
SSD1332驱动方式



显示数据（96×64×16位）由控制电路通过MCU接口输入到图形数 据存储器中（GDDRAM）中缓存，然后通过灰度解码器对数据进行 灰度解码，最后将解码后的显示数据发送到OLED上进行显示。 OLED的控制命令通过MCU接口输入到命令解码器中进行解码，输出 相应的时钟信号、行/列同步信号，控制OLED显示的振荡频率、驱动 电路上的电压转换模块以及OLED行/列偏移的驱动模块。 在驱动电路中的行驱动模块上，设置显示行地址，控制OLED该行的 扫描线，此时列驱动模块已锁存了存储在图形数据存储器中对应象素 点的显示数据，将显示数据依次输出到对应象素点上，在OLED上完 成该行的显示；依次对OLED上每一行由行/列驱动模块按上述方法驱 动控制，完成一帧的图像的显示。
C8051F020
FlashReady FlashCS FlashProtect FlashRest SPICLK
p37
p53 p51 p50 p02 p04 p03 P3[0:7] P10 P11 P12 P13 P14
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
IREF CS1 RES D/C R/W R/RD D[0:7]
控制命令通过MCU接口输入到控制命令解码器进行命令解码，然 后输出时钟、行同步、场同步信号，从而控制OLED显示的振荡频率、 显示器件的电压转换模块以及OLED显示内容的行列偏移量的驱动模 块。工作时，显示数据由控制电路通过MCU接口输入到GDDRAM缓 存，通过灰度解码器对数据进行解码，然后将解码后的显示数据通过 行列驱动器驱动OLED显示，OLED上即可呈现稳定的显示效果。
静态图片的显示
通过对驱动芯片SSD1332研究，可以知道：由于驱动芯片可识别的颜 色数据为2×8bit数据，与普通图片数据3×8bit数据不同，因此在PC 机上对图片数据进行数据处理。按照前文对系统的软件设计，对BMP 图片进行逐点象素处理，将3×8bit显示数据处理为R（红色）和B （蓝色）各占5位，G（绿色）占6位的2×8bit显示数据。得到驱动芯 片SSD1332所认可的显示数据。在显示的时候，首先将显示数据存储 于单片机的存储器中，然后实现静态图片的显示 。
基于C8051单片机的 OLED显示控制的研究
电子信息工程学院 答辩人：宫尚明 导师：王
答辩具体介绍内容
第一章.引言 第二章.OLED的工作原理 第三章.OLED驱动方式及驱动芯片 第四章.显示系统的设计 1.系统的硬件设计 2.系统的软件设计 第五章.总结
第一章.引言
研究的目的及意义
有机发光显示器之所以能受到青睐，是因为OLED与以CRT为代表 的第一代显示器和以LCD（Liquid Crystal Display,LCD）为代表的第 二代显示器相比，有着明显的技术优势，可总结为以下几点： OLED器件厚度薄，重量轻，非常适合应用在微显示设备中 。 全固态结构，无真空、液体物质，抗震性好，适应于巨大加速度、振 动等恶劣环境；低温特性好，可在零下40℃下正常工作。
0.1uF A[8:15] P6[0:7] VC GND D[0:7] P7[0:7] 0.1uF 10uF TEST1 TEST0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
IS62LV2568
WR RD VC 0.1uF
P47 TEST2 P46 TEST3 TEST4
10uF
VP_R VP_G 2.2uF VP_B 2.2uF VDD 1M BS1 BS2
AT45DB081
SPIMOSI SPIMISO VC 0.1uF GND 10uF
5V vcomh 0.1uF GND 10u F 4.7uF 0.1uF 4.7uF 0.1uF vcc
28 29 30 31
系统等效电路图

单片机的P3口通过控制电路与OLED驱动芯片的D0—D7连接。单 片OLED显示系统主要由单片机C8051F020芯片、SRAM IS63LV1024芯片和DataFlash AT45DB081芯片构成。将显示数据存 储到Data Flash之中，在单片机上产生OLED的控制信号，通过单片 机的P3口，将控制数据和显示数据输出到驱动芯片SSD1332之中， 完成对显示系统驱动电路的控制工作。 C8051F020单片机与驱动芯片SSD1332之间主要实现如下的信息交互 传输的工作： (1)C8051F020 MUC向OLED显示屏输出图像显示数据； (2)产生并输出驱动芯片SSD1332所需的显示控制命令； (3)单片机从PC机上接收传来的图像显示数据。

维信诺研发的可弯折柔性OLED显示器
第二章.OLED的工作原理
小分子材料的有机发光显示器（Organic lighting emitting device， OLED）的发光过程和原理为：用ITO（Indium-tin-oxide）透明电极 和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和 空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，被注入的电子和空 穴在有机层内传输，并在发光层内复合，从而激发发光层分子形成激 子，激子辐射衰减而发光。



主动发光，视角很宽，不会有选择视角的问题。
速度快，OLED器件单个像素的响应速度约为微秒级别，比LCD元件 快2-3个数量级。 OLED采用的二极管是主动发光的，因此不需要背面光源，发光转化 效率高，功耗比液晶低。

OLED能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。 因为OLED每一个发光元素都像一个小的灯泡，当关闭时可以使对比 度趋近无穷大。 综上所述，OLED技术远远优越于现有的LCD技术。因此，有人预言 OLED是未来替换LCD的新一代显示器件。
第三章.OLED驱动方式及驱动芯片
驱动芯片SSD1332采用无源矩阵驱动பைடு நூலகம்式
SSD1332控制结构图
SSD1332主要由命令译码器、命令接口、串行接口、振荡器、显示 时序发生器、灰度译码期、OLED驱动电流控制块、SEG电流源 /COM开关和图形显示数据存储器（GDDRAM）9部分组成。图形显 示数据存储器（Graphic Display Data RAM，GDDRAM）是一个静 态存储器，可以存储一帧的显示数据，其存储空间为96×64×12bit。 采用柔软材料制成，可以通过软件选择方式由行、列驱动模块向 OLED输出。