【树莓派5 测评】--6.OLED显示

dirty123

      树莓派5有硬件I2C接口，这里准备了128*64分辨率ssd1306 OLED屏，本篇讲述使用wringpi库，C语言代码驱动OLED做显示。
一.准备工作
1.安装wringpi库。前面以讲述不赘述。
2.打开树莓派5的I2C接口。sudo raspi-config命令 或开始菜单路径下配置，也不赘述。
3.查询引脚后，oled与开发板连接好。

图1:查询I2C引脚

oled模块   树莓派5
VCC      3.3V
GND      0V
SCL      SCL.1
SDA      SDA.1
      这里把前面实现过的DHT11也接在开发板上，oled上做温湿度显示。
4.安装i2c工具
sudo apt-get install i2c-toolssudo apt-get install i2c-tools
5.测试oled连接情况，如连接好可看到设备地址
sudo i2cdetect -y 1

图2:OLED屏i2c连接情况

二.代码编写，界面设计
1.ssd1306写命令函数

1. void ssd1306_command(unsigned int c)
   
2. {
   
3.         // I2C
   
4.         unsigned int control = 0x00;    // Co = 0, D/C = 0
   
5.         wiringPiI2CWriteReg8(i2cd, control, c);
   
6. }

复制代码

2.ssd1306初始化

1. void ssd1306_begin(unsigned int vccstate, unsigned int i2caddr)
   
2. {
   
3.         // I2C Init
   
4. 
   
5.         _vccstate = vccstate;
   
6. 
   
7.         i2cd = wiringPiI2CSetup(i2caddr);
   
8.         if (i2cd < 0) {
   
9.                 fprintf(stderr, "ssd1306_i2c : Unable to initialise I2C:\n");
   
10.                 return;
    
11.         }
    
12.         // Init sequence
    
13.         ssd1306_command(SSD1306_DISPLAYOFF);    // 0xAE
    
14.         ssd1306_command(SSD1306_SETDISPLAYCLOCKDIV);    // 0xD5
    
15.         ssd1306_command(0x80);  // the suggested ratio 0x80
    
16. 
    
17.         ssd1306_command(SSD1306_SETMULTIPLEX);  // 0xA8
    
18.         ssd1306_command(SSD1306_LCDHEIGHT - 1);
    
19. 
    
20.         ssd1306_command(SSD1306_SETDISPLAYOFFSET);      // 0xD3
    
21.         ssd1306_command(0x0);   // no offset
    
22.         ssd1306_command(SSD1306_SETSTARTLINE | 0x0);    // line #0
    
23.         ssd1306_command(SSD1306_CHARGEPUMP);    // 0x8D
    
24.         if (vccstate == SSD1306_EXTERNALVCC) {
    
25.                 ssd1306_command(0x10);
    
26.         } else {
    
27.                 ssd1306_command(0x14);
    
28.         }
    
29.         ssd1306_command(SSD1306_MEMORYMODE);    // 0x20
    
30.         ssd1306_command(0x00);  // 0x0 act like ks0108
    
31.         ssd1306_command(SSD1306_SEGREMAP | 0x1);
    
32.         ssd1306_command(SSD1306_COMSCANDEC);
    
33. 
    
34. #if defined SSD1306_128_32
    
35.         ssd1306_command(SSD1306_SETCOMPINS);    // 0xDA
    
36.         ssd1306_command(0x02);
    
37.         ssd1306_command(SSD1306_SETCONTRAST);   // 0x81
    
38.         ssd1306_command(0x8F);
    
39. 
    
40. #elif defined SSD1306_128_64
    
41.         ssd1306_command(SSD1306_SETCOMPINS);    // 0xDA
    
42.         ssd1306_command(0x12);
    
43.         ssd1306_command(SSD1306_SETCONTRAST);   // 0x81
    
44.         if (vccstate == SSD1306_EXTERNALVCC) {
    
45.                 ssd1306_command(0x9F);
    
46.         } else {
    
47.                 ssd1306_command(0xCF);
    
48.         }
    
49. 
    
50. #elif defined SSD1306_96_16
    
51.         ssd1306_command(SSD1306_SETCOMPINS);    // 0xDA
    
52.         ssd1306_command(0x2);   // ada x12
    
53.         ssd1306_command(SSD1306_SETCONTRAST);   // 0x81
    
54.         if (vccstate == SSD1306_EXTERNALVCC) {
    
55.                 ssd1306_command(0x10);
    
56.         } else {
    
57.                 ssd1306_command(0xAF);
    
58.         }
    
59. 
    
60. #endif
    
61.         ssd1306_command(SSD1306_SETPRECHARGE);  // 0xd9
    
62.         if (vccstate == SSD1306_EXTERNALVCC) {
    
63.                 ssd1306_command(0x22);
    
64.         } else {
    
65.                 ssd1306_command(0xF1);
    
66.         }
    
67.         ssd1306_command(SSD1306_SETVCOMDETECT); // 0xDB
    
68.         ssd1306_command(0x40);
    
69.         ssd1306_command(SSD1306_DISPLAYALLON_RESUME);   // 0xA4
    
70.         ssd1306_command(SSD1306_NORMALDISPLAY); // 0xA6
    
71. 
    
72.         ssd1306_command(SSD1306_DEACTIVATE_SCROLL);
    
73. 
    
74.         ssd1306_command(SSD1306_DISPLAYON);     // --turn on oled panel
    
75. }

复制代码

     oled驱动基本是在ssd1306_command函数配合寄存器命令构建。
3.关于界面显示数据源函数，这里选取部分

1. //获取时间
   
2. time(&now);
   
3. timenow = localtime(&now);

复制代码

1. //获取IP
   
2. char* GetLocalIp(void)
   
3. {
   
4.     int MAXINTERFACES=16;
   
5.     char *ip;
   
6.     int fd, intrface, retn = 0;
   
7.     struct ifreq buf[MAXINTERFACES];
   
8.     struct ifconf ifc;
   
9. 
   
10.     if ((fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) >= 0)
    
11.     {
    
12.         ifc.ifc_len = sizeof(buf);
    
13.         ifc.ifc_buf = (caddr_t)buf;
    
14.         if (!ioctl(fd, SIOCGIFCONF, (char *)&ifc))
    
15.         {
    
16.             intrface = ifc.ifc_len / sizeof(struct ifreq);
    
17. 
    
18.             while (intrface-- > 0)
    
19.             {
    
20.                 if (!(ioctl (fd, SIOCGIFADDR, (char *) &buf[intrface])))
    
21.                 {
    
22.                     ip=(inet_ntoa(((struct sockaddr_in*)(&buf[intrface].ifr_addr))->sin_addr));
    
23.                     break;
    
24.                 }
    
25.             }
    
26.         }
    
27.         close (fd);
    
28.         return ip;
    
29.     }
    
30. }
    

复制代码

1. //获取CPU温度
   
2. int get_cpu_temp()
   
3. {
   
4.     FILE *fd;
   
5.     int temp;
   
6.     char buff[256];
   
7. 
   
8.     fd = fopen("/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp","r");
   
9.     fgets(buff,sizeof(buff),fd);
   
10.     sscanf(buff, "%d", &temp);
    
11. 
    
12.     fclose(fd);
    
13. 
    
14.     return temp/1000;
    
15. }

复制代码

1. //获取内存占用
   
2. MEM_PACK get_memocupy()
   
3. {
   
4.     FILE *fd;
   
5.     int n;
   
6.     double mem_total,mem_used_rate;
   
7.     char buff[256];
   
8.     MEM_OCCUPY *m = (MEM_OCCUPY*)malloc(sizeof(MEM_OCCUPY));
   
9.     MEM_PACK p;
   
10. 
    
11.     fd = fopen("/proc/meminfo", "r");
    
12. 
    
13.     fgets(buff,sizeof (buff), fd);
    
14.     sscanf(buff, "%s %lu %s\n", m->name, &m->total, m->name2);
    
15.     mem_total = m->total;
    
16.     fgets(buff,sizeof (buff),fd);
    
17.     sscanf(buff, "%s %lu %s\n", m->name, &m->total,m->name2);
    
18.     mem_used_rate = (1 - m->total/mem_total)*100;
    
19.     mem_total = mem_total/(1024*1024);
    
20.     p.total = mem_total;
    
21.     p.used_rate = mem_used_rate;
    
22.     fclose(fd);
    
23.     free(m);
    
24.     return p;
    
25. }

复制代码

4.界面设计
      设计思想是在main函数初始化与参数轮询更新，在Display定时刷新显示。工程目录如下。

图3:工程目录

①main函数

1. void main()
   
2. {
   
3.     #if DHT11_USE
   
4.     printf("PIN:%d\n", pinNumber);
   
5.         
   
6.         if (-1 == wiringPiSetup()) {
   
7.                 printf("Setup wiringPi failed!");
   
8.                 return;
   
9.         }
   
10.         pinMode(pinNumber, OUTPUT); // set mode to output
    
11.         digitalWrite(pinNumber, 1); // output a high level
    
12.    
    
13.     #endif
    
14.    
    
15.     printf("Run OLED\n");
    
16.     //屏幕初始化
    
17.     ssd1306_begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SSD1306_I2C_ADDRESS);
    
18.     //绑定定时器执行函数
    
19.     signal(SIGALRM, Display);
    
20.     //定时器启用中断 每0.5s执行一次，就是2帧
    
21.     set_timer();
    
22.     while (1)
    
23.     {
    
24.         #if DHT11_USE
    
25.         pinMode(pinNumber, OUTPUT); // set mode to output
    
26.                 digitalWrite(pinNumber, 1); // output a high level
    
27.                 //delay(3000);
    
28.                 if (readSensorData())
    
29.                 {
    
30.                         printf("Sensor data read ok!\n");
    
31.                         printf("RH:%d.%d\n", (databuf >> 24) & 0xff, (databuf >> 16) & 0xff);
    
32.                         printf("TMP:%d.%d\n", (databuf >> 8) & 0xff, databuf & 0xff);
    
33.                         //databuf = 0;
    
34.                 }
    
35.                 else
    
36.                 {
    
37.                         printf("Sensor dosent ans!\n");
    
38.                         databuf = 0;
    
39.                 }
    
40.         #endif
    
41.         
    
42.         //获取时间
    
43.         time(&now);
    
44.         timenow = localtime(&now);
    
45. 
    
46.         //获取IP
    
47.         IP_address=GetLocalIp();
    
48. 
    
49.         //获取CPU温度
    
50.         temp = get_cpu_temp();
    
51. 
    
52.         //获取CPU占用
    
53.         get_cpuoccupy((CPU_OCCUPY*)&cpu_stat1);
    
54.         sleep(10);
    
55.         get_cpuoccupy((CPU_OCCUPY*)&cpu_stat2);
    
56.         cpu = cal_cpuoccupy((CPU_OCCUPY *)&cpu_stat1,(CPU_OCCUPY*)&cpu_stat2);
    
57. 
    
58.         //获取内存占用
    
59.         mem = get_memocupy();
    
60. 
    
61.         //获取实时流量
    
62.         getCurrentDownloadRates(&start_download_rates);    //获取当前流量，并保存在start_download_rates
    
63.         sleep(3);     //休眠多少秒，这个值根据宏定义中的WAIT_SECOND的值来确定
    
64.         getCurrentDownloadRates(&end_download_rates);    //获取当前流量，并保存在end_download_rates里
    
65.                 Byte=(end_download_rates - start_download_rates) / 3;
    
66. 
    
67. 
    
68.         //获取当前磁盘的使用情况
    
69.         get_disk_occupy(&used);
    
70. 
    
71.     }
    
72. }

复制代码

②界面设计刷新

1. oid Display(int m)
   
2. {
   
3.     //清屏
   
4.     ssd1306_clearDisplay();
   
5.    
   
6.     ssd1306_drawString("Hi,Raspberry_Pi5 !");
   
7.     ssd1306_drawString("\r\n");
   
8.    
   
9.    
   
10.     //显示时间
    
11.     ssd1306_drawString("    -  -       :  :");
    
12.     OLED_ShowNum(0,8,timenow->tm_year+1900,4,1);
    
13.     OLED_ShowNum(30,8,timenow->tm_mon,2,1);
    
14.     OLED_ShowNum(48,8,timenow->tm_mday,2,1);
    
15.     OLED_ShowNum(66+12,8,timenow->tm_hour,2,1);
    
16.     OLED_ShowNum(82+12,8,timenow->tm_min,2,1);
    
17.     OLED_ShowNum(100+12,8,timenow->tm_sec,2,1);
    
18.     ssd1306_drawString("\r\n");
    
19. 
    
20.    
    
21.     //显示IP
    
22.     ssd1306_drawString("IP=");
    
23.     ssd1306_drawString(IP_address);
    
24.     ssd1306_drawString("\r\n");
    
25. 
    
26.     //显示CPU温度
    
27.     ssd1306_drawString("CPU Temperature=   C");
    
28.     OLED_ShowNum(96,24,temp,2,0);
    
29.     ssd1306_drawString("\r\n");
    
30. 
    
31.     //显示CPU占用
    
32.     ssd1306_drawString("CPU usage=   %");
    
33.     OLED_ShowNum(61,32,cpu,2,0);
    
34.     ssd1306_drawString("\r\n");
    
35. 
    
36.     //显示运存占用
    
37.     ssd1306_drawString("mem use rate=  %");
    
38.     OLED_ShowNum(78,40,mem.used_rate,2,0);
    
39.     ssd1306_drawString("\r\n");
    
40. 
    
41.     #if DHT11_USE
    
42.     //DHT11 温湿度显示
    
43.     ssd1306_drawString("RH=  .  ,TEMP=  .  C");
    
44.     OLED_ShowNum(20,48,(databuf >> 24) & 0xff,2,1);
    
45.     OLED_ShowNum(35,48,(databuf >> 16) & 0xff,1,1);
    
46.     OLED_ShowNum(85,48,(databuf >> 8) & 0xff,2,1);
    
47.     OLED_ShowNum(105,48,databuf & 0xff,1,1);
    
48.     ssd1306_drawString("\r\n");
    
49.     //databuf = 0;
    
50.     #else
    
51.     //显示适时网速   
    
52.     ssd1306_drawString("Download=       B/s");
    
53.     OLED_ShowNum(54,48,Byte,6,1);
    
54.     ssd1306_drawString("\r\n");
    
55.     #endif
    
56. 
    
57.     //显示适时磁盘读写
    
58.     ssd1306_drawString("Disk used=");
    
59.     ssd1306_drawString(used);
    
60. 
    
61.     ssd1306_display();
    
62. }
    

复制代码

5.编译运行
①编译
gcc oled.c ssd1306_i2c.c dht11.c  -lwiringPi -o oled
这里将oled.c，ssd1306.c和dht11.c 分别编译后链接成oled可执行文件，-l用来指定依赖库
②运行
./oled

图4:编译运行

三.OLED显示效果与开机固化程序
1.OLED显示效果
      执行上述，OLED开始显示运行，效果如下

图5:OLED显示效果

2.将程序固化到开机启动
①pwd获取执行文件所在路径

图6:获取可执行文件路径

②添加开机自启
sudo vim /etc/rc.local

③在exit()之前添加,格式nohup (编译好oled文件的全名--带路径的) &
nohup /home/cool/project/code/oled_combine/oled &
④关机断电后上电，查看效果
sudo reboot
断电后开机，可以看到图5所示效果，说明固化开机程序生效。


      至此，实现了树莓派5驱动OLED显示，且应用丰富。