目錄

OLED設(shè)備層驅(qū)動開發(fā)

如何抽象一個OLED

完成OLED的功能

初始化OLED

清空屏幕

刷新屏幕與光標設(shè)置1

刷新屏幕與光標設(shè)置2

刷新屏幕與光標設(shè)置3

繪制一個點

反色

區(qū)域化操作

區(qū)域置位

區(qū)域反色

區(qū)域更新

區(qū)域清空

測試我們的抽象

整理一下，我們應(yīng)該如何使用？

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在上一篇博客：從0開始使用面對對象C語言搭建一個基于OLED的圖形顯示框架2-CSDN博客中，我們完成了協(xié)議層的抽象，現(xiàn)在讓我們更近一步，完成對設(shè)備層的抽象。

OLED設(shè)備層驅(qū)動開發(fā)

現(xiàn)在，我們終于來到了最難的設(shè)備層驅(qū)動開發(fā)。在這里，我們抽象出來了一個叫做OLED_Device的東西，我們終于可以關(guān)心的是一塊OLED，他可以被打開，被設(shè)置，被關(guān)閉，可以繪制點，可以繪制面，可以清空，可以反色等等。（畫畫不是這個層次該干的事情，要知道，繪制一個圖形需要從這個設(shè)備可以被繪制開始，也就是他可以畫點，畫面開始！）

所以，離我在這篇總覽中從0開始使用面對對象C語言搭建一個基于OLED的圖形顯示框架-CSDN博客提到的繪制一個多級菜單還是有一些遙遠的。飯一口口吃，事情一步步做，這急不得，一著急反而會把我們精心維護的抽象破壞掉。

代碼在MCU_Libs/OLED/library/OLED at main · Charliechen114514/MCU_Libs (github.com)，兩個文件夾都有所涉及，所以本篇的代碼量會非常巨大。請各位看官合理安排。

如何抽象一個OLED

協(xié)議層上，我們抽象了一個IIC協(xié)議?，F(xiàn)在在設(shè)備層上，我們將進一步抽象一個OLED。上面筆者提到了，一個OLED可以被開啟，關(guān)閉，畫點畫面，反色等等操作，他能干！他如何干是我們馬上要做的事情?，F(xiàn)在，我們需要一個OLED句柄。這個OLED句柄代表了背后使用的通信協(xié)議和它自身相關(guān)的屬性信息，而不必要外泄到其他模塊上去。所以，封裝一個這樣的抽象變得很有必要。

OLED的品種很多，分法也很多，筆者順其自然，打算封裝一個這樣的結(jié)構(gòu)體

typedef struct __OLED_Handle_Type{/* driver types announced the way we explain the handle */OLED_Driver_Type ? ? ?  stored_handle_type;/* handle data types here */OLED_Handle_Private ? ? private_handle;
}OLED_Handle;

讓我來解釋一下：首先，我們的OLED品種很多，程序如何知道你的OLED如何被解釋呢？stored_handle_type標識的類型來決定采取何種行動解釋。。。什么呢？解釋我們的private_handle。

typedef enum {OLED_SOFT_IIC_DRIVER_TYPE,OLED_HARD_IIC_DRIVER_TYPE,OLED_SOFT_SPI_DRIVER_TYPE,OLED_HARD_SPI_DRIVER_TYPE
}OLED_Driver_Type;
?
/* ?to abstract the private handle base this is to isolate the dependencies ofthe real implementations
*/
typedef void* OLED_Handle_Private;

也就是說，筆者按照采取的協(xié)議進行抽象，將OLED本身的信息屬性差異封裝到文件內(nèi)部去，作為使用不同的片子，只需要使用編譯宏編譯不同的文件就好了?，F(xiàn)在，OLED_Handle就是我們的OLED，拿到這個結(jié)構(gòu)體，我們就掌握了整個OLED。所以，整個OLED結(jié)構(gòu)體必然可以做到如下的事情

#ifndef OLED_BASE_DRIVER_H
#define OLED_BASE_DRIVER_H
?
#include "oled_config.h"
?
typedef struct __OLED_Handle_Type{/* driver types announced the way we explain the handle */OLED_Driver_Type ? ? ?  stored_handle_type;/* handle data types here */OLED_Handle_Private ? ? private_handle;
}OLED_Handle;
?
/*oled_init_hardiic_handle registers the hardiic commnications
handle: Pointer to an OLED_Handle structure that represents the handle for the OLED display, used for managing and controlling the OLED device.programmers should pass a blank one!
?
config: Pointer to an OLED_HARD_IIC_Private_Config structure that contains the configuration settings for initializing the hardware interface, typically related to the I2C communication parameters for the OLED display.
*/
// 按照硬件IIC進行初始化
void oled_init_hardiic_handle(OLED_Handle* handle, OLED_HARD_IIC_Private_Config* config);
?
/*oled_init_hardiic_handle registers the hardiic commnications
handle: Pointer to an OLED_Handle structure that represents the handle for the OLED display, used for managing and controlling the OLED device.programmers should pass a blank one!
?
config: Pointer to an OLED_SOFT_IIC_Private_Config structure that contains the configuration settings for initializing the hardware interface, typically related to the I2C communication parameters for the OLED display.
*/
// 按照軟件IIC進行初始化
void oled_init_softiic_handle(OLED_Handle* handle,OLED_SOFT_IIC_Private_Config* config
);
?
/* 可以清空 */
void oled_helper_clear_frame(OLED_Handle* handle);
void oled_helper_clear_area(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height);
?
/* 需要刷新，這里采用了緩存機制 */
void oled_helper_update(OLED_Handle* handle);
void oled_helper_update_area(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height);
?
/* 可以反色 */
void oled_helper_reverse(OLED_Handle* handle);
void oled_helper_reversearea(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height);
?
/* 可以繪制 */
void oled_helper_setpixel(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y);
void oled_helper_draw_area(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height, uint8_t* sources);
?
/* 自身的屬性接口，是我們之后要用的 */
uint8_t ? ? oled_support_rgb(OLED_Handle* handle);
uint16_t ?  oled_width(OLED_Handle* handle);
uint16_t ?  oled_height(OLED_Handle* handle);
?
#endif

說完了接口，下面就是實現(xiàn)了。

完成OLED的功能

初始化OLED

整個事情我們終于開始翻開我們的OLED手冊了。我們的OLED需要一定的初始化。讓我們看看江科大代碼是如何進行OLED的初始化。

void OLED_Init(void)
{uint32_t i, j;for (i = 0; i < 1000; i++)          //上電延時{for (j = 0; j < 1000; j++);}OLED_I2C_Init();            //端口初始化OLED_WriteCommand(0xAE);    //關(guān)閉顯示OLED_WriteCommand(0xD5);    //設(shè)置顯示時鐘分頻比/振蕩器頻率OLED_WriteCommand(0x80);OLED_WriteCommand(0xA8);    //設(shè)置多路復(fù)用率OLED_WriteCommand(0x3F);OLED_WriteCommand(0xD3);    //設(shè)置顯示偏移OLED_WriteCommand(0x00);OLED_WriteCommand(0x40);    //設(shè)置顯示開始行OLED_WriteCommand(0xA1);    //設(shè)置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置OLED_WriteCommand(0xC8);    //設(shè)置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置OLED_WriteCommand(0xDA);    //設(shè)置COM引腳硬件配置OLED_WriteCommand(0x12);OLED_WriteCommand(0x81);    //設(shè)置對比度控制OLED_WriteCommand(0xCF);OLED_WriteCommand(0xD9);    //設(shè)置預(yù)充電周期OLED_WriteCommand(0xF1);OLED_WriteCommand(0xDB);    //設(shè)置VCOMH取消選擇級別OLED_WriteCommand(0x30);OLED_WriteCommand(0xA4);    //設(shè)置整個顯示打開/關(guān)閉OLED_WriteCommand(0xA6);    //設(shè)置正常/倒轉(zhuǎn)顯示OLED_WriteCommand(0x8D);    //設(shè)置充電泵OLED_WriteCommand(0x14);OLED_WriteCommand(0xAF);    //開啟顯示OLED_Clear();               //OLED清屏
}

好長一大串，麻了，代碼真的不好看。我們?yōu)槭裁床皇褂脭?shù)組進行初始化呢？

uint8_t oled_init_commands[] = {0xAE,  // Turn off OLED panel0xFD, 0x12,  // Set display clock divide ratio/oscillator frequency0xD5,  // Set display clock divide ratio0xA0,  // Set multiplex ratio0xA8,  // Set multiplex ratio (1 to 64)0x3F,  // 1/64 duty0xD3,  // Set display offset0x00,  // No offset0x40,  // Set start line address0xA1,  // Set SEG/Column mapping (0xA0 for reverse, 0xA1 for normal)0xC8,  // Set COM/Row scan direction (0xC0 for reverse, 0xC8 for normal)0xDA,  // Set COM pins hardware configuration0x12,  // COM pins configuration0x81,  // Set contrast control register0xBF,  // Set SEG output current brightness0xD9,  // Set pre-charge period0x25,  // Set pre-charge as 15 clocks & discharge as 1 clock0xDB,  // Set VCOMH0x34,  // Set VCOM deselect level0xA4,  // Disable entire display on0xA6,  // Disable inverse display on0xAF ? // Turn on the display
};
#define CMD_TABLE_SZ ( (sizeof(oled_init_commands)) / sizeof(oled_init_commands[0]) )

現(xiàn)在，我們只需要按部就班的按照順序發(fā)送我們的指令。以hardiic的初始化為例子

void oled_init_hardiic_handle(OLED_Handle* handle, OLED_HARD_IIC_Private_Config* config)
{// 傳遞使用的協(xié)議句柄, 以及告知我們的句柄類型 handle->private_handle = config;handle->stored_handle_type = OLED_HARD_IIC_DRIVER_TYPE;// 按部就班的發(fā)送命令表for(uint8_t i = 0; i < CMD_TABLE_SZ; i++)// 這里我們協(xié)議的send_command就發(fā)力了, 現(xiàn)在我們完全不關(guān)心他是如何發(fā)送命令的config->operation.command_sender(config, oled_init_commands[i]);// 把frame清空掉oled_helper_clear_frame(handle);// 把我們的frame commit上去oled_helper_update(handle);
}

這里我們還剩下最后兩行代碼沒解釋，為什么是oled_helper_clear_frame和update要分離開來呢？我們知道，頻繁的刷新OLED屏幕非常占用我們的單片機內(nèi)核，也不利于我們合并繪制操作。比如說，我想繪制兩個圓，為什么不畫完一起更新上去呢？比起來畫一個點更新一下，這個操作顯然更合理。所以，為了完成這樣的技術(shù)，我們需要一個Buffer緩沖區(qū)。

uint8_t OLED_GRAM[OLED_HEIGHT][OLED_WIDTH];

他就承擔了我們的緩存區(qū)。多大呢？這個事情跟OLED的種類有關(guān)系，一些OLED的大小是128 x 64，另一些是144 x 64，無論如何，我們需要根據(jù)chip的種類，來選擇我們的OLED的大小，更加嚴肅的說，是OLED的屬性和它的功能。

所以，這就是為什么筆者在MCU_Libs/OLED/library/OLED/Driver/oled_config.h at main · Charliechen114514/MCU_Libs (github.com)文件中，引入了這樣的控制宏

#ifndef SSD1306_H
#define SSD1306_H
?
/* hardware level defines */
#define PORT_SCL ?  GPIOB
#define PORT_SDA ?  GPIOB
#define PIN_SCL ? ? GPIO_PIN_8
#define PIN_SDA ? ? GPIO_PIN_9
?
#define OLED_ENABLE_GPIO_SCL_CLK() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define OLED_ENABLE_GPIO_SDA_CLK() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
?
#define OLED_WIDTH  (128)
#define OLED_HEIGHT (8)
?
#define POINT_X_MAX ? ? (OLED_WIDTH)
#define POINT_Y_MAX ? ? (OLED_HEIGHT * 8)
?
#endif

這個文件是ssd1306.h，這個文件專門承載了關(guān)于SSD1306配置的一切?，F(xiàn)在，我們將OLED的配置系統(tǒng)建立起來了，當我們的chip是SSD1306的時候，只需要定義SSD1306的宏

#ifndef OLED_CONFIG_H
#define OLED_CONFIG_H
?
...
?
/* oled chips selections */
?
#ifdef SSD1306
?
#include "configs/ssd1306.h"
?
#elif SSD1309
#include "configs/ssd1309.h"
#else
#error "Unknown chips, please select in compile time using define!"
#endif
?
#endif

現(xiàn)在，我們的configure就完整了，我們只需要依賴config文件就能知道OLED自身的全部信息。如果你有IDE，現(xiàn)在就可以看到，當我們定義了SSD1306的時候，我們的OLED_GRAM自動調(diào)整為OLED_GRAM[8][128]的數(shù)組，另一放面，如果我們使用了SSD1309，我們自動會更新為OLED_GRAM[8][144],此事在ssd1309.h中亦有記載

清空屏幕

顯然，我們有一些人對C庫并不太了解，memset函數(shù)負責將一塊內(nèi)存設(shè)置為給定的值。一般而言，編譯器實現(xiàn)將會使用獨有的硬件加速優(yōu)化，使用上，絕對比手動設(shè)置值只快不慢。

軟件工程的一大原則：復(fù)用！能不自己手搓就不自己手搓，編譯器提供了就優(yōu)先使用編譯器提供的

void oled_helper_clear_frame(OLED_Handle* handle)
{memset(OLED_GRAM, 0, sizeof(OLED_GRAM));
}

刷新屏幕與光標設(shè)置1

設(shè)置涂寫光標，就像我們使用Windows的繪圖軟件一樣，鼠標在哪里，左鍵嗯下就從那里開始繪制，我們的set_cursor函數(shù)就是干設(shè)置鼠標在哪里的工作。查詢手冊，我們可以這樣書寫（筆者是直接參考了江科大的實現(xiàn)）

/*set operating cursor
*/
void __pvt_oled_set_cursor(OLED_Handle* handle, const uint8_t y,const uint8_t x)
{ ? // 筆者提示：下面這一行是修正ssd1309的，ssd1306并不需要 + 2！// 也就是說，SSD1306的OLED不需要下面這一行，但是SSD1309需要，這一點可以去我的github倉庫上看的// 更加的明白  const uint8_t new_x = x + 2;OLED_Operations op_table;__on_fetch_oled_table(handle, &op_table);op_table.command_sender(handle->private_handle, 0xB0 | y);op_table.command_sender(handle->private_handle,0x10 | ((new_x & 0xF0) >> 4));   //設(shè)置X位置高4位op_table.command_sender(handle->private_handle,0x00 | (new_x & 0x0F));          //設(shè)置X位置低4位
}

刷新屏幕與光標設(shè)置2

不對，這個代碼沒有看懂！其一原因是我沒有給出__on_fetch_oled_table是什么。

static void __on_fetch_oled_table(const OLED_Handle* handle, OLED_Operations* blank_operations)
{switch (handle->stored_handle_type){case OLED_HARD_IIC_DRIVER_TYPE:{OLED_HARD_IIC_Private_Config* config = (OLED_HARD_IIC_Private_Config*)(handle->private_handle);blank_operations->command_sender = config->operation.command_sender;blank_operations->data_sender = config->operation.data_sender;}break;case OLED_SOFT_IIC_DRIVER_TYPE:{OLED_SOFT_IIC_Private_Config* config = (OLED_SOFT_IIC_Private_Config*)(handle->private_handle);blank_operations->command_sender = config->operation.command_sender;blank_operations->data_sender = config->operation.data_sender;}break;... // ommited spi seletctions}break;default:break;}
}

這是干什么呢？答案是：根據(jù)OLED的類型，選擇我們的操作句柄。這是因為C語言沒法自動識別void*的原貌是如何的，我們必須將C++中的虛表選擇手動的完成

題外話：接觸過C++的朋友都知道繼承這個操作，實際上，這里就是一種繼承。無論是何種IIC操作，都是IIC操作。他都必須遵守可以發(fā)送字節(jié)的接口操作，現(xiàn)在的問題是：他到底是哪樣的IIC？需要執(zhí)行的是哪樣IIC的操作呢？所以，__on_fetch_oled_table就是把正確的操作函數(shù)根據(jù)OLED的類型給篩選出來。也就是C++中的虛表選擇操作

/*set operating cursor
*/
void __pvt_oled_set_cursor(OLED_Handle* handle, const uint8_t y,const uint8_t x)
{ ? const uint8_t new_x = x + 2;OLED_Operations op_table;__on_fetch_oled_table(handle, &op_table);op_table.command_sender(handle->private_handle, 0xB0 | y);op_table.command_sender(handle->private_handle,0x10 | ((new_x & 0xF0) >> 4));   //設(shè)置X位置高4位op_table.command_sender(handle->private_handle,0x00 | (new_x & 0x0F));          //設(shè)置X位置低4位
}

現(xiàn)在回到上面的代碼，我們將正確的操作句柄選擇出來之后，可以發(fā)送設(shè)置“鼠標”的指令了。

復(fù)習一下位操作的基本組成

• &是一種萃取操作，任何數(shù)&0就是0，&1則是本身，說明可以通過對應(yīng)&1保留對應(yīng)位，&0抹除對應(yīng)位

• |是一種賦值操作，任何數(shù)&1就是1，|0是本身，所以|可以起到對應(yīng)位置1的操作。

所以，保留高4位只需要 & 0xF0（0b11110000），保留低四位只需要&0x0F就好了（0b00001111）

刷新屏幕與光標設(shè)置3

現(xiàn)在讓我們看看刷新屏幕是怎么做的

void oled_helper_update(OLED_Handle* handle)
{OLED_Operations op_table;__on_fetch_oled_table(handle, &op_table);for (uint8_t j = 0; j < OLED_HEIGHT; j ++){/*設(shè)置光標位置為每一頁的第一列*/__pvt_oled_set_cursor(handle, j, 0);/*連續(xù)寫入128個數(shù)據(jù)，將顯存數(shù)組的數(shù)據(jù)寫入到OLED硬件*/// 有趣的是,這里筆者埋下了一個伏筆,我為什么沒寫OLED_WIDTH呢?盡管在SSD1306這樣做是正確的// 但那也是偶然,筆者在移植SSD1309的時候就發(fā)現(xiàn)了這樣的不一致性,導致OLED死機.// 筆者提示: OLED長寬和可繪制區(qū)域的大小不一致性op_table.data_sender(handle->private_handle, OLED_GRAM[j], 128);}
}

刷新整個屏幕就是將鼠標設(shè)置到開頭，然后直接向后面寫入128個數(shù)據(jù)結(jié)束我們的事情，這比一個個寫要快得多！

繪制一個點

實際上，就是將對應(yīng)的數(shù)組的位置放上1就好了，這需要牽扯到的是OLED獨特的顯示方式。

OLED自身分有頁這個概念，一個頁8個像素，由傳遞的比特控制。舉個例子，我想顯示的是第一個像素亮起來，就需要在一個字節(jié)的第一個比特置1余下置0，這就是為什么OLED_HEIGHT的大小不是64而是8，也就意味著setpixel函數(shù)不是簡單的

OLED[height][width] = val

而實需要進行一個復(fù)雜的計算。我們分析一下，給定一個Y的值。它落在的頁就是 Y / 8。比如說，Y為5的時候落在第0頁的第六個比特上，Y為9的時候落在第一個頁的第一個第二個比特上（注意我們的Y從0開始計算），我們設(shè)置的位置也就是：OLED_GRAM[y / 8][x]，設(shè)置的值就是Y給定的比特是0x01 << (y % 8)

void oled_helper_setpixel(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y)
{// current unused(void)handle;if( 0 <= x && x <= POINT_X_MAX &&0 <= y && y <= POINT_Y_MAX)OLED_GRAM[y / 8][x] |= 0x01 << (y % 8);
}

(void)T是一種常見的放置maybe_unused的寫法，現(xiàn)代編譯器支持[[maybe_unused]]的指示符，表達的是這個參數(shù)可能不被用到，編譯器不需要為此警告我，這在復(fù)用中很常見，一些接口的參數(shù)可能不被使用，這樣的可讀性會比傳遞空更加的好讀，為了遵循ISO C，筆者沒有采取，保證任何編譯器都可以正確的理解我們的意圖。

反色

反色就很簡單了。只需要異或即可，首先，當給定的比特是0的時候，我們異或1，得到的就是相異的比較，所以結(jié)果是1：即0變成了1。我們給定的比特是1的時候，我們還是異或1，得到了相同的結(jié)果，所以結(jié)果是0，即1變成了0，這樣不就實現(xiàn)了一個像素的反轉(zhuǎn)嗎！

void oled_helper_reverse(OLED_Handle* handle)
{for(uint8_t i = 0; i < OLED_HEIGHT; i++){for(uint8_t j = 0; j < OLED_WIDTH; j++){OLED_GRAM[i][j] ^= 0xFF;}}
}

能使用memset嗎？為什么？所以memset是在什么情況下能使用呢？

我都這樣問了，那顯然不能，因為設(shè)置的值跟每一個字節(jié)的內(nèi)存強相關(guān)，memset的值必須跟內(nèi)存的值沒有關(guān)系。

區(qū)域化操作

我們還有區(qū)域化操作沒有實現(xiàn)?；镜牟襟E是

思考需要的參數(shù)：需要知道對

• 哪個OLED：OLED_Handle* handle,

• 起頭在哪里：uint16_t x, uint16_t y,

• 長寬如何：uint16_t width, uint16_t height

• 對于置位，則需要一個連續(xù)的數(shù)組進行置位，它的大小就是描述了區(qū)域矩形的大小

我們先來看置位函數(shù)

區(qū)域置位

void oled_helper_draw_area(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height, uint8_t* sources)
{// 確保繪制區(qū)域的起點坐標在有效范圍內(nèi)，如果超出最大顯示坐標則直接返回if(x > POINT_X_MAX)  return;if(y > POINT_Y_MAX)  return;
?// 在設(shè)置圖像前，先清空繪制區(qū)域oled_helper_clear_area(handle, x, y, width, height); 
?// 遍歷繪制區(qū)域的高度，以8像素為單位劃分區(qū)域for(uint16_t j = 0; j < (height - 1) / 8 + 1; j++){for(uint16_t i = 0; i < width; i++){// 如果繪制超出屏幕寬度，則跳出循環(huán)if(x + i > OLED_WIDTH) { break; }// 如果繪制超出屏幕高度，則直接返回if(y / 8 + j > OLED_HEIGHT - 1) { return; }
?// 將sources中的數(shù)據(jù)按位移方式寫入OLED顯存GRAM// 當前行顯示，低8位數(shù)據(jù)左移與顯存當前內(nèi)容進行按位或OLED_GRAM[y / 8 + j][x + i] |= sources[j * width + i] << (y % 8);
?// 如果繪制數(shù)據(jù)跨頁（8像素一頁），處理下一頁的數(shù)據(jù)寫入if(y / 8 + j + 1 > OLED_HEIGHT - 1) { continue; }
?// 將高8位數(shù)據(jù)右移后寫入下一頁顯存OLED_GRAM[y / 8 + j + 1][x + i] |= sources[j * width + i] >> (8 - y % 8);}}
}
我們正

常來講，傳遞的會是一個二維數(shù)組，C語言對于二維數(shù)組的處理是連續(xù)的。也就是說。對于一個被聲明為OLED[WIDTH][HEIGHT]的數(shù)組，訪問OLED[i][j]本質(zhì)上等價于OLED + i * WIDTH + j，這個事情如果還是不能理解可以查照專門的博客進行學習。筆者默認在這里看我寫的東西已經(jīng)不會被這樣基礎(chǔ)的知識所困擾了。所以，我們的所作的就是將出于低頁的內(nèi)容拷貝到底頁上

OLED_GRAM[y / 8 + j][x + i]：這是顯存二維數(shù)組的索引訪問。

• y / 8 + j 計算出當前數(shù)據(jù)位于哪個頁（OLED通常按8個像素一頁分塊存儲），通過整除將 y 坐標映射到顯存頁。

• x + i 表示橫向的列位置。

sources[j * width + i]：這是源圖像數(shù)據(jù)數(shù)組的索引訪問。

• j * width + i 計算當前像素在 sources 數(shù)據(jù)中的位置偏移。

<< (y % 8)：將當前像素數(shù)據(jù)向左移動 (y % 8) 位，以確保源數(shù)據(jù)對齊到目標位置。

• y % 8 獲取繪制的起點在當前頁中的垂直偏移。

|=：按位或運算符，將偏移后的數(shù)據(jù)合并到 OLED_GRAM 中現(xiàn)有內(nèi)容。

如果 y = 5，那么 y % 8 = 5，表示當前像素從第5位開始繪制。例如：

• 如果 sources[j * width + i] 的值是 0b11000000，經(jīng)過 << 5 位移后變?yōu)?0b00000110，再與 OLED_GRAM 的原有數(shù)據(jù)合并，從而只影響目標位置上的兩個像素。

先試一下分析OLED_GRAM[y / 8 + j + 1][x + i] |= sources[j * width + i] >> (8 - y % 8);，筆者的分析如下

1. OLED_GRAM[y / 8 + j + 1][x + i]：

   • 這是下一頁顯存中的對應(yīng)位置。

   • y / 8 + j + 1 表示當前繪制位置的下一頁。

   • x + i 仍為當前列位置。

2. sources[j * width + i]：

   • 源圖像數(shù)據(jù)中當前像素的數(shù)據(jù)。

   • j * width + i 計算出當前像素在源數(shù)據(jù)中的位置。

3. >> (8 - y % 8)：

   • 將數(shù)據(jù)右移 (8 - y % 8) 位，將超出當前頁的高位部分對齊到下一頁。

   • 8 - y % 8 計算需要移入下一頁的位數(shù)。

4. |=：

   • 按位或，將偏移后的數(shù)據(jù)合并到下一頁顯存中，以保留已有內(nèi)容。

假設(shè) y = 5，那么 8 - y % 8 = 3。如果 sources[j * width + i] 為 0b10110000，右移 3 位得到 0b00010110，這部分數(shù)據(jù)寫入下一頁顯存。

區(qū)域反色

void oled_helper_reversearea(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height)
{// 確認起點坐標是否超出有效范圍if(x > POINT_X_MAX)  return;if(y > POINT_Y_MAX)  return;
?// 確保繪制區(qū)域不會超出最大范圍，如果超出則調(diào)整寬度和高度if(x + width > POINT_X_MAX) ? ? width = POINT_X_MAX - x;if(y + height > POINT_Y_MAX) ?  height = POINT_Y_MAX - y;
?// 遍歷高度范圍中的每個像素行for(uint8_t i = y; i < y + height; i++){for(uint8_t j = x; j < x + width; j++){// 反轉(zhuǎn)顯存GRAM中的指定像素位（按位異或）OLED_GRAM[i / 8][j] ^= (0x01 << (i % 8));}}
}

區(qū)域更新

void oled_helper_update_area(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height)
{// 檢查起點坐標是否超出有效范圍if(x > POINT_X_MAX)  return;if(y > POINT_Y_MAX)  return;
?// 確認繪制區(qū)域不超出最大范圍if(x + width > POINT_X_MAX) ? ? width = POINT_X_MAX - x;if(y + height > POINT_Y_MAX) ?  height = POINT_Y_MAX - y;
?// 定義OLED操作表變量OLED_Operations op_table;// 獲取對應(yīng)的操作函數(shù)表__on_fetch_oled_table(handle, &op_table);
?// 遍歷繪制區(qū)域中的每個頁（8像素一頁）for(uint8_t i = y / 8; i < (y + height - 1) / 8 + 1; i++){// 設(shè)置光標到指定頁及列的位置__pvt_oled_set_cursor(handle, i, x);// 從顯存中讀取指定頁和列的數(shù)據(jù)，通過data_sender發(fā)送到OLED硬件op_table.data_sender(handle, &OLED_GRAM[i][x], width); ? ? ? ?}
}

也就是將光標對應(yīng)到位置上刷新width個數(shù)據(jù)，完事！

區(qū)域清空

void oled_helper_clear_area(OLED_Handle* handle, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height)
{// 檢查起點坐標是否超出有效范圍if(x > POINT_X_MAX)  return;if(y > POINT_Y_MAX)  return;
?// 確保繪制區(qū)域不超出最大范圍if(x + width > POINT_X_MAX) ? ? width = POINT_X_MAX - x;if(y + height > POINT_Y_MAX) ?  height = POINT_Y_MAX - y;
?// 遍歷高度范圍內(nèi)的所有像素for(uint8_t i = y; i < y + height; i++){for(uint8_t j = x; j < x + width; j++){// 清除顯存中的指定像素位（按位與非操作）OLED_GRAM[i / 8][j] &= ~(0x01 << (i % 8));}}
}

1. OLED_GRAM[i / 8][j]：

   • 訪問顯存緩沖區(qū)中指定位置的字節(jié)。

   • i / 8 確定當前像素所在的頁，因為 OLED 每頁存儲 8 個垂直像素。

   • j 為水平方向的列位置。

2. 0x01 << (i % 8)：

   • 生成一個掩碼，將 0x01 左移 (i % 8) 位。

   • i % 8 計算出在當前頁中的垂直位偏移。

3. ~(0x01 << (i % 8))：

   • 對掩碼取反，生成一個用于清零的掩碼。例如，如果 i % 8 == 2，則 0x01 << 2 為 0b00000100，取反后得到 0b11111011。

4. &=：

   • 按位與運算，將顯存當前位置對應(yīng)的像素清零，而其他位保持不變。

假設(shè) i = 10，j = 5：

• i / 8 = 1 表示訪問第 2 頁（頁索引為 1）；

• i % 8 = 2 表示需要清除該頁第 3 位的像素；

• 0x01 << 2 = 0b00000100，取反得到 0b11111011；

• OLED_GRAM[1][5] &= 0b11111011 會將第 3 位清零，其余位保持不變。

測試我們的抽象

現(xiàn)在，我們終于可以開始測試我們的抽象了。完成了既可以使用軟件IIC，又可以使用硬件IIC進行通信的OLED抽象，我們當然迫不及待的想要測試一下我們的功能是否完善。筆者這里剎住車，耐下性子聽幾句話。

首先，測試不是一番風順的，我們按照我們的期望對著接口寫出了功能代碼，基本上不會一番風順的得到自己想要的結(jié)果，往往需要我們進行調(diào)試，找到其中的問題，修正然后繼續(xù)測試。

整理一下，我們應(yīng)該如何使用？

首先回顧接口。我們需要指定一個協(xié)議按照我們期望的方式進行通信。在上一篇博客中，我們做完了協(xié)議層次的抽象，在這里，我們只需要老老實實的注冊接口就好了。

指引：如果你忘記了我們上一篇博客在做什么的話，請參考從0開始使用面對對象C語言搭建一個基于OLED的圖形顯示框架2-CSDN博客!

筆者建議，新建一個Test文件夾，書寫一個文件叫:oled_test_hard_iic.c和oled_test_soft_iic.c測試我們的設(shè)備層和協(xié)議層是正確工作的。筆者這里以測試硬件IIC的代碼為例子。

新建一個CubeMX工程，只需要簡單的配置一下IIC就好了（筆者選擇的是Fast Mode，為了方便以后測試我們的組件刷新），之后，只需要

#include "OLED/Driver/hard_iic/hard_iic.h"
#include "Test/OLED_TEST/oled_test.h"
#include "i2c.h"
/* configs should be in persist way */
OLED_HARD_IIC_Private_Config config;
?
void user_init_hard_iic_oled_handle(OLED_Handle* handle)
{bind_hardiic_handle(&config, &hi2c1, 0x78, HAL_MAX_DELAY);oled_init_hardiic_handle(handle, &config);
}

bind_hardiic_handle注冊了使用硬件IIC通信的協(xié)議實體,我們將一個空白的config，注冊了配置好的iic的HAL庫句柄，提供了IIC地址和最大可接受的延遲時間

oled_init_hardiic_handle則是進一步的從協(xié)議層飛躍到設(shè)備層，完成一個OLED設(shè)備的注冊，即，我們注冊了一個使用硬件IIC通信的OLED。現(xiàn)在，我們就可以直接拿這個OLED進行繪點了。

void test_set_pixel_line(OLED_Handle* handle, uint8_t xoffset, uint8_t y_offset)
{for(uint8_t i = 0; i < 20; i++)oled_helper_setpixel(handle,xoffset * i, y_offset * i);oled_helper_update(handle);
}
?
void test_oled_iic_functionalities()
{OLED_Handle handle;// 注冊了一個使用硬件IIC通信的OLEDuser_init_hard_iic_oled_handle(&handle);// 繪制一個test_set_pixel_line(&handle, 1, 2);HAL_Delay(1000);test_clear(&handle);test_set_pixel_line(&handle, 2, 1);HAL_Delay(1000);test_clear(&handle);
}

這個測試并不全面，自己可以做修改。效果就是在導言當中的視頻開始的兩條直線所示。

筆者的OLED設(shè)備層的代碼已經(jīng)全部開源到MCU_Libs/OLED/library/OLED at main · Charliechen114514/MCU_Libs (github.com)，感興趣的朋友可以進一步研究。

目錄導覽

總覽

協(xié)議層封裝

OLED設(shè)備封裝

繪圖設(shè)備抽象

基礎(chǔ)圖形庫封裝

基礎(chǔ)組件實現(xiàn)

動態(tài)菜單組件實現(xiàn)