中華通販から買った＠￥150ぐらいのがこれ．128x32dotらしい．IFはI2Cである．
以下ではこいつをArduino+I2Cで動かす方法を解説する．
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netを徘徊すると、SSD1306というOLED driver ICが検索にひっかかるのだが、どうやらSSD1306とは下写真の「表示部＋IC」をひっくるめてSSD1306であるらしい．
・SSD1306にはI2C以外にもIF形式が用意されているのだが、ブルー基板によってI2C IFに固定されている
・ブルー基板の回路図はこれらしい．3.3V REGが描かれている．
datasheetはこれみたい． → こちら
ただしこのリンク先は128x64dotを解説しているのでGraphic RAMのアロケーションを読み替える努力を要するかもしれない．RAMの下半分には書けるけど表示されないとかなんとか．
それでは、DDS1306 datasheetから気になったところを抜き出してゆく．
【電源】
IC電源 VDD = 1.65～3.3V
OLED電源 VCC = 7～15V
いきなりなんだこりゃ？ OLEDは3.3Vじゃないんだ？ OLEDの高電圧をどうやって生成しているのだろう？ SSD1306には、キャパシタを使った電圧ダブラが内蔵されているらしいよ．
【IF】
詳述はしないが、こんなにたくさんある．6800なんか懐かしいよ．作ってたの高校生の時だもん．
IFの選択は外部ピンBS[2:0]で行う．BS設定はブルー基板上で固定されている．
6800 BS[2:0]=100
8080 BS[2:0]=110
３線SPI BS[2:0]=001
４線SPI BS[2:0]=000
I2C BS[2:0]=010 ←今回のはこれ
【I2Cアドレス】
011110x
ｘの部分は外部ピンのSA0で決まる．
すなわちこのどっちか．
0111101 = ３D
0111100 ＝ ３C
ブルー基板にSA0ピンが在るのかどうか？ だが回路図を見ても、現物を見ても、SA0と思しき信号線は見えない．だとすると、このOLEDは決め打ちで３Dか３Cのどちらかなのだろう．それでどっちなのかは、動かしてみなくちゃ判らないのだろう．動かしてみたところ、３Ｃであることが確認された．
【I2C Write/Read】
I2Cの１アクションはこんなバイト並びでアクセスするんだってさ．
2byte目のbit構成は、{ Co, D/C#, 000000 } である．
Co=0 → 後続はdataだけである意味
D/C#=0 → 後続はcommandである意味
D/C#=1 → 後続はGDRAM dataである意味（アドレスauto increment）
やや意味不明．SSD1306をいろいと動かしてみても、Coがどう働いているのかは不明だ．
飽くまでもやってみた結果なのでわたしの勘違いかもしれないが、I2Cでcommandを与えるやり方と、GDRAMへdataを書くやり方には違いがあるようだ．両者の例をまず示す．
＜commandを与えるやり方＞
Wire.beginTransmission(0x3c); I2C address
Wire.write(0x00); Co=0 C/D=0の意味
Wire.write(0xd5); 複数個のcommands
Wire.write(0x80); ↓
Wire.write(0x8d); ↓
Wire.write(0x14); ↓
Wire.write(0xaf); ↓
Wire.endTransmission();
＜GDRAM dataを書くやり方＞
Wire.beginTransmission(0x3c); I2C address
Wire.write(0x40); Co=0 C/D=1の意味
Wire.write(0x33); GDRAMへ1byte書く、GDRAMアドレスはインクリされる
Wire.endTransmission();
違いの一つ目は、コントロールbyteが00か40かである．これはおまじないみたいなものなので無問題である．
違いの二つ目は、commandは連続した複数bytesを連続送信できたが、GDRAMはI2Cの１動作毎に1byteしか送信できないみたいだ．やってみてそうだった．Coを変えてみても結果は同じであった．なんか腑に落ちない．
【VRAMなのか？】
8bitマイコン時代に在ったようなVRAM＋キャラクタROM構成ではない．
128x64dotのベタなグラフィックRAMがあるのみ．
したがって文字を表示させたければユーザーがdot絵を描く必要がある．
【GDRAM構成】
SSD1306は128x64dotのGDRAMを内蔵している．
縦横の呼び名は、横をSEG0-SEG127、縦をCOM0-COM63 と称する．
それに加えて、8個のCOMを束ねてPAGEと称する．PAGE0～PAGE7がある．
１つのPAGEは画面上で128x8dotの横長区画になるのは想像がつくだろう．
↓まとめるとこのようになる．縦8bit画素に相当する1byteがGDRAMアクセスの最小単位である．書き込みアドレスは自動インクリされるので、0byte目～511byte目まで書き込めば128x32dotの表示エリアを埋め尽くせるという仕組みだ．
【コマンド】
使いそうなコマンドとして以下をリストしておくなり．
表示開始行
byte数：１
command： 40h ～ 7Fh 40hならCOM0、7FhならCOM63
縦ライン数
byte数：２
command：{ A8h, 31 }
128x32dot OLEDなので32lineなので31をセットしておく．この数がアンマッチだとscrollしたときにおかしくなってしまうのだと思うんだ．
表示反転
byte数：１
command：A0h 通常
command：A1h 左右反転
command：C0h 通常
command：C8h 上下反転
COM config
byte数：２
command：{ DAh, 00 }
リセット値が01なのでなんか嫌なので00にしておく．機能はよくわからない．
scrollする／しない
byte数：１
command：2Eh scrollしない
command：2Fh scrollする
GDRAM write address increment range
byte数：８
command：{ 20h, 00, 21h, 00, 127, 22h, 0, 3 }
GDRAMへ書き込む際のアドレスは自動インクリメントされる．そのアドレス範囲を指定するコマンドである．３つのコマンドの合体である．
下図のように、GDRAMの0番地→511番地まで自動インクリされたくば上のコマンドを発すればいい．このコマンドによって、513個目のdataは０番地に戻る．結果としてGDRAMの下半分には書き込めなくなる．OLEDが128x32dotなのでそれでいいのだ．
byte数：２
command：{ 81H, N }
N＝０～255 （reset value 127）
内蔵RC発振器
byte数：２
command：{ D5h, 80h } この設定だと370kHzで発振するらしい
内蔵チャージポンプ
byte数：２
command：{ 8Dh, 14h } OLED用高電圧発生回路をオンにする
SLEEP／ACTIVE
byte数：１
command：AEH OFF、sleep
command：AFH ON、active
コマンドはこれらの他にもあるけど、reset valueで放置しとけばいい感じ．
また、scroll commandがいろいろあるが、興味ないので割愛する．
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以上の知見をもとに、べたーっとcodingしてみた． →こちら
追記：asciiで文字列表示できるようにしたのもつくってみた．こっちの方が参考になるかもしれない →こちら
トラブルシュート： 立ち上がりの遅い電源をつかったらトラブル発生．Arduinoの起動時間がOLEDよりも早くて、OLEDがまだ寝ぼけているうちにsetup()が済んでしまってOLEDがクルクルパーになってしまった．対策のため、setup()の先頭にdelay(1000)を入れとくのがオススメよ．こんなことってよくあるよね．（リンク先のsourceにdelayは入ってない）
↓動かした環境はこんなもの．いろんな基板がついてるけど、本件に関係するのはarduino nanoとOLEDだけである．
以下はsource code．
#include <Wire.h> I2Cを動かすライブラリ
#define OLED_ADRS 0x3c OLED基板のI2Cアドレスは3Ch
自作した０～９のキャラクタ
byte font[] = {
0x3e,0x41,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00, // 0
0x00,0x00,0x42,0x7f,0x40,0x00,0x00,0x00, // 1
0x42,0x61,0x51,0x49,0x49,0x46,0x00,0x00, // 2
0x22,0x41,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00, // 3
0x18,0x14,0x12,0x7f,0x10,0x10,0x00,0x00, // 4
0x2f,0x49,0x49,0x49,0x49,0x30,0x00,0x00, // 5
0x3e,0x49,0x49,0x49,0x49,0x32,0x00,0x00, // 6
0x03,0x41,0x21,0x11,0x09,0x07,0x00,0x00, // 7
0x36,0x49,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00, // 8
0x26,0x49,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00 }; // 9
ーーー中略ーーー
数字をOLEDに表示するルーチン
１文字で8x8dotなので8bytesを送信する．
GDRAMへ1byite送信するためにI2Cへ3bytes送信している．
void oled_numeric(int n)
{
for(int i=0;i<8;i++){
Wire.beginTransmission(OLED_ADRS); アドレス送信
Wire.write(0x40); GDRAMデータである
Wire.write(font[n*8+i]); font送信
Wire.endTransmission();
}
}
OLEDをクリアする．ゼロをGDRAM全域に書き込む．
void oled_clear()
{
for(int i=0;i<512;i++){
Wire.beginTransmission(OLED_ADRS);
Wire.write(0x40);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission();
}
}
起動時に一度呼ばれるルーチン
各種初期化
void setup() {
Wire.begin(); I2C初期化
SSD1306の初期設定．コマンドは上で説明したとおり．
Wire.beginTransmission(OLED_ADRS); // transmit to device 3d
Wire.write(0x00); // below are commands
Wire.write(0x40); // display start line (40-7f)
Wire.write(0xa8); // line number
Wire.write(0x1f); // line number 32
Wire.write(0xa0); // left-right non inverting
Wire.write(0xc0); // up-down non inverting
Wire.write(0xda); // COM config
Wire.write(0x00); // COM config normal
Wire.write(0x2e); // stop scroll
Wire.write(0x20); // addressing mode
Wire.write(0x00); // addressing mode horizontal
Wire.write(0x21); // addressing range SEG0-SEG127
Wire.write(0);
Wire.write(127);
Wire.write(0x22); // addressing range PAGE0-PAGE3
Wire.write(0);
Wire.write(3);
Wire.write(0x81); // contrast
Wire.write(0xff); // contrast max
Wire.write(0xd5); // set OSC
Wire.write(0x80); // 370kHz
Wire.write(0x8d); // enable charge pump
Wire.write(0x14); // charge pump
Wire.write(0xaf); // OLED ON
Wire.endTransmission(); // stop transmitting
oled_clear();
}
ループルーチン
OLEDに０～９を0.5秒毎に表示する
void loop() {
if(oled_number==9) oled_number=0;
else oled_number++;
oled_numeric(oled_number);
delay(500);
}
かしこ
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