1 引言

　　有機(jī)電致發(fā)光顯示，又稱有機(jī)發(fā)光二極管（organic light emitting diode, oled）或有機(jī)發(fā)光顯示器organic light emitting display（oled），相較于目前市場(chǎng)上流行的液晶顯示器（lcd）有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)為：自主發(fā)光（不需要背光源），無(wú)視角問(wèn)題（視角可達(dá)170°以上），重量輕，厚度薄，亮度高，發(fā)光效率高，響應(yīng)速度快（是液晶的1000倍），動(dòng)態(tài)畫(huà)面質(zhì)量高，溫度范圍廣（溫度范圍－40℃～80℃），低功耗，抗震能力強(qiáng)，制造成本低，可柔性顯示。尤其適用于要求高亮度的儀表行業(yè)，以及條件要求更高的軍工產(chǎn)品。與各方面已經(jīng)發(fā)展成熟的lcd相比，oled的發(fā)展還處于初級(jí)階段，但隨著以上這些優(yōu)勢(shì)的逐步實(shí)現(xiàn)，oled將極有可能取代lcd在市場(chǎng)上的地位，oled是被業(yè)界公認(rèn)為最具發(fā)展前景的下一代顯示器。
　　2 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　本文利用單片機(jī)c8051f023作為128×64單色oled的控制核心器件，采用的是維信諾公司的一款屏vgg12864g，它利用solomon公司的ssd1303為專用驅(qū)動(dòng)ic。實(shí)現(xiàn)文字顯示及圖像的動(dòng)靜態(tài)顯示。

　　2.1 ssd1303 驅(qū)動(dòng)及接口電路

　　vgg12864g模塊的oled顯示屏為128列，64行結(jié)構(gòu)。圖2為ssd1303結(jié)構(gòu)框圖，顯示了模塊邏輯電路和接口電路的框。用戶只需要給接口提供電源、產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)和顯示數(shù)據(jù)信號(hào)，就能點(diǎn)亮oled屏。從圖中可以看出，行、列驅(qū)動(dòng)器的輸出通過(guò)fpc邦定到oled屏，剩下的mcu接口、電壓和電流控制器需要是其專門設(shè)計(jì)的接口和驅(qū)動(dòng)電路，模塊的外部信號(hào)僅與ssd1303發(fā)生關(guān)系。所以了解了ssd1303的輸入特性及指令系統(tǒng)，就能方便地使用本模塊了。

　　ssd1303是晶門公司推出的驅(qū)動(dòng)單色oled的ic，采用tab封裝。這種基于cmos工藝的驅(qū)動(dòng)ic集成了行、列驅(qū)動(dòng)器、振蕩器、對(duì)比度控制器和圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（gddram），很大程度地減少了外圍器件和功耗�？芍С值淖畲蠓直媛蕿�132×64，其中oled屏底部132×16的點(diǎn)陣區(qū)域可以顯示4色的局域色，并可編程實(shí)現(xiàn)64級(jí)灰度，當(dāng)用于單色顯示時(shí)，可編程控制256級(jí)對(duì)比度。根據(jù)所使用微處理器（mpu）的不同，它提供8位6800系列mpu并行、8位8080系列mpu并行和serial peripheral interface (spi)串行三種通信接口模式。

　　控制命令通過(guò)mcu接口輸入到控制命令解碼器進(jìn)行命令解碼，然后輸出時(shí)鐘、行同步、場(chǎng)同步信號(hào)，從而控制oled顯示的振蕩頻率、顯示器件的電壓轉(zhuǎn)換模塊以及oled顯示內(nèi)容的行列偏移量的驅(qū)動(dòng)模塊；如果是顯示數(shù)據(jù)(128×64bits)，那么顯示數(shù)據(jù)由控制電路通過(guò)mcu接口輸入到gddram緩存，然后通過(guò)局域色解碼器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，最后將解碼后的顯示數(shù)據(jù)通過(guò)行列驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)oled顯示，oled上呈現(xiàn)了穩(wěn)定的顯示效果。

　　2.2 電源的設(shè)計(jì)

　　硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖如圖2所示，外部硬件電路的dc-dc轉(zhuǎn)換器用tps7333芯片將5v電源轉(zhuǎn)換成3.3v電源，并將輸出的電源信號(hào)通過(guò)電壓和電流控制器控制整個(gè)ssd1303的電壓和電流。整個(gè)系統(tǒng)需要3.3v和12v的電源，mcu（本文采用c8051f023）需要提供3.3v的電源電壓，oled需要3.3v的邏輯電源電壓和9～12v的驅(qū)動(dòng)電源電壓，此驅(qū)動(dòng)電源電壓由外部電源轉(zhuǎn)換器電路提供。
　　2.3 各種控制信號(hào)

　　再就是關(guān)于如何用mcu控制，mcu通過(guò)res#、cs#、d/c、wr#、rd#和d0～d7共13個(gè)接口控制ssd1303驅(qū)動(dòng)ic，從而控制oled顯示屏。cs#為片選信號(hào)，當(dāng)cs#接低電平時(shí)mcu才能與驅(qū)動(dòng)ic通信；res#是復(fù)位使能端，當(dāng)接低電平時(shí)，所有控制寄存器均被設(shè)定為出廠時(shí)的默認(rèn)狀態(tài)，同時(shí)圖像寄存器清零；d/c為數(shù)據(jù)/命令選擇信號(hào)；wr#和rd#分別為寫(xiě)和讀選擇信號(hào)，當(dāng)cs#為低時(shí)，在其下降沿讀寫(xiě)有效。通過(guò)改變d/c、wr#和rd#三個(gè)接口的高低，單片機(jī)對(duì)oled的控制有四種狀態(tài)。

　　2.4 讀寫(xiě)的時(shí)序

　　只要按照vgg12864g的時(shí)序波形圖進(jìn)行讀和寫(xiě)，即可完成oled的顯示。但是，通過(guò)軟件編程拼時(shí)序的話，要考慮到許多時(shí)間參數(shù)，有一定的難度。為了使得數(shù)據(jù)和命令能夠更容易的順利讀寫(xiě)，我們采用另外一種辦法。如圖1所示，將wr#和rd#分別接c8051f023的/wr和/rd，即p0.7和p0.6。在c語(yǔ)言編程時(shí)定義指針類型為xdata型，它是指向片外存儲(chǔ)器的，通過(guò)給指針的賦值訪問(wèn)片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，當(dāng)訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，/rd和/wr會(huì)在讀和寫(xiě)時(shí)自動(dòng)變低，同時(shí)p3端口為數(shù)據(jù)總線，非復(fù)用方式下，地址總線的高8位使用p1口，低8位使用p2口；復(fù)用方式下，地址總線高8位仍使用p1口，低8位和數(shù)據(jù)總線復(fù)用p3口，p2口就不會(huì)受到影響。所以最好設(shè)置成復(fù)用方式（emiocf.4=0），p2口就可以用來(lái)作別的輸出端口，自由地控制res#、cs#、dc。雖然不需要地址總線，但訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)地址線會(huì)被使用，所以仍要避開(kāi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的時(shí)序波形圖如圖3所示。只要cs#為低時(shí)，在wr#（rd#）的下降沿寫(xiě)入（讀出）數(shù)據(jù)或命令，即可有效地完成讀寫(xiě)的工作。

　　3 軟件程序的設(shè)計(jì)

　　整個(gè)單片機(jī)控制oled的顯示程序用c語(yǔ)言編寫(xiě)，主要程序流程圖如圖4所示。單片機(jī)初始化包括關(guān)閉看門狗、時(shí)鐘初始化、