“RA MCU眾測(cè)寶典”IIC專(zhuān)題上線啦！這次，瑞薩嵌入式小百科將和大家一起聚焦【瑞薩RA2E1】開(kāi)發(fā)板，一步步玩轉(zhuǎn)IIC通信的OLED顯示。從IIC協(xié)議的核心原理、FSP中I2C Master的配置，到OLED驅(qū)動(dòng)函數(shù)編寫(xiě)、圖像文字取模與顯示，一起感受僅用SDA和SCL兩條線，就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間數(shù)據(jù)交互與可視化的便捷魅力。

開(kāi)啟寶典

簡(jiǎn)介

IIC通信協(xié)議

IIC（Inter-Integrated Circuit）即集成電路總線。它是一種串行通信總線，使用多主從架構(gòu)，如圖所示。

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飛利浦Philips公司于二十世紀(jì)八十年代初設(shè)計(jì)，最初是為了讓主板、嵌入式系統(tǒng)或手機(jī)用以連接低速周邊設(shè)備。

自2006年10月1日起，使用IIC協(xié)議不需要支付專(zhuān)利費(fèi)，但制造商仍然需要付費(fèi)以獲取IIC從屬設(shè)備地址。

IIC通信協(xié)議的功能特點(diǎn)如下：

只需要兩條總線線路；

沒(méi)有嚴(yán)格的波特率要求，例如使用RS232，主站生成總線時(shí)鐘；

所有組件之間存在簡(jiǎn)單的主/從關(guān)系連接到總線的每個(gè)設(shè)備都可通過(guò)唯一地址進(jìn)行軟件尋址；

IIC是真正的多主總線，提供仲裁和沖突檢測(cè)。

IIC使用兩根線進(jìn)行通信：一根時(shí)鐘線SCL，一根數(shù)據(jù)線SDA。

IIC將SCL處于高時(shí)SDA拉低的動(dòng)作作為開(kāi)始信號(hào)，SCL處于高時(shí)SDA拉高的動(dòng)作作為結(jié)束信號(hào)；

傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，SDA在SCL低電平時(shí)改變數(shù)據(jù)，在SCL高電平時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)，每個(gè)SCL脈沖的高電平傳遞1位數(shù)據(jù)。

7-bit設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸

OLED顯示原理

OLED（Organic Electroluminescence Display）即有機(jī)發(fā)光二極管。

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OLED由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。

0.96英寸OLED基本參數(shù)

工作電壓：3.3~5V（內(nèi)置3.3V LDO，I2C通信接口電平是3.3V的）；

像素點(diǎn)陣規(guī)模：128x64（128列，64行，共8192顆LED）；

驅(qū)動(dòng)IC：SSD1306。

OLED模塊電路

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SSD1306驅(qū)動(dòng)電路

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詳見(jiàn)：oled I2c , SSD1306 Datasheet.

工程建立

新建工程

打開(kāi)e2 studio軟件，依次點(diǎn)擊：文件-新建-瑞薩 C/C++項(xiàng)目-Renesas RA

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依次進(jìn)行工程命名，路徑設(shè)置，F(xiàn)SP版本，目標(biāo)開(kāi)發(fā)板選擇，芯片型號(hào)選擇：R7FA2E1A72DFL，工具鏈選擇GNU ARM Embedded

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工程配置

配置FSP。

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配置IIC引腳。

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配置IIC參數(shù)。

注解

需要注意從機(jī)的地址，在STM32等程序中是0x78，這里的地址位數(shù)是7，因此需要右移一位，為0x3c。

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配置完成后，點(diǎn)擊Generate Project Content生成工程，主要代碼位于src文件夾。

代碼完善

這里首先介紹部分重要函數(shù)的構(gòu)成。

關(guān)鍵函數(shù)

向設(shè)備寫(xiě)控制命令：OLED_WR_CMD()

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//向設(shè)備寫(xiě)控制命令 voidOLED_WR_CMD(uint8_t cmd){ uint8_t ii[2]={0x00,0x00};
ii[1]=cmd; err =R_IIC_MASTER_Write(&g_i2c_master0_ctrl, ii,0x02,true); assert(FSP_SUCCESS== err); /* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/ //while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms) while((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE!= i2c_event) && timeout_ms>0) { R_BSP_SoftwareDelay(1U,BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS); timeout_ms--; } if(I2C_MASTER_EVENT_ABORTED== i2c_event) { __BKPT(0); } /* Read data back from the I2C slave */ i2c_event =I2C_MASTER_EVENT_ABORTED; timeout_ms =100; }

向設(shè)備寫(xiě)數(shù)據(jù)：OLED_WR_DATA()

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//向設(shè)備寫(xiě)數(shù)據(jù) voidOLED_WR_DATA(uint8_t data){ uint8_t ii[2]={0x40,0x00};
ii[1]=data; err =R_IIC_MASTER_Write(&g_i2c_master0_ctrl, ii,0x02,true); assert(FSP_SUCCESS== err); /* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/ while((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE!= i2c_event) && timeout_ms>0) { R_BSP_SoftwareDelay(1U,BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS); timeout_ms--; } if(I2C_MASTER_EVENT_ABORTED== i2c_event) { __BKPT(0); } /* Read data back from the I2C slave */ i2c_event =I2C_MASTER_EVENT_ABORTED; timeout_ms =100; }

需要向：src文件夾添加4個(gè)文件，其中oled.c是函數(shù)驅(qū)動(dòng)文件，oled.h是頭文件，oledfont.h為文字字模文件，bmp.h為圖片字模文件。

圖像取模

步驟：

1.圖像預(yù)處理，將其尺寸裁剪為寬高比2:1，推薦使用：FastStone Image Viewer軟件；

2.使用Image2Lcd軟件生成BMP格式；

3.使用PCtoLCD軟件生成字模。

Image2Lcd

下載并運(yùn)行Image2Lcd軟件。

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打開(kāi)目標(biāo)圖片，設(shè)置寬度為128像素，高度為64像素（若圖片不規(guī)則，需先進(jìn)行裁剪處理），輸出數(shù)據(jù)類(lèi)型可選擇BMP圖片，或直接生成C語(yǔ)言數(shù)組文件。

PCtoLCD2018

下載并運(yùn)行PCtoLCD2018軟件。

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打開(kāi)目標(biāo)BMP格式圖片，點(diǎn)擊齒輪圖標(biāo)進(jìn)入字模選項(xiàng)界面，參數(shù)設(shè)置完成后點(diǎn)擊確定，回到主界面，點(diǎn)擊生成字模，選擇并復(fù)制生成的字模至bmp.h文件。

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#ifndefBMP_H_#defineBMP_H_constunsignedchar BMP1[] ={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,};#endif

文字取模采用類(lèi)似方案，字模放置代碼如下。

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constunsignedchar Hzk[][32]={{0x00,0x20,0x18,0xC7,0x44,0x44,0x44,0x44,0xFC,0x44,0x44,0x44,0x44,0x04,0x00,0x00},{0x04,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x04,0x04,0xFF,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00},/*"年",0*/{0x00,0x00,0x00,0xFE,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x00,0x00,0x00},{0x80,0x40,0x30,0x0F,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x42,0x82,0x7F,0x00,0x00,0x00},/*"月",1*/{0x00,0x00,0x00,0xFE,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x00,0xFF,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"日",2*/};#endif/* OLEDFONT_H_ */

代碼。

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#include"hal_data.h"#include"oled.h"#include"bmp.h"
FSP_CPP_HEADERvoidR_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_tevent);FSP_CPP_FOOTER
i2c_master_event_ti2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;voidIIC_master_callback(i2c_master_callback_args_t*p_args){ i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED; if(NULL!= p_args) { /* capture callback event for validating the i2c transfer event*/ i2c_event = p_args->event; }}fsp_err_terr = FSP_SUCCESS;int timeout_ms =100;
voidhal_entry(void){ /*TODO:add your own code here */ /* IIC initicalized*/ err =R_IIC_MASTER_Open(&g_i2c_master0_ctrl, &g_i2c_master0_cfg); assert(FSP_SUCCESS == err); WriteCmd();// initialized while(1){ /*---------- Picture ------------*/ OLED_Clear();// clear screen OLED_DrawBMP(0,0,128,8,BMP1); R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); /*----------- Text ------------*/ OLED_Clear();// clear screen OLED_ShowString(0,0,"RA",16); OLED_ShowCHinese(16,0,0);//生 OLED_ShowCHinese(32,0,1);//態(tài) OLED_ShowCHinese(48,0,2);//工 OLED_ShowCHinese(64,0,3);//作 OLED_ShowCHinese(80,0,4);//室 OLED_ShowString(0,2,"2024.11.06",16); OLED_ShowString(0,4,"Renesas RA2E1",16); R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); }
#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD /* Enter non-secure code */ R_BSP_NonSecureEnter();#endif}

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效果展示

IIC專(zhuān)題的精彩才剛剛開(kāi)始！下一期我們會(huì)繼續(xù)深挖IIC通信的更多實(shí)用場(chǎng)景。關(guān)注瑞薩嵌入式小百科，一起解鎖更多IIC通信的實(shí)戰(zhàn)玩法，讓嵌入式設(shè)備協(xié)同更高效！

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