CN113360113A - 一种基于oled屏实现动态调整字符显示宽度的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统及方法，属于OLED液晶模块显示领域，本发明系统由单片机IO端口配置、OLED驱动设计、字库数据结构定义、构造字库数据、显示数据处理和送显示六个功能模块组成，单片机和OLED模块之间采用串行SPI总线协议进行数据传输。本发明方法通过构造一个全新数据格式的字库，在数据处理时从构造的字库中提取数据进行字符显示处理以达到动态调整每个字符宽度的效果。通过本发明可以动态调整字符显示宽度，从而减少字符显示占用屏幕的列数，有效提高OLED液晶屏所显示的字符数量，在对小尺寸屏幕需要显示大量数据内容的场合有很高的应用价值。

Description

一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统及方法
技术领域
本发明属于OLED液晶模块显示领域，具体涉及一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统及方法。
背景技术
OLED，即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)，又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display，OELD)，是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件。OLED同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性，这些特性使得OLED在液晶显示的应用上显得非常突出，能够满足消费者对显示技术的新需求，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术，全球越来越多的显示器厂家纷纷投入研发，推动了OLED产业化的发展，在各种领域OLED的应用也越来越广泛。
在程控直流电源领域特别是在机架式程控直流电源系统中，对程控直流电源的尺寸要求严格，通常要求程控直流电源尺寸大小为1U，并且在1U的尺寸下带有测量设置等显示功能，对于机架式的系统电源这就要求显示的内容较多，而在1U的尺寸下可选的液晶种类很少，目前在1U尺寸下单个液晶显示的最大分辨率是256*64。现有的分辨率为256*64的液晶屏，驱动设计使用的点阵字符一般为8*16点阵和5*7点阵的ASCII字库，这样对于256*64的屏使用8*16点阵字库的每行字符显示个数为32个字符，对于使用5*7点阵字库的液晶屏，字符显示的特别小，用户使用时容易造成视觉疲劳，并且每行显示的字符个数为51个字符，对于每行显示要超过51个字符的往往是通过换行显示或缩减字符串内容来实现，这样不仅影响美观还使可显示的内容变少，对于有系统菜单且菜单功能复杂的就无法实现或者实现起来用户必须通过繁琐的按键操作才能达到想要使用的功能，给用户使用带来不便，容易带来误操作，影响仪器的正常使用。
发明内容
本发明设计了一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统及方法来解决上述问题，通过本发明使用8*11点阵的字库显示字符，字符最小为32字符最大可以达到85个字符，而且所显示的字符比6*12点阵字库的字符要大和美观，不会引起用户长久使用时影响视觉疲劳。
本发明的技术方案如下：
一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，包括单片机IO端口配置模块、OLED驱动设计模块、字库数据结构定义模块、字库数据构造模块、显示数据处理模块、显示模块；其中，
所述单片机IO端口配置模块中，单片机的IO引脚为复用模式的SPI总线接口；
所述OLED驱动设计模块中，根据驱动芯片对OLED配置初始化寄存器函数和基于SPI总线的串行数据读写函数；
所述字库数据结构定义模块中，定义了一个构造字库的数据结构；
所述字库数据构造模块中，根据定义的字库数据结构构造一个新的字库，供OLED驱动设计模块调用；
所述显示数据处理模块，将字库中的数据提取转换成OLED液晶屏显示格式；
所述显示模块，将要显示的字符送到OLED液晶屏进行字符显示。
优选地，单片机IO端口配置为SPI接口信号线，包括复位信号线、片选信号线、命令数据信号线、时钟信号线、数据线的配置。
优选地，驱动芯片型号为SSD1322，显示分辨率为256*64。
优选地，数据结构包括字符的宽度、高度和字符点阵数据。
优选地，字符点阵数据的集合是自制作的8*11点阵ASCII字符。
优选地，字库数据构造模块包括字库数据信息提取处理、字库数据转换OLED屏显示格式和显示速度优化子模块。
一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的方法，采用如上所述的基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，动态的调整字符显示宽度，其具体步骤为：
S1.定义字库数据结构，根据该结构构造一个新的字库，供驱动程序调用数据使用；
S2.配置单片机IO端口，通过SPI接口连线方式连接OLED液晶屏和单片机，使其通过SPI总线协议进行通信；
S3.根据驱动芯片对OLED进行初始化寄存器配置，并设计单片机对OLED液晶屏进行读写时序、命令发送的顺序；
S4提取自制作字库中的数据，并转换成OLED液晶屏显示格式；
S5.通过SPI总线协议将要显示的字符送到液晶屏进行字符显示。
本发明所带来的有益技术效果：
通过字库数据结构定义模块自定义一个字库数据结构，字库数据构造模块按照该结构构造一个全新的ASCII字符库，在驱动设计时调用这个字库可以得到字符的高度、宽度及标准字符库数据；数据处理模块从构造的字库中提取数据进行字符显示处理以达到动态调整每个字符宽度的效果；本发明可以动态调整字符显示的宽度，增加OLED液晶显示屏每行显示的字符个数，从而提高了整个屏幕显示字符的容量，对小尺寸OLED屏幕显示内容多的应用场景有明显的效果。
附图说明
图1是本发明系统的功能模块框图；
图2是本发明方法的流程图；
图3是本发明单片机IO端口配置内容图；
图4是本发明引用驱动芯片的单个像素点驱动电路图；
图5是本发明设计中使用的4线制SPI接口读写时序图；
图6是本发明OLED显存数据扫描模式图；
图7是本发明单个像素数据位示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，包括单片机IO端口配置模块、OLED驱动设计模块、字库数据结构定义模块、字库数据构造模块、显示数据处理模块、显示模块。
单片机IO端口配置模块中，单片机的IO引脚为复用模式的SPI总线接口，单片机IO端口配置为SPI接口信号线，包括复位信号线、片选信号线、命令数据信号线、时钟信号线、数据线的配置；所使用的单片机为ST公司的STM32F/STM32H系列单片机，在程序中配置单片机IO接口时配置IO为复用SPI模式，OLED液晶模块和单片机是通过SPI接口连线方式进行连接，通过SPI总线协议进行通信。
OLED驱动设计模块中，根据驱动芯片SSD1322设计OLED模块初始化寄存器配置函数和基于SPI总线的串行数据读写函数，即主要根据驱动芯片SSD1322对OLED进行初始化寄存器配置以及单片机对OLED液晶模块进行读写时序、命令发送顺序的设计。
字库数据结构定义模块中，定义了一个构造字库的数据结构，根据这个数据结构类型生成一个字库数据，此数据结构由字符的宽度、高度和构成字符的点阵数据集合组成，点阵数据集合是自制作的8*11点阵ASCII字符。
字库数据构造模块中，根据定义的字库数据结构构造一个新的字库，供驱动程序调用数据使用，该字库数据信息同样由字符宽度、字符高度和字符点阵数据组成。
显示数据处理模块包括字库数据信息提取处理、字库数据转换OLED屏显示格式和显示速度优化三个子模块，将自制作字库中的数据提取转换成OLED液晶模块显示格式。
显示模块是程序中需要显示字符时调用驱动程序中设计的函数来进行字符在液晶面板上的显示，即通过SPI总线协议将要显示的字符送到液晶屏进行字符显示。
一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的方法，通过上述系统中的六个模块，动态调整字符的显示宽度，该方法流程图如图2所示，具体步骤为：
步骤1：定义字库数据结构，根据该结构构造一个新的字库，供驱动程序调用数据使用；
步骤2：配置单片机IO端口，通过SPI接口连线方式连接OLED液晶模块和单片机，使其通过SPI总线协议进行通信；
步骤3：根据驱动芯片对OLED进行初始化寄存器配置，并设计单片机对OLED液晶模块进行读写时序、命令发送的顺序；
步骤4：提取自制作字库中的数据，并转换成OLED液晶模块显示格式；
步骤5：通过SPI总线协议将要显示的字符送到液晶屏进行字符显示。
下面对其中几个重要功能模块进行详细介绍具体。
1.单片机IO端口配置模块
单片机IO端口配置内容如图3所示，在程序设计中采用宏定义的方式来进行IO端口配置以提高程序的运行效率；在图3中，单片机的IO引脚PC12配置为OLED的复位控制信号，引脚PD2配置为OLED的片选信号，引脚PC11配置为发送命令或者数据的选择信号，引脚PI3配置为时钟信号，引脚PC10配置为数据传输线。
2.OLED驱动设计模块
OLED驱动设计模块的具体实施步骤如下：
步骤1：按字符点阵数据来驱动点亮对应液晶屏幕上的像素点，其中液晶屏单个像素点的驱动硬件电路如图4所示，液晶屏幕的单个像素点驱动由Segment Driver和CommonDriver组合驱动来点亮；
步骤2：根据串行SPI接口的OLED的读写时序来编写液晶显示的读写函数，四线制串行SPI接口读写时序如图5所示；
步骤3：根据OLED驱动芯片SSD1322内部各个寄存器的功能编写液晶显示的初始化程序以驱动OLED液晶面板的显示。
3.显示数据处理模块
显示数据处理包括字库数据提取及提取后动态显示算法处理和显存数据格式处理，其中字库数据提取及提取后动态算法处理分为以下步骤：
步骤1：按照字库数据结构定义将数据从自制字库中解析出要显示字符的点阵数据，并将数据存储在一个字符数组变量中，以供字符显示函数调用，在本步骤中所要显示的字符在自制字库的寻址按标准字库的寻址方法得到字符地址值，并将此值减去偏移地址值得到所要显示的字符在自制字库中的地址。
步骤2：从自制字库中解析出要显示字符占用的宽度，并将字符宽度值存储在一个整型变量中，以供字符显示函数调用。
步骤3：计算下一个字符显示的位置，此步骤是动态显示字符的核心部分；当显示单个字符时，字符显示位置为输入设置的参数，即屏幕的横坐标和竖坐标所定位置，当显示为多余一个字符的字符串时，第一个字符按照显示单个字符的方法显示，第二个字符则是在第一个字符显示的横坐标的基础上加上从自制字库中解析出来的字符宽度值，而不是加上固定的宽度值，这样在显示字符串时是根据每个字符实际宽度的大小来显示，从而实现动态调整字符串显示的宽度。
步骤4：显存数据在GRAM中读取的扫描模式如图6所示，从图6中可以看出，显存中的数据是从左到右从上到下的方式存储屏幕的每个像素点的值；在显存中每个像素点的数据如图7所示，在图7中每个像素由4个比特位表示，此4个比特位组成颜色的灰度等级，代表单个像素点颜色的深浅；在本发明中要将从自制字库提取的字符点阵数据按照GRAM扫描模式将字库的点阵转换成每4个比特位表示一个像素点的屏幕显示方式。
本发明中通过端口配置将单片机的IO端口配置为SPI接口模式和OLED模块进行通信；定义了一个用于构造字库数据的字库数据结构，按照这个数据结构构造一个全新的数据格式的字库，在驱动设计时调用这个字库可以得到字符的高度、宽度及标准字符库数据。本发明中构造字库数据是根据定义的字库数据结构方式构造一个全新的ASCII字符库；数据处理时从构造的字库中提取数据进行字符显示处理以达到动态调整每个字符宽度的效果。通过本发明可以动态调整字符显示宽度，从而减少字符显示占用屏幕的列数，有效提高OLED液晶屏所显示的字符数量，在对小尺寸屏幕需要显示大量数据内容的场合有很高的应用价值。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，其特征在于，包括单片机IO端口配置模块、OLED驱动设计模块、字库数据结构定义模块、字库数据构造模块、显示数据处理模块、显示模块；其中，
所述单片机IO端口配置模块中，单片机的IO引脚为复用模式的SPI总线接口；
所述OLED驱动设计模块中，根据驱动芯片对OLED配置初始化寄存器函数和基于SPI总线的串行数据读写函数；
所述字库数据结构定义模块中，定义了一个构造字库的数据结构；
所述字库数据构造模块中，根据定义的字库数据结构构造一个新的字库，供OLED驱动设计模块调用；
所述显示数据处理模块，将字库中的数据提取转换成OLED液晶屏显示格式；
所述显示模块，将要显示的字符送到OLED液晶屏进行字符显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，其特征在于，单片机IO端口配置为SPI接口信号线，包括复位信号线、片选信号线、命令数据信号线、时钟信号线、数据线的配置。
3.根据权利要求1所述的一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，其特征在于，所述驱动芯片型号为SSD1322，显示分辨率为256*64。
4.根据权利要求1所述的一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，其特征在于，所述数据结构包括字符的宽度、高度和字符点阵数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，其特征在于，所述字符点阵数据的集合是自制作的8*11点阵ASCII字符。
6.根据权利要求1所述的一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，其特征在于，所述字库数据构造模块包括字库数据信息提取处理、字库数据转换OLED屏显示格式和显示速度优化子模块。
7.一种基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任意一项所述的基于OLED屏实现动态调整字符显示宽度的系统，动态的调整字符显示宽度，其具体步骤为：
S1.定义字库数据结构，根据该结构构造一个新的字库，供驱动程序调用数据使用；
S2.配置单片机IO端口，通过SPI接口连线方式连接OLED液晶屏和单片机，使其通过SPI总线协议进行通信；
S3.根据驱动芯片对OLED进行初始化寄存器配置，并设计单片机对OLED液晶屏进行读写时序、命令发送的顺序；
S4提取自制作字库中的数据，并转换成OLED液晶屏显示格式；
S5.通过SPI总线协议将要显示的字符送到液晶屏进行字符显示。
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