**SSD1306控制OLED顯示螢幕**
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#### 圖片所示OLED面板內有一驅動晶片，為SSD1306，此晶片能夠支援6800、8080並串列傳輸匯流排介面，SPI和I2C串列傳輸匯流排介面，透過資料傳輸至內部GGDRAM中，根據GGDRAM中的資料，顯示於128*64的矩陣面板。
#### ESP32使用I2C來控制SSD1306來顯示圖形前，我們需要先了解如何寫入資料到SSD1306中，藉此來配置螢幕顯示參數和圖形點矩陣資料。
#### 本章節將跟大家分享如何使用ESP32 I2C通訊界面用於控制SSD1306和顯示OLED顯示螢幕的方法。

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## **Feature**

* ### **Resolution** :
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* #### 128 * 64 顯示面板.
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* ### **Power**:
::: info
* #### $V_{DD}$ : 1.65 $V$~3.3 $V$ , Power supply for IC logic. (用於內部數位電路邏輯運算電源供給)
* #### $V_{CC}$ : 7 $V$ ~ 15 $V$, Power supply for Panel driving.(用於面板驅動電源供給)
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* ### **Embedded 128 x 64 bit SRAM display buffer**

* ### **Pin selectable MCU Interfaces**:
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#### SSD1306可以用於 8bit 6800/8080串並列匯流排傳輸、3線或4線SPI傳輸介面和I2C積體電路匯流排介面，本章節將著重於SSD1306 I2C應用的介紹。
* #### 8-bit 6800/8080-series parallel interface
* #### 3 /4 wire Serial Peripheral Interface
* #### "**I2C Interface**"
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* ### **Embedded 128 x 64 bit SRAM display buffer**

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## **SSD1306 Block Diagram 方塊圖**

##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>
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#### 藉由SSD1306的方塊圖，可以發現其內部有MCU在控制面板驅動的工作，MCU可藉由$D_0$ ~$D_7$來獲取命令的指令以及顯示於面板的點矩陣資料。
#### 在I2C傳輸會用到$D_0$至$D_3$接腳，用於I2C資料傳輸($SCL$、$SDA_{in}$、$SDA_{out}$).
#### BS0 ~ BS2 可選擇 SSD1306的通訊介面，如6800/8080、SPI、I2C.
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## **BS[0:2]選擇SSD1306傳輸介面**
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>
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#### RES# 為復位腳位
#### 以上為I2C回會用到的對外(輸入、輸出)接腳
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##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>

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## **SSD1306接腳配置**
#### 綜合以上接腳資訊，我們將SSD1306接腳配置以下圖為基準:
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>
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#### $D_0$: I2C SCL接腳
#### $D_1$: I2C $SDA_{in}$接腳
#### $D_2$: I2C $SDA_{out}$接腳
#### D/C#: 選擇Slave address SA0配置.
#### RES#: 復位接腳，電壓準位保持高準位則重置SSD1306.
#### 其他Tie LOW
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## **SSD1306 for I2C Interface**
#### $SA0$接腳可以配置SSD1306在I2C的Slave address，形式如下圖$b_1$為$SA0$
#### $SA0$配置為1，則Slave為0x3D、配置為0，則為0x3C.
#### R/W# 則代表此在I2C匯流排中是用於寫入至bit[1:7]的slave還是從bit[1:7]的slave讀取資料，寫入(0)、讀取(1).
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>

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## **I2C通訊**

#### I2C通訊方式，我們須了解ESP32當Master時，我們要給SSD1306的資料格式:
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>

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#### ESP32作為I2C Master時，若想要與SSD1306發出命令，或寫入資料到GGDRAM時，我們需要根據上圖規範來送出Slave Address、R/W#、D/C#還有命令或者是資料位元組，藉此控制SSD1306來驅動128*64 Oled面板.

#### Slave Address: SSD1306提供固定bit[2:7]為故定位址，bit[1]為SA0，使用者根據SA0來改變SSD1306 Slave Address.

#### bit0(R/W#)則控制SSD1306是要寫入此資料至內部寄存器，還是從內部寄存器讀取資料.
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## **SSD1306 Command Decoder**
#### 根據SSD1306方塊圖所示，藉由MCU Interface D/C#訊號輸入，可決定此資料是要做為Cammand還是將此資料放置到GGDRAM用於面板顯示，如果D/C#設置為1為Data mode，0為Command mode.

#### 藉由Cammand模式，我們可以用來配置SSD1306的工作行為.
#### 在下一章節，我們將實作ESP32控制SSD1306的程式，將會介紹重要的Command來配置SSD1306用於OLED面板顯示的初始化。

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## **SSD1306 Graphic Display Data RAM(GGDRAM)**

#### SSD1306藉由GGDRAM用於儲存顯示面板要顯示的資料.
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>
#### 內部分別儲存了Page[0:7]和SEG[0:127]的資料.

#### 每個Page分別儲存了$D_O$至$D_7$的資料，用於顯示第SEG行的8列像素.

## **Ex. Page2資料分布**
#### 在Page2中，沿著y軸方向由高至低分別為8個像素點的8bit像素資訊，沿著x軸方向為COL[0:127]，所以想要讓COL0全亮，我們將起始定位Page2及COL0寫入0xff就可以了。
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>

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## **Memory Addressing Mode設定寫入資料的起始位置**
### COL : 在每一個獨立的Page中，有COL[0:127]可以寫入(0、1)，0為暗、1為顯示
### PAGE : 128 * 64 矩陣面板有Page[0:7]可以讀寫資料，每個Page由低到高可配置8個像素點的資料(8bit)，由上圖所示。
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>

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#### 驅動面板顯示像素時，分別要設置COL的初始位置和Page初始位置，所以我們需要用指令來寫入COL的初始位置和Page初始位置資訊，在COL中，有2個命令用來指定COL的初始位置，分別是0x00 ~ 0x0f來處理8位元中的低4位元資料，0x10 ~ 0x1f來指定高四位元資料。

#### ex. 我們指定COL由0~127中的 0100 0010開始，地COL66開始寫入資料.
#### 下達命令: {(0100 0010b& ffff 0000b) >> 4} | 0x00 指定低4位元
#### 下達命令: (0100 0010b& ffff 0000b) | 0x00 指定高4位元

#### COL配置完資料後，並不會到下一個Page寫入資料，我們如果需要切換到下一個Page寫入資料的指令。
#### 命令0x0b為第Page0，到Page1則寫入(0x0b + 1)，依此類推Pagei為(0x0b+i).
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## **Horizontal addressing mode**
##### <center>圖片來源: SSD1306 Datasheet</center>
#### 在此模式下，當資料寫到COL的最後一個，他會自動跳到下一列COL0開始寫入資料.

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### 藉由上述介紹我們可以初步得到該怎麼用I2C來控制SSD1306，下一章節我們將來討論ESP32如何發出Command和寫入資料至GGDRAM，藉此驅動0.96吋Oled面板。