树莓派在 OLED 显示屏上输出文字

本文记录如何用树莓派和下图的显示屏展示内容。

用到的设备：

• OLED显示屏模块，IIC接口，128*32点阵，驱动芯片SSD1306（购买链接）
• 树莓派 3 Model B+，有外接显示屏、鼠标（如果没有可以用个人电脑连接树莓派，Mac 系统的可点击参考《Mac 通过 VNC 打开树莓派远程桌面（不用独立显示屏）》）

连接设备

 

如上图所示，这个 OLED 有五个 Pin，和树莓派引脚分别对映如下：

OLED Pin	树莓派 GPIO Pin (Board 编码）	备注
3.3v	1 或 17	3.3 v
GND	6 或 9/14/20/25/30/34/39	Ground
SCL	5	I2C SCL
SDA	3	I2C SCA
RES	可以不连	Reset，我的代码中没有用到这个

市面上大多数 OLED 有4个或6个 Pin，连接方式略有不同，4个的少一个 RES，其他都一样，如下图。

Enable I2C Interface

有两种方式：

1. 树莓派终端中执行 sudo raspi-config ，选择 Interfacing Options > I2C ，出现如下界面，确认后重启。

2. 桌面版树莓派可点击桌面左上角菜单键，再选择“首选项/Preferences" > "Raspberry Pi Configuration"，然后再弹出的窗口中选择 Interfaces 标签，I2C 选项中选择 Enable，如下图。

树莓派环境准备

根据参考资料【1】中的提示，我检查了所有需要安装的基本库，基本上都是最新版本的，只下载了其中一个叫 python-smbus 的库。

安装可以进行在 Python 2.7 或 Python 3 里，推荐使用 Python 3。

Python 3 的可以执行下面的一系列命令进行自查：

sudo apt install -y python3-dev
sudo apt install -y python-imaging python-smbus i2c-tools
sudo apt install -y python3-pil
sudo apt install -y python3-pip
sudo apt install -y python3-setuptools
sudo apt install -y python3-rpi.gpio

Python 2.7 的：

sudo apt install -y python-dev
sudo apt install -y python-imaging python-smbus i2c-tools
sudo apt install -y python-pil
sudo apt install -y python-pip
sudo apt install -y python-setuptools 

树莓派下载安装 SSD1306 屏幕驱动库

有很多开源的 SSD1306 屏幕驱动库，我使用的是 Adafruit 的 Python 库，可以用于 128x32 和 128x64 的显示屏。地址是：https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306。

下载安装方式有两种：

1. 直接从 gitHub 上 clone 到本地
   • git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306.git
   • cd Adafruit_Python_SSD1306
   •  Python 3 下： sudo python3 setup.py install ；Python 2 下：sudo python setup.py install
2. 用 pip 下载
   • sudo pip install Adafruit-SSD1306

我用到是第一种下载安装方式。

测试代码

下载的 Python 库中有很多现成的例子，在 examples 文件夹中。终端进入该文件夹下，执行 python shapes.py 或 python3 shapes.py 显示屏会显示如下界面：

还有别的例子都可以尝试一下。

其中有一个 buttons.py 例子可以配合按键一起测试。我就拿了四个轻触四脚按键测试了一下，代码中显示可以用七个按钮控制。

先展示一下效果：

具体操作如下：

用编辑器打开 buttons.py，观察代码，如下图，

可以猜出 L, R, C, U, D 分别表示 Left, Right, Center, Up, Down，因为我只有四个按钮，我就只连接了上下左右这四个按钮，按照代码中给的 BCM 号连接上对应的 GPIO 引脚，效果如下图。

同时参考所有给出的例子，你就实现按钮等元件控制显示内容等效果。

在显示屏上显示文字

在 shapes.py 文件中有关于显示字母的例子，我们可以在这个代码上进行修改。

原代码内容：

# Load default font.
font = ImageFont.load_default()

# Alternatively load a TTF font.  Make sure the .ttf font file is in the same directory as the python script!
# Some other nice fonts to try: http://www.dafont.com/bitmap.php
#font = ImageFont.truetype('Minecraftia.ttf', 8)

想要显示中文，就需要下载中文的字体，有很多免费网站可以下载到，需要是 ttf 文件。我下载了一个楷体的 ttf，然后需要将这个 ttf 文件和代码放在同一路径下（如果不同路径，代码中的路径需要修改正确），修改代码如下：

# Load default font.
#font = ImageFont.load_default()

# Alternatively load a TTF font.  Make sure the .ttf font file is in the same directory as the python script!
# Some other nice fonts to try: http://www.dafont.com/bitmap.php
font = ImageFont.truetype('Kaiti.ttf', 30)

展示文字的代码可以是 draw.text((x,top), u'测试', font=font, fill=255) ，运行结果如下。

完整的参考代码：（第二行如果不定义 utf-8，可能会报错）

#!/usr/bin/python 
# -*- coding: utf-8 -*-

import RPi.GPIO as GPIO

import time

import Adafruit_GPIO.SPI as SPI
import Adafruit_SSD1306

from PIL import Image
from PIL import ImageDraw
from PIL import ImageFont

# Raspberry Pi pin configuration:
RST = 24
# 128x32 display with hardware I2C:
disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_32(rst=RST)

# Initialize library.
disp.begin()

# Clear display.
disp.clear()
disp.display()

# Create blank image for drawing.
# Make sure to create image with mode '1' for 1-bit color.
width = disp.width
height = disp.height
image = Image.new('1', (width, height))

# Get drawing object to draw on image.
draw = ImageDraw.Draw(image)

# Load default font.
#font = ImageFont.load_default()

# Alternatively load a TTF font.  Make sure the .ttf font file is in the same directory as the python script!
# Some other nice fonts to try: http://www.dafont.com/bitmap.php
font = ImageFont.truetype('kaiti.ttf', 30)

# First define some constants to allow easy resizing of shapes.
padding = 0
top = padding
bottom = height-padding

# Move left to right keeping track of the current x position for drawing shapes.
# 增加 x 值可以将文字向右移动
x = 0

draw.text((x, top), u'测试', font=font, fill=255) # 字段前加 u 表示是文字
disp.image(image)
disp.display()

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参考资料

1. 《Using an I2C OLED Display Module with the Raspberry Pi》

2. 《Enable I2C Interface on the Raspberry Pi》