分享一个RAV4和卡罗拉车机VFD屏的U8g2驱动（Arduino / STM32）

izilzty

2020/1/23更新：增加支持U8x8（请重新下载压缩文件）

先上两张卡罗拉VFD屏的效果图，是U8g2和U8x8自带的示例。（点击可查看大图）

U8g2 Logo：



U8x8 GraphicsTest：


Arduino

一、安装：
这里是已经修改好的u8g2库，版本是2.27.5，直接下载然后在Arduino里选“项目->加载库->添加.zip库”就能安装，记得先删掉原来的U8g2。
U8g2-2.27.5.zip

安装好库以后，像其他屏幕一样使用就行。

二、构造函数：
1页缓冲占用256Byte内存，2页缓冲占用512Byte内存，全缓冲卡罗拉的需要1792Byte、RAV4的需要2048Byte。对于有多个SPI口的Arduino板，可以使用带2ND符号的构造函数来使用第二个SPI。

1. /* 卡罗拉 U8g2 SPI0 */
   
2. U8G2_GP1287AI_256X50_1_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
   
3. U8G2_GP1287AI_256X50_2_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
   
4. U8G2_GP1287AI_256X50_F_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
   
5. /* 卡罗拉 U8g2 SPI1 */
   
6. U8G2_GP1287AI_256X50_1_2ND_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
   
7. U8G2_GP1287AI_256X50_2_2ND_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
   
8. U8G2_GP1287AI_256X50_F_2ND_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
   
9. 
   
10. /* RAV4 U8g2 SPI0 */
    
11. U8G2_RAV4_253X63_1_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
12. U8G2_RAV4_253X63_2_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
13. U8G2_RAV4_253X63_F_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
14. /* RAV4 U8g2 SPI1 */
    
15. U8G2_RAV4_253X63_1_2ND_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
16. U8G2_RAV4_253X63_2_2ND_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
17. U8G2_RAV4_253X63_F_2ND_3W_HW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
18. 
    
19. /* 卡罗拉 U8x8 SPI0 */
    
20. U8X8_GP1287AI_256X50_3W_HW_SPI u8x8( /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
21. /* 卡罗拉 U8x8 SPI1 */
    
22. U8X8_GP1287AI_256X50_2ND_3W_HW_SPI u8x8( /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
23. 
    
24. /* RAV4 U8x8 SPI0 */
    
25. U8X8_RAV4_253X63_3W_HW_SPI u8x8( /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    
26. /* RAV4 U8x8 SPI1*/
    
27. U8X8_RAV4_253X63_2ND_3W_HW_SPI u8x8( /* cs=*/ 10, /* reset=*/ 9);
    

复制代码

三、亮度调节：
这两个型号的屏幕原本支持1024级亮度，但是U8g2最多只能输入255，所以setContrast()每增加1级的亮度实际是增加了4级的亮度。

1. /* 亮度调节 */
   
2. u8g2.setContrast(255);
   

复制代码

四、节能模式：

在退出节能模式时会自动有1毫秒延时，等待屏幕内部振荡器稳定。

1. /* 进入节能模式 */
   
2. u8g2.setPowerSave(1);
   
3. 
   
4. /* 退出节能模式 */
   
5. u8g2.setPowerSave(0);
   

复制代码

五、注意事项：
1、这两种屏幕的逻辑供电和所有io均为3.3V，如果用5V的Arduino板（UNO、Leonardo之类的）驱动的话需要加电平转换（因为默认是推挽输出，所以最好是使用转换芯片或三极管，也可以自己修改程序为开漏输出，然后用两个电阻做电平转换）。
2、高压使能（屏幕PCB上的SLEEP或HVEN测试点）在U8g2里没有去控制，自己用一个io口去控制就行，高电平是开启，低电平是关闭。在打开以后建议等700毫秒左右，待灯丝完全加热以后再发显示数据，不然显示内容会有从暗变亮的过程，视觉效果会不太好。

EX、Arduino自己修改库的操作步骤：
1、首先下载这个压缩包，然后解压一下，得到“src”文件夹
arduino_u8g2_vfd驱动.zip
2、将“src\追加\U8g2lib.h”里的内容全部添加到库中“U8g2\src\U8g2lib.h”的最后：
（点击可查看大图）


3、将“src\追加\U8x8lib.h”里的内容全部添加到库中“U8g2\src\U8x8lib.h”的最后：


4、用“src\修改\U8x8lib.cpp”里的相应内容替换库中“U8g2\src\U8x8lib.cpp”内相应的行：
（第一组）

（第二组）

（第三组）

（第四组）


5、将“src\clib\直接放入\u8x8_d_futaba_vfd.c”复制到库中“U8g2\src\clib”文件夹内:


6、将“src\clib\追加\u8g2.h”里的相应内容添加到库中“U8g2\src\clib\u8g2.h”文件的相应位置：

（第一组）

（第二组）


7、将“src\clib\追加”文件夹里剩余几个文件的内容添加到库中“U8g2\src\clib”文件内相同文件名文件的最后：
（u8g2_d_memory.c）

（u8g2_d_setup.c）

（u8x8.h）


8、最后将库中“U8g2\src\clib\u8g2.h”开头的 //#define U8G2_16BIT 注译去掉，变为#define U8G2_16BIT，启用16bit模式支持大尺寸屏幕。


STM32

一、移植U8g2：


这里是官方的移植和使用示例：
https://github.com/olikraus/u8g2/wiki/Porting-to-new-MCU-platform
https://github.com/olikraus/u8g2/wiki/u8g2setupc


最后附件里也有移植好并添加了VFD驱动的整个Keil工程

移植比较简单在这里就不细说了，不用修改什么东西，只需要添加就行。在编译的时候出现Error: L6406E: No space in execution regions with .ANY xxxxxxx的话建议切换到version6的编译器（如果是GCC可以启用垃圾收集）：


不想使用version6编译器的话就需要手动删掉不需要的函数和字体，详细方法网上都有，在删除时需要注意保留u8g2_d_memory.c内下面这三个：

1. uint8_t *u8g2_m_32_8_1(uint8_t *page_cnt);
   
2. uint8_t *u8g2_m_32_8_2(uint8_t *page_cnt);
   
3. uint8_t *u8g2_m_32_8_f(uint8_t *page_cnt);
   

复制代码

最后还需要添加SPI和GPIO回调函数（直接加到main.c里或新建一个文件都行）：

1. /* SPI回调 */
   
2. uint8_t u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
   
3. {
   
4.   uint8_t *data;
   
5.   switch (msg)
   
6.   {
   
7.   case U8X8_MSG_BYTE_SEND: // 每次需要SPI发送数据时会进入这里，arg_ptr为数据指针，arg_int为数据大小
   
8.     data = (uint8_t *)arg_ptr;
   
9.     for (uint8_t i = 0; i < arg_int; i++)
   
10.     {
    
11.       while (LL_SPI_IsActiveFlag_TXE(SPI1) == RESET)
    
12.       {
    
13.         //__NOP();
    
14.       }
    
15.       LL_SPI_TransmitData8(SPI1, *data);
    
16.       data += 1;
    
17.     }
    
18.     while (LL_SPI_IsActiveFlag_BSY(SPI1) == SET)
    
19.     {
    
20.       //__NOP();
    
21.     }
    
22.     break;
    
23.   case U8X8_MSG_BYTE_START_TRANSFER:
    
24.     LL_GPIO_ResetOutputPin(SPI1_CS_GPIO_Port, SPI1_CS_Pin);
    
25.     break;
    
26.   case U8X8_MSG_BYTE_END_TRANSFER:
    
27.     LL_GPIO_SetOutputPin(SPI1_CS_GPIO_Port, SPI1_CS_Pin);
    
28.     break;
    
29.   default:
    
30.     return 0;
    
31.   }
    
32.   return 1;
    
33. }
    
34. /* GPIO回调 */
    
35. uint8_t u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd(U8X8_UNUSED u8x8_t *u8x8, U8X8_UNUSED uint8_t msg, U8X8_UNUSED uint8_t arg_int, U8X8_UNUSED void *arg_ptr)
    
36. {
    
37.   switch (msg)
    
38.   {
    
39.   case U8X8_MSG_GPIO_AND_DELAY_INIT:
    
40.     LL_SPI_Enable(SPI1);
    
41.     break;
    
42.   case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:
    
43.     LL_mDelay(arg_int);
    
44.     break;
    
45.   case U8X8_MSG_GPIO_RESET:
    
46.     if (arg_int)
    
47.       LL_GPIO_SetOutputPin(RST_GPIO_Port, RST_Pin);
    
48.     else
    
49.       LL_GPIO_ResetOutputPin(RST_GPIO_Port, RST_Pin);
    
50.     break;
    
51.   default:
    
52.     u8x8_SetGPIOResult(u8x8, 1);
    
53.     break;
    
54.   }
    
55.   return 1;
    
56. }
    

复制代码

二、添加VFD驱动：
1、首先下载这个压缩包，然后解压一下，得到“csrc”文件夹
stm32_u8g2_vfd驱动.zip
2、之后的步骤和“Arduino自己修改库”的 5 到 8 步是相同的

三、支持的Setup函数：
1页缓冲占用256Byte内存，2页缓冲占用512Byte内存，全缓冲卡罗拉的需要1792Byte、RAV4的需要2048Byte。

1. /* 卡罗拉 U8g2 */
   
2. u8g2_Setup_futaba_vfd_gp1287ai_256x50_1(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
   
3. u8g2_Setup_futaba_vfd_gp1287ai_256x50_2(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
   
4. u8g2_Setup_futaba_vfd_gp1287ai_256x50_f(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
   
5. 
   
6. /* RAV4 U8g2 */
   
7. u8g2_Setup_futaba_vfd_rav4_253x63_1(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
   
8. u8g2_Setup_futaba_vfd_rav4_253x63_2(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
   
9. u8g2_Setup_futaba_vfd_rav4_253x63_f(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
   
10. 
    
11. /* 卡罗拉 U8x8 */
    
12. u8x8_Setup(&u8x8, u8x8_d_futaba_vfd_gp1287ai_256x50, u8x8_cad_empty, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
    
13. 
    
14. /* RAV4 U8x8 */
    
15. u8x8_Setup(&u8x8, u8x8_d_futaba_vfd_rav4_256x50, u8x8_cad_empty, u8x8_byte_hw_spi_futaba_vfd, u8x8_gpio_and_delay_futaba_vfd);
    

复制代码

四、亮度调节：这两个型号的屏幕原本支持1024级亮度，但是U8g2最多只能输入255，所以SetContrast()每增加1级的亮度实际是增加了4级的亮度。

1. /* 亮度调节 */
   
2. u8g2_SetContrast(&u8g2, 255);
   

复制代码

五、节能模式：
在退出节能模式时会自动有1毫秒延时，等待屏幕内部振荡器稳定。注意：在调用InitDisplay()之后默认状态为进入节能模式，需要手动使用SetPowerSave(0)退出（参见上面的官方使用示例）

1. /* 进入节能模式 */
   
2. u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 1);
   
3. 
   
4. /* 退出节能模式 */
   
5. u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0);
   

复制代码

六、注意事项：
1、高压使能（屏幕PCB上的SLEEP或HVEN测试点）在U8g2里没有去控制，自己用一个io口去控制就行，高电平是开启，低电平是关闭。在打开以后建议等700毫秒左右，待灯丝完全加热以后再发显示数据，不然显示内容会有从暗变亮的过程，视觉效果会不太好。

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附件：
1、卡罗拉的显示面板PCB测试点和逻辑分析仪数据：
2、RAV4的逻辑分析仪数据：
3、在103C8上移植好U8g2的Keil（V5.29）示例工程：



萌新第一次发帖，如果有什么问题欢迎指出~


补充内容 (2020-1-23 15:54):
2020/1/23更新：增加支持U8x8，链接地址：https://docs.qq.com/doc/DTlp1akJUVlFVQW5r（原贴不能编辑了，就在文档里更新了）

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相关阅读：玩点不一样的！卡罗拉车机VFD屏实现灰度显示：
https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=196643

izilzty

深渫 发表于 2020-2-5 09:18
好东西！  谢谢分享！

请教大神几个问题：

你好，不好意思一直没有上线，关于第二个问题用专业术语的话我有点解释不来... 不过通俗地讲就是在程序开头调用

1. u8g2_Setup_futaba_vfd_gp1287ai_256x50_1(&u8g2, U8G2_R0, ......);

复制代码

的时候，通过里面的

1. u8g2_SetupDisplay(u8g2, u8x8_d_futaba_vfd_gp1287ai_256x50, u8x8_cad_empty, byte_cb, gpio_and_delay_cb);

复制代码

把

1. u8x8_d_futaba_vfd_gp1287ai_256x50

复制代码

这个函数的指针放到了u8g2_t这个结构体里面的u8x8结构体里的display_cb里面，然后在需要的时候直接调用display_cb并传入相应的消息（msg）和参数（arg）就可以执行相应的功能。
比如

1. void u8x8_InitDisplay(u8x8_t *u8x8)
   
2. {
   
3.   u8x8->display_cb(u8x8, U8X8_MSG_DISPLAY_INIT, 0, NULL);  
   
4. }

复制代码

翻译一下其实就是

1. void u8x8_InitDisplay(u8x8_t *u8x8)
   
2. {
   
3.   u8x8_d_futaba_vfd_gp1287ai_256x50(u8x8, U8X8_MSG_DISPLAY_INIT, 0, NULL);  
   
4. }

复制代码

izilzty

lhn1324 发表于 2020-2-22 20:46
楼主厉害。
我手上一个非标分辨率的SSD1322驱动的OLED，可以用标准分辨率的配置点亮，但显示的坐标就有便宜 ...

你好，是x方向的偏移吗，如果是的话你看下在u8x8_d_ssd1322.c里有一个u8x8_ssd1322_128x64_display_info或者是u8x8_ssd1322_256x64_display_info，可以修改一下里面的default_x_offset和flipmode_x_offset试试，它现在里面默认有一点偏移。
如果是y方向的话可能要在初始化序列里面或者是在U8X8_MSG_DISPLAY_DRAW_TILE里改，具体怎么弄还需要你自己摸索一下，因为我也不是太懂（尴尬）

izilzty

nonzhe 发表于 2020-4-29 08:29
楼主，1页缓冲占用256Byte内存，2页缓冲占用512Byte内存，这个什么意思？怎么算1页呢？ ...

对于256x50的屏幕来说，竖着8个像素、横着256像素这是一页，就是8x256/8=256Byte。u8g2可以选择每次绘制几页的内容，如果是_1的选项的话每次只绘制一页的内容，然后发送到屏幕，接着的绘制下一页再发送，重复7次，这样就可以节省内存，只用256Byte。_2同理，每次绘制2页，重复4次，占用512byte。如果是_f的话就是直接绘制一整屏，也就是占用1792Byte内存，但是这样速度是最快的。

izilzty

cqs16800 发表于 2020-8-6 09:29
大神，能发一下完整的代码和接线方法吗？我用的是arduino 2560板子，rav4屏

首先需要注意的是就是rav4屏的电源和io都是3.3v的，但是2560板子用usb供电时芯片是5v的，直接连上会出问题。所以要么加一个电平转换，要么把整个2560板都用3.3v供电，或者最少也要把rav4屏用3.3v供电，然后再通过阻值大一点的电阻把剩下的数据线和5v的2560板连起来。

之后你就按照上面腾讯文档里最开始的步骤把改过的u8g2库装上，之后用和其他的屏幕一模一样了，唯一不同就是最开始的构造函数用那个U8G2_RAV4_253X63_xxxxxx就可以了。

接线的话把rav4屏的SCK（SerialClock）和MOSI（SerialDATA）直接连到2560板子上的SPI0上，剩下的cs和reset的引脚位置可以在构造函数里改，默认是10和9。最后如果你不需要控制屏的电源的话屏上的sleep直接接到3.3V电源上就行，如果要在程序里控制电源的话就把sleep接到一个IO上，然后高电平是开低电平是关。

izilzty

suwill 发表于 2020-7-20 21:53
大神搞过185a车机的屏么？有pcb引脚定义，有51的例程，我想用esp8266+u8g2点亮它，请赐教

...

不好意思没有弄过，我刚看了51的程序，好像不是太麻烦，有时间我再看看吧，说实话我有点忘了当时是怎么弄的了...

izilzty

Loser_Zhou 发表于 2020-11-28 02:10
没有M币，下不了板子上的点位图，头大

您在1楼的最后看一下，有一个腾讯文档的链接，打开以后在最后的附件里有卡罗拉屏的测试点图，不需要M币。RAV4的测试点和其他的一些我也是看论坛里另一位大佬的，所以就没有往附件里放，只放了逻辑分析仪的数据。帖子链接是这个：bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1311983 如果没有账号的话用百度搜一下帖子的标题，有一个其他网站的，里面也有图。

izilzty

陈海生 发表于 2021-10-14 16:44
老板这个能把后面的VFD屏拆下来单独再做个板子吗，会不会很麻烦？

麻烦倒不是很麻烦，不过PCB尺寸超过10*10了，打板的话没办法0元购