有機EL ( OLED ) SSD1306 を再検証してみました ( I2C 通信用 )

Wire ライブラリのスレーブアドレスについて

Start Condition を含んだスレーブアドレスはちょっと小難しいです。
アドレスに加えて、R/W#ビットを送信することになります。

SSD1306データシートによると、I2C通信の場合はデータ書き込みモードしか対応していないようです。
要するに、GDDRAM からのデータ読み出しはできません。
これはパラレル通信の場合のみのようです。
ですから、必然と R/W#ビットは 0 となります。

下図の様に、基板に16進数の 0x7A と 0x78 と印刷されていて、0x78 の方にチップ抵抗がハンダ付けされていたら、このデバイスのアドレスは 0x78 となります。
そして、R/W#ビットを 0 とした２進数は、

01111000

となります。

でも、Arduino core for ESP32 や ESP8266 の Wire ライブラリで、Wire.beginTransmission 関数を使って送信する場合は、それ自体に R/W# ビットを含んで送信しているようなので、R/W#ビット不要です。
というとは、0x78 という値の R/W#ビットを削除した値を入力することになります。
実際は、0x78 を右へ 1bit シフトして、このようにします。

ということで、Wireライブラリ関数のアドレスは、16進数 0x3C として、

Wire.beginTransmission( 0x3C );

と入力します。
これは間違いやすいので気を付けてください。

また、このデバイスのチップ抵抗のハンダ付けを変えて、アドレスを変更して、２つのデバイスを使い分けるということが可能です。

I2C通信の接続について

ESP-WROOM-32 ( ESP32 )や、ESP8266開発ボードの接続はちょっと注意が必要です。
I2C通信の SCL および SDA ラインには必ずプルアップ抵抗が必要なのです。
Amazon で売られている以下の SSD1306 モジュールはプルアップ抵抗がハンダ付けされておりました。

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商品によってはプルアップ抵抗がハンダ付けされていない場合がありますので、基板をよく確認しておくことが重要です。

ということで、SSD1306 モジュールの SDA , SCL ラインにプルアップ抵抗が内蔵されている場合の接続方法は下図の様になります。
過去の私の記事では、SCL がGPIO#5 , SDA が GPIO#4 にしていましたが、最近のESP32 と SSD1306 合体モジュールでは逆に接続されているものがあるので、

SCL – GPIO #4
SDA – GPIO #5

としました。

●ESPr Developer 32 の場合

●ESP32-DevKitC の場合

●ESPr Developer ( ESP-WROOM-02 ( ESP8266 )開発ボード )の場合

Wire ライブラリによる SSD1306  初期化

では、Arduino core for ESP32 および ESP8266 による、OLED ( 有機EL )ディスプレイドライバの初期化を説明します。
初期化だけの抜粋スケッチはこのようになります。

【ソースコード】 (※無保証　※PCの場合、ダブルクリックすればコード全体を選択できます)

  Wire.begin(5, 4);
  Wire.setClock(400000);
  delay(100);
   
  Wire.beginTransmission(ADDRES_OLED);//※このバイトも含め、以後、合計32byteまで送信できる
    Wire.write(0b10000000); //control byte, Co bit = 1, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xAE); //display off
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xA8); //Set Multiplex Ratio  0xA8, 0x3F
        Wire.write(0b00111111); //64MUX
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)    
      Wire.write(0xD3); //Set Display Offset 0xD3, 0x00
        Wire.write(0x00);
    Wire.write(0b10000000); //control byte, Co bit = 1, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0x40); //Set Display Start Line 0x40
    Wire.write(0b10000000); //control byte, Co bit = 1, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xA0); //Set Segment re-map 0xA0/0xA1
    Wire.write(0b10000000); //control byte, Co bit = 1, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xC0); //Set COM Output Scan Direction 0xC0,/0xC8
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xDA); //Set COM Pins hardware configuration 0xDA, 0x02
        Wire.write(0b00010010);
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0x81); //Set Contrast Control 0x81, default=0x7F
        Wire.write(255); //0-255
    Wire.write(0b10000000); //control byte, Co bit = 1, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xA4); //Disable Entire Display On
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xA6); //Set Normal Display 0xA6, Inverse display 0xA7
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xD5); //Set Display Clock Divide Ratio/Oscillator Frequency 0xD5, 0x80
        Wire.write(0b10000000);
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0x20); //Set Memory Addressing Mode
        Wire.write(0x10); //Page addressing mode
  Wire.endTransmission();
  Wire.beginTransmission(ADDRES_OLED);
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0x22); //Set Page Address
        Wire.write(0); //Start page set
        Wire.write(7); //End page set
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0x21); //set Column Address
        Wire.write(0); //Column Start Address
        Wire.write(127); //Column Stop Address
    Wire.write(0b00000000); //control byte, Co bit = 0, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0x8D); //Set Enable charge pump regulator 0x8D, 0x14
        Wire.write(0x14);
    Wire.write(0b10000000); //control byte, Co bit = 1, D/C# = 0 (command)
      Wire.write(0xAF); //Display On 0xAF
  Wire.endTransmission();

これは、データシートにある初期化例のフローチャートにできるだけ従ってみました。

1-2行目では、ESP32 と ESP8266 のプログラムで共通化するためにこうしました。
そして、Wire.begin() だけにしてしまうと、GPIOピンを変えられないので、任意のGPIOピンにするためにこうしました。

そして、注意していただきたいのは、Wire.beginTransmission 関数は、その関数が送信するバイトも含めて合計32byteしか送信できません。
ライブラリ内で 32byte までと定義されているためです。
ですから、Wire.beginTransmission関数の後は 31byte までです。
これ、とても重要！！

ということで、途中でWire.endTransmission 関数を置いて一旦区切り、再度Wire.beginTransmission 関数でコマンド送信を再開しています。
とりあえず、今の段階ではその方法しか知らないので、他の方法がありましたら教えていただけると助かります。
これは データバイトを送信する時も同じです。

そして、内蔵のチャージポンプレギュレーターを使ったコマンドを実行しないとOLED が表示されないことも重要です。

その他のコマンドは割愛させていただきます。
スクロールコマンド等は後日アップ予定の記事で紹介したいと思いますので、しばらくお待ちください。

そして、OLED のピクセル配置の始点設定は注意が必要で、次で説明します。