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PIL與OLED的組合--Adafruit 128x64 OLED for Raspberry上手

PIL   OLED   Adafruit   128x64   OLED   Raspberry   樹(shù)莓派   
  • 作者：SATURN
  • 來(lái)源：21ic
  • [導(dǎo)讀]
  • Python Imaging Library (PIL)是python下的圖像處理模塊，支持多種格式，并提供強(qiáng)大的圖形與圖像處理功能。OLED顯示屏是利用有機(jī)電自發(fā)光二極管制成的顯示屏。由于同時(shí)具備自發(fā)光有機(jī)電激發(fā)光二極管，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。

Python Imaging Library (PIL)是python下的圖像處理模塊，支持多種格式，并提供強(qiáng)大的圖形與圖像處理功能。OLED顯示屏是利用有機(jī)電自發(fā)光二極管制成的顯示屏。由于同時(shí)具備自發(fā)光有機(jī)電激發(fā)光二極管，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。

嵌入式應(yīng)用中，很多情況下，我們只需要顯示一些簡(jiǎn)單的信息，此時(shí)OLED應(yīng)是比較好的選擇。例如在樹(shù)莓派中，大多數(shù)情況下是直接與顯示器連接，然后配置鍵盤、鼠標(biāo)，這樣確實(shí)很方便，不過(guò)這樣太占空間。依筆者的經(jīng)驗(yàn)，在使用樹(shù)莓派的過(guò)程中，大部分情況下都是使用的HEADLESS模式，即無(wú)顯示器及鍵盤、鼠標(biāo)的工作方式。不過(guò)話雖如此，給樹(shù)莓派添加一個(gè)小小的OLED屏，用來(lái)顯示一些諸如IP地址，系統(tǒng)負(fù)載等信息，一直是筆者的一個(gè)強(qiáng)烈愿望!最近，入手一塊來(lái)自Adafruit的小OLED屏，些屏專為樹(shù)莓派定制，好好體驗(yàn)了一把HEADLESS的顯示輸出功能，其中也不乏驚喜!驚喜就是附帶還體驗(yàn)了一把PIL的圖像處理操作。

先看硬件。

image1.jpg

此模塊專為RPI設(shè)計(jì)，引腳與RPI產(chǎn)品全面兼容，在尺寸上則剛好與RPI ZERO W吻合。模塊上OLED顯示屏位于中央，兩側(cè)還有一些額外的空間，增加了一個(gè)5向操縱桿和兩個(gè)按鈕，可以用于實(shí)現(xiàn)用戶交互，比如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的手柄小游戲?

image2_copy.jpg

OLED控制器為SSD1306，通過(guò)FPC軟排線與RPI的40Pin引腳相連，從背面的引線可以清楚看到連接情況，這些信號(hào)引腳除了SSD1306的I2C接口外，還包括了按鈕及五向搖桿的GPIO引腳。

關(guān)于硬件信號(hào)及連接，請(qǐng)參考下圖

image3.png

其中RPI的GPIO4/17/22/23/27分別連接到五向搖桿，GPIO5/6連接到兩個(gè)按鍵，SCL及SDA則是SSD1306的I2C接口。簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，帶來(lái)不一般的體驗(yàn)，當(dāng)然前提條件是你得先有一個(gè)RPI。段子手網(wǎng)友已開(kāi)始調(diào)侃：很好的設(shè)計(jì)，就只差一個(gè)RPI!

image4.jpg

這是OLED模塊與RPI 0 W的連接圖，看上去挺和諧。

接下來(lái)準(zhǔn)備RPI，主要步驟包括啟用I2C接口，安裝軟件及相關(guān)的支持庫(kù)。

樹(shù)莓派的硬件如I2C/SPI等接口，默認(rèn)是不開(kāi)啟的，所以先使用raspi-config命令來(lái)啟用I2C接口，如下

image5.png

啟用了I2C接口后，可以使用i2cdetect命令來(lái)檢測(cè)I2C設(shè)備，該命令執(zhí)行結(jié)果如下

image6.png

很好，我們已檢測(cè)到了0x3c地址處的設(shè)備，接下開(kāi)始安裝軟件庫(kù)及官方提供的DEMO。

官方的DEMO使用了RPi.GPIO庫(kù)，所以先要安裝該庫(kù)

sudo apt-get update

sudo apt-get install build-essential python-dev python-pip

sudo pip install RPi.GPIO

DEMO使用了Python Imaging Library來(lái)進(jìn)行繪圖，另外還使用了smbus來(lái)進(jìn)行通信，所以接下來(lái)安裝這兩個(gè)庫(kù)

sudo apt-get install python-imaging python-smbus

這些庫(kù)都安裝完成之后，接下來(lái)將官方DEMO從GIT上拖下來(lái)

sudo apt-get install git

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306.git

cd Adafruit_Python_SSD1306

sudo python setup.py install

先不管代碼，運(yùn)行個(gè)DEMO來(lái)看效果，然后再來(lái)研究細(xì)節(jié)。

打開(kāi)examples目錄，找到buttons.py程序，運(yùn)行，看到OLED屏上的內(nèi)容如下

image7_copy.jpg

buttons.py程序繪制一個(gè)五向搖桿圖案及兩個(gè)按鈕圖案，當(dāng)用戶按下按鈕時(shí)，會(huì)在OLED上繪制出用戶的控制效果，圖中顯示的是按下五向搖桿的向上按鈕的顯示效果。

image8_copy.jpg

除了可以繪制簡(jiǎn)單的幾何圖形，也可以繪制圖片內(nèi)容，圖中顯示的是繪制一頭小貓的效果。不過(guò)可惜的是，該OLED不支持彩色及灰度顯示，所以顯示的只是圖片二值化后的結(jié)果，稍顯粗糙!

看了效果，咱們一起來(lái)研究下程序，下面以一個(gè)漢字顯示操為例，順便研究下強(qiáng)大的PIL庫(kù)。

程序代碼如下

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont

import Adafruit_SSD1306

RST = None

DISP_ADDR = 0x3c

disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_64(rst=RST)

disp.begin()

disp.clear()

disp.display()

size = disp.width, disp.height

font = ImageFont.truetype('msyh.ttc', 12)

image = Image.new('1', size)

draw = ImageDraw.Draw(image)

draw.text((0, 0), '古詩(shī)一首', font=font, fill=255)

draw.text((0, 20), '白日依山盡, 黃河入海流', font=font, fill=255)

draw.text((0, 38), '欲窮千里目, 更上一層樓', font=font, fill=255)

disp.image(image)

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