OLED 显示屏——让 Arduino 拥有“脸面“

        前面我们学了超声波传感器，让 Arduino 有了"眼睛"。现在给它装上一张"脸"——OLED 显示屏，让它能显示文字、数字、图形，甚至画表情包！

        学完这篇，你会完成：

• 认识 OLED 显示屏：了解 I2C 通信协议
• 显示文字和数字：让屏幕显示各种信息
• 综合项目：超声波测距仪：实时显示距离数据

一、OLED 显示屏是什么？

        OLED（有机发光二极管）是一种自发光的显示屏，不需要背光灯，每个像素自己发光。

OLED 的优点

• 超薄超轻：厚度通常只有 1~2mm
• 省电：显示黑色时像素完全不发光，几乎不耗电
• 高对比度：黑色极黑，白色极亮，显示效果清晰
• 可视角度大：从各个角度看都清晰
• 响应速度快：刷新率高，适合动态显示

常见规格

本篇使用最常见的 0.96 英寸 128×64 I2C OLED，价格通常在十几元左右。

二、I2C 通信协议

        我们使用的 OLED 采用 I2C（Inter-Integrated Circuit） 通信方式，只需要 2 根线就能传输数据。

I2C 的两根线

I2C 的优点

• 只需要 2 根线，节省引脚
• 可以连接多个设备（每个设备有唯一地址）
• 传输稳定可靠

Arduino Uno 的 I2C 引脚：SDA → A4，SCL → A5

三、安装库文件

        使用 OLED 需要安装两个库：

方法一：通过 Arduino IDE 安装

方法二：手动安装

四、接线方式

接线非常简单，只有 4 根线！

五、实验一：显示文字

        在 OLED 上显示 "Hello Arduino!"。

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

// 屏幕参数：宽128，高64，I2C地址0x3C
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {
Serial.begin(9600);

// 初始化 OLED
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
Serial.println("OLED 初始化失败！");
while (true); // 初始化失败就停在这里
}

// 清屏
display.clearDisplay();

// 设置文字大小（1~5，越大字越大）
display.setTextSize(2);
// 设置文字颜色（白色）
display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
// 设置光标位置（x=0, y=20）
display.setCursor(0, 20);
// 显示文字
display.println("Hello!");
display.println("Arduino");

// 刷新屏幕（必须调用！）
display.display();
}

void loop() {
}

代码解读

• display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)：初始化 OLED，0x3C 是 I2C 地址
• display.clearDisplay()：清空屏幕
• display.setTextSize(2)：设置字体大小（1 最小，5 最大）
• display.setCursor(0, 20)：设置文字起始位置
• display.println()：显示文字并换行
• display.display()：将缓冲区内容刷新到屏幕（非常重要！）

注意：display.println() 只是把内容写入"缓冲区"，必须调用 display.display() 才能真正显示到屏幕上。

六、实验二：显示动态数字

        让屏幕实时显示一个不断变化的数字（模拟计数器）。

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
display.clearDisplay();
}

void loop() {
static int count = 0;

// 清屏
display.clearDisplay();

// 显示标题
display.setTextSize(1);
display.setCursor(20, 5);
display.println("Counter");

// 显示数字（大字体）
display.setTextSize(3);
display.setCursor(30, 25);
display.print(count);

// 刷新屏幕
display.display();

// 计数器加1
count++;
if (count > 999) count = 0;

delay(500);
}

七、综合项目：超声波测距仪

        将超声波传感器和 OLED 结合，实时显示前方距离。

所需元件

• Arduino Uno
• HC-SR04 超声波模块
• 0.96 英寸 OLED 显示屏
• 面包板 + 杜邦线

接线

代码

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define TRIG 9
#define ECHO 10
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(TRIG, OUTPUT);
pinMode(ECHO, INPUT);

// 初始化 OLED
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
display.setCursor(20, 0);
display.println("Ultrasonic");
display.println(" Ruler");
display.display();
delay(2000); // 显示启动画面 2 秒
}

void loop() {
// 测量距离
float dist = getDistance();

// 清屏
display.clearDisplay();

// 显示标题
display.setTextSize(1);
display.setCursor(0, 0);
display.println("=== Distance ===");

// 显示距离（大字体）
display.setTextSize(3);
display.setCursor(10, 20);
display.print(dist, 1); // 保留1位小数

// 显示单位
display.setTextSize(2);
display.setCursor(90, 30);
display.println("cm");

// 显示距离条（可视化）
int barLength = map(dist, 2, 100, 0, 128);
if (barLength > 128) barLength = 128;
display.fillRect(0, 55, barLength, 8, SSD1306_WHITE);

// 刷新屏幕
display.display();

delay(200);
}

float getDistance() {
digitalWrite(TRIG, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TRIG, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG, LOW);

long duration = pulseIn(ECHO, HIGH);
return duration * 0.034 / 2;
}

效果

• 屏幕顶部显示标题 "Distance"
• 中间大字显示当前距离
• 底部有一个进度条，距离越远条越长

八、进阶：绘制图形

        OLED 不仅能显示文字，还能画线、画圆、画矩形！

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

Adafruit_SSD1306 display(128, 64, &Wire, -1);

void setup() {
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
display.clearDisplay();

// 画矩形
display.drawRect(10, 10, 50, 30, SSD1306_WHITE);

// 画填充矩形
display.fillRect(70, 10, 50, 30, SSD1306_WHITE);

// 画圆
display.drawCircle(35, 50, 12, SSD1306_WHITE);

// 画填充圆
display.fillCircle(95, 50, 12, SSD1306_WHITE);

// 画线
display.drawLine(0, 0, 127, 63, SSD1306_WHITE);

display.display();
}

void loop() {
}

常用绘图函数

九、常见问题

十、本篇小结

        回顾一下今天学到的核心知识：

• OLED 特点：自发光、超薄、省电、高对比度
• I2C 通信：只需 SDA + SCL 两根线传输数据
• Adafruit 库：begin() 初始化，display() 刷新屏幕
• 显示文字：setTextSize()、setCursor()、println()
• 绘制图形：drawRect()、drawCircle()、fillRect() 等
• 综合项目：超声波测距仪，实时显示距离 + 进度条

        OLED 显示屏让 Arduino 项目有了"可视化"能力，可以显示传感器数据、菜单界面、动画效果等。下一篇，我们学习温湿度传感器 DHT11——让 Arduino 感知环境温度和湿度！