Rust + RaspberryPi Pico + OLEDディスプレイで描画してみる

今回はディスプレイ一つ目

OLEDディスプレイと液晶
I2Cスキャン
接続
ソースコード
参考

OLEDディスプレイと液晶

AliexpressやAmazonで売っている液晶モジュールです

左と中央がI2Cで接続できる単色OLEDモジュールと、右がSPI接続の液晶とSDカードスロットです

OLEDモジュールは大きさが異なりますがどちらも同じOLEDモジュール+ICのSSD1306とIFを固定する基板で構成されています(今回はI2CモデルですがSPIモデルもある様子)

今回はこのOLEDモジュールをRustで動かすサンプルコードを書いてみます

I2Cスキャン

CやMicroPythonでの資料は多いのですがRust版のI2Cスキャンが無かったのでAIを叩きながら作りました

raspberrypi-pico-i2c-scan-rs/src/main.rs at main · zinntikumugai/raspberrypi-pico-i2c-scan-rs

Contribute to zinntikumugai/raspberrypi-pico-i2c-scan-rs development by creating an account on GitHub.

プローブが繋がっているのが前提ですが他に接続せずスキャンできます。

(このソース作成時は4つのデバイスを繋いでますが)この3CがOLEDモジュールです

ちなみに中央のOLEDは裏の抵抗を置き換える事でアドレスを変えることができますが、左のOLEDは変更できないので注意が必要です

接続

先ほどの説明の通りI2Cのアドレスが被ってしまっているので、系等を分けています。

RaspberryPiPicoは2系統i2CがあるのでGPIO16,17とGPIO18,19を使用しています。

ソースコード

#![no_std]
#![no_main]

use defmt::*;
use defmt_rtt as _;
use embedded_hal::delay::DelayNs;
use panic_probe as _;
use rp2040_hal::{self as hal, fugit::RateExtU32};

use hal::pac;
use embedded_graphics::{
    mono_font::{ascii::FONT_6X10, MonoTextStyleBuilder},
    pixelcolor::BinaryColor,
    prelude::*,
    text::{Baseline, Text},
    primitives::{PrimitiveStyleBuilder, Rectangle, Triangle, Circle},
};
use ssd1306::{prelude::*, I2CDisplayInterface, Ssd1306};


#[link_section = ".boot2"]
#[used]
pub static BOOT2: [u8; 256] = rp2040_boot2::BOOT_LOADER_GENERIC_03H;

const XTAL_FREQ_HZ: u32 = 12_000_000u32;



#[rp2040_hal::entry]
fn main() -> ! {
    info!("Program start!");
    let mut pac = pac::Peripherals::take().unwrap();

    let mut watchdog = hal::Watchdog::new(pac.WATCHDOG);

    let clocks = hal::clocks::init_clocks_and_plls(
        XTAL_FREQ_HZ,
        pac.XOSC,
        pac.CLOCKS,
        pac.PLL_SYS,
        pac.PLL_USB,
        &mut pac.RESETS,
        &mut watchdog,
    )
    .ok()
    .unwrap();

    let mut timer = rp2040_hal::Timer::new(pac.TIMER, &mut pac.RESETS, &clocks);

    let sio = hal::Sio::new(pac.SIO);

    let pins = hal::gpio::Pins::new(
        pac.IO_BANK0,
        pac.PADS_BANK0,
        sio.gpio_bank0,
        &mut pac.RESETS,
    );


    let sda_pin_a = pins.gpio16.into_pull_up_input().into_function::<hal::gpio::FunctionI2C>();
    let scl_pin_a = pins.gpio17.into_pull_up_input().into_function::<hal::gpio::FunctionI2C>();

    let sda_pin_b = pins.gpio18.into_pull_up_input().into_function::<hal::gpio::FunctionI2C>();
    let scl_pin_b = pins.gpio19.into_pull_up_input().into_function::<hal::gpio::FunctionI2C>();
    
    // I2C0 の初期化（400kHz）
    let i2c0 = hal::I2C::i2c0(
        pac.I2C0,
        sda_pin_a,
        scl_pin_a,
        400u32.kHz(),
        &mut pac.RESETS,
        &clocks.system_clock,
    );

    // 0x3C アドレスのデバイスに接続
    let interface_a = I2CDisplayInterface::new_custom_address(i2c0, 0x3Cu8);
    let mut display_a = Ssd1306::new(
        interface_a,
        DisplaySize128x64,
        DisplayRotation::Rotate0,
    ).into_buffered_graphics_mode();
    display_a.init().unwrap();
    
    // I2C1の初期化
    let i2c1 = hal::I2C::i2c1(
        pac.I2C1,
        sda_pin_b,
        scl_pin_b,
        400u32.kHz(),
        &mut pac.RESETS,
        &clocks.system_clock,
    );
    let interface_b = I2CDisplayInterface::new(i2c1);
    let mut display_b = Ssd1306::new(
        interface_b,
        DisplaySize128x32,
        DisplayRotation::Rotate0,
    ).into_buffered_graphics_mode();
    display_b.init().unwrap();
    
    let yoffset = 8;

    let style = PrimitiveStyleBuilder::new()
        .stroke_width(1)
        .stroke_color(BinaryColor::On)
        .build();
    
    let text_style = MonoTextStyleBuilder::new()
        .font(&FONT_6X10)
        .text_color(BinaryColor::On)
        .build();


    // display A
    Text::with_baseline("Hello world!", Point::new(0, 32), text_style, Baseline::Top)
        .draw(&mut display_a)
        .unwrap();

    Text::with_baseline("Hello Rust!", Point::new(0, 40), text_style, Baseline::Top)
        .draw(&mut display_a)
        .unwrap();

    Text::with_baseline("zinntikumugai.com", Point::new(0, 48), text_style, Baseline::Top)
        .draw(&mut display_a)
        .unwrap();
    
    // screen outline
    // default display size is 128x64 if you don't pass a _DisplaySize_
    // enum to the _Builder_ struct
    Rectangle::new(Point::new(0, 0), Size::new(127, 31))
        .into_styled(style)
        .draw(&mut display_a)
        .unwrap();

    // triangle
    Triangle::new(
        Point::new(16, 16 + yoffset),
        Point::new(16 + 16, 16 + yoffset),
        Point::new(16 + 8, yoffset),
    )
    .into_styled(style)
    .draw(&mut display_a)
    .unwrap();

    // square
    Rectangle::new(Point::new(52, yoffset), Size::new_equal(16))
        .into_styled(style)
        .draw(&mut display_a)
        .unwrap();

    // circle
    Circle::new(Point::new(88, yoffset), 16)
        .into_styled(style)
        .draw(&mut display_a)
        .unwrap();

    // 

    display_a.flush().unwrap();

    // Display b
    Text::with_baseline("Hello world!", Point::new(0, 32), text_style, Baseline::Top)
        .draw(&mut display_b)
        .unwrap();

    Text::with_baseline("Hello Rust!", Point::new(0, 40), text_style, Baseline::Top)
        .draw(&mut display_b)
        .unwrap();
    
    // screen outline
    // default display size is 128x64 if you don't pass a _DisplaySize_
    // enum to the _Builder_ struct
    Rectangle::new(Point::new(0, 0), Size::new(127, 31))
        .into_styled(style)
        .draw(&mut display_b)
        .unwrap();

    // triangle
    Triangle::new(
        Point::new(16, 16 + yoffset),
        Point::new(16 + 16, 16 + yoffset),
        Point::new(16 + 8, yoffset),
    )
    .into_styled(style)
    .draw(&mut display_b)
    .unwrap();

    // square
    Rectangle::new(Point::new(52, yoffset), Size::new_equal(16))
        .into_styled(style)
        .draw(&mut display_b)
        .unwrap();

    // circle
    Circle::new(Point::new(88, yoffset), 16)
        .into_styled(style)
        .draw(&mut display_b)
        .unwrap();

    // 

    display_b.flush().unwrap();


    timer.delay_ms(5000);

    loop {
        for i in 1u8..254 {

            display_b.set_brightness(Brightness::custom(1u8, i)).unwrap();
            timer.delay_ms(100);
        }
        timer.delay_ms(2000);

    }
}