2.2寸128x32白色I2C接口OLED显示模组

　　做嵌入式设备结构选型这么多年，小尺寸显示模组的适配一直是手持终端、工业传感节点这类产品设计里绕不开的细节，这次建模的这款2.2英寸白色OLED显示模组，就是针对低功耗、高对比度显示需求做的结构还原。先从实际应用场景说，这类模组最常出现在便携检测仪器的参数显示区、工业控制柜的状态提示面板、医疗手持设备的读数界面，还有嵌入式开发板的调试输出端，因为本身是像素自发光结构，不需要额外背光层，在昏暗的设备舱、户外弱光作业环境下，显示内容的辨识度比同尺寸TFT屏高不少，而且功耗比带背光的液晶屏低近四成，很适合电池供电的便携设备。

　　从功能特性上看，这款模组采用SSD1305作为驱动控制芯片，支持8位并行总线、I2C两线串行、SPI四线串行三种通信方式，实际做硬件适配的时候，I2C接口只需要占用主控两个IO口就能完成通信，对于IO资源紧张的8位单片机比如8051、PIC，或者开源硬件平台ARDUINO、树莓派来说，布线压力会小很多；SPI接口的通信速率更高，适合需要快速刷新动态内容的场景，比如实时数据曲线滚动显示。模组的像素排布是128×32的单色白色像素，对角线尺寸2.2英寸，像素点间距控制在0.38mm左右，显示英文、数字、简单图标完全够用，因为自发光的特性，黑色显示区域完全不发光，对比度能做到接近1000:1，不存在液晶屏漏光导致的灰底问题，在强光直射下也能看清显示内容，工作温度范围覆盖-40℃到85℃，比普通消费级液晶屏的温域宽很多，能适应工业现场的高低温环境。

　　再说到设计思路，做这个三维模型的时候，首先还原的是模组的分层结构：最上层是0.5mm厚的钢化玻璃盖板，边缘做了0.1mm的C角倒角，避免装配时刮伤操作人员或者周边线材；中间是OLED像素层和驱动PCB硬板，硬板厚度1.0mm，四个角预留了M1.2的螺丝安装孔，孔位公差控制在±0.05mm，和设备壳体的定位柱配合时不会出现卡滞；下方连接的是FPC柔性排线，排线长度35mm，厚度0.2mm，弯折半径最小能做到3mm，在设备内部空间局促的时候，可以把排线弯折后贴在壳体侧壁走线，不需要额外预留硬连接的空间，FPC末端是12Pin的连接器焊盘，兼容市面上常用的0.5mm间距FPC座，不用额外做转接板。建模的时候特意把FPC的弯折应力释放区做了还原，在排线和硬板连接的位置做了2mm长的应力缓冲段，避免多次拆装或者长期弯折后排线断裂。

　　关于安装边界的尺寸，这款模组的整体外形尺寸是长62.5mm、宽16.2mm、总厚度2.2mm，显示区域的有效尺寸是长55.0mm、宽13.7mm，做壳体开孔的时候，开孔尺寸要比有效显示区域大0.2mm，也就是长55.2mm、宽13.9mm，同时要在壳体内部预留0.3mm的沉台，用来放置玻璃盖板，沉台深度0.5mm，刚好和玻璃盖板厚度匹配，装配后盖板和壳体表面齐平，不会积灰也不会被外物刮花。安装孔的中心距是长58.5mm、宽12.2mm，螺丝锁附的时候扭力不能超过0.8kgf·cm，不然会压裂玻璃盖板或者导致PCB硬板变形。FPC排线的出线方向是从模组短边的中心位置引出，出线宽度8mm，做内部结构布局的时候，要在排线出线位置预留至少10mm宽的走线空间，避免排线被其他结构件挤压导致接触不良。

　　实际做结构验证的时候还要注意，这款模组的驱动IC在PCB硬板的背面，也就是靠近壳体内部的一侧，IC的厚度是0.8mm，所以壳体内部对应IC的位置要预留1mm的避让空间，不能直接把IC贴在壳体筋位上，不然长期震动会导致IC引脚虚焊。另外因为OLED是自发光器件，不需要在模组背面预留背光驱动电路的空间，整体厚度比同尺寸TFT屏薄1.5mm左右，对于追求轻薄化的手持设备来说，这个厚度优势很明显。在做电磁兼容设计的时候，FPC排线可以贴一层导电布，连接到设备的接地端，能减少通信过程中的电磁干扰，避免显示出现花屏、乱码的问题，建模的时候也预留了导电布的粘贴空间，在排线两侧各留了0.5mm的粘贴位，不会影响排线的弯折性能。