0.96寸I2C接口OLED显示模组结构

　　做嵌入式项目做了快十年，经手的显示类外设没有一百也有八十，这类小尺寸OLED模组是小型智能设备、开源硬件项目里出镜率极高的部件，这次建模完全是照着实物测绘来的，毕竟很多开源项目做结构外壳的时候，最容易踩坑的就是显示模块的安装位、接口位置差个一两毫米，最后装的时候要么排线卡着，要么固定孔对不上，返工改外壳的时间比画电路还久。

　　先从实际应用场景说，这类0.96寸的OLED屏，不像大尺寸TFT那样需要背光驱动，自发光的特性让它在低功耗场景里优势特别明显，手持检测设备、小型传感器节点、桌面迷你摆件、开源硬件的状态显示面板、小型工控设备的参数提示屏都能用，甚至很多改装的数码小玩具、充电宝电量显示、键盘状态提示都能看到它的身影。I2C接口的版本比SPI版本省IO口，只需要两根信号线就能完成通讯，对引脚资源紧张的小型主控板特别友好，不用为了接个显示占掉四五个IO口，剩下的引脚还能接传感器或者执行器件。

　　建模的时候最先卡的是安装边界，这块模组的PCB板四个角都做了3mm直径的固定孔，孔位的中心距是顺着板边留的，实际测绘的时候特意用卡尺卡了好几次，孔中心到板边的距离是2.5mm，要是做外壳固定柱的时候把位置算到板边以内，装的时候螺丝就会顶到屏的边框。屏体本身是贴在PCB正面的，有效显示区域是深蓝色的自发光面板，面板和PCB之间有一层黑色的缓冲泡棉，建模的时候这个泡棉的厚度不能省，很多人建模的时候只画PCB和屏，忽略泡棉厚度，最后做出来的外壳视窗要么压到屏面，要么留的缝隙太大进灰。

　　接口部分在PCB的上沿，四个引脚依次是GND、VCC、SCL、SDA，引脚的焊盘间距是标准的2.54mm，不管是直接插排针接杜邦线，还是焊卧式插座接FPC排线都能适配，建模的时候特意把引脚的焊盘凸起高度做了还原，要是外壳在接口位置留的槽太浅，插排线的时候会被外壳顶住，插不到位就会出现通讯不稳的情况。PCB背面是裸的，没有高的元器件，只有驱动芯片的贴片封装，厚度大概1mm，所以模组背面贴外壳安装的时候，只需要留1.2mm的避让空间就够，不用额外挖很深的槽。

　　屏的下方连接的是FPC软排线，排线是弯折到PCB背面和驱动芯片连接的，建模的时候排线的弯折半径特意按实际弯折的弧度做的，要是做结构的时候把屏下方的空间压太死，排线长期被挤压会出现断线的情况，实际项目里遇到过好几次因为外壳压到FPC，用了两三个月屏就花屏的问题，都是结构设计的时候没留够排线的弯折空间。

　　从功能特性来说，这块屏是12864的分辨率，也就是横向128个像素点，纵向64个像素点，单色显示，没有背光层，所以对比度比普通LCD高很多，强光下也能看清显示内容，工作电压是3.3V，直接接单片机的IO口就能驱动，不需要额外的电平转换，功耗只有几毫安，电池供电的设备用它特别合适，待机的时候甚至可以关掉显示，功耗降到微安级别。

　　设计建模的时候，所有的倒角都按实物做了还原，PCB板的四个角不是直角，是R1的圆角，固定孔周围的焊盘是圆形的，没有做异形处理，屏表面的玻璃层比周围的PCB高0.8mm，所以做外壳视窗的时候，视窗的开口要比有效显示区域大0.5mm，不然会挡住屏幕边缘的像素点，同时视窗要做0.3mm的沉台，刚好盖住屏和PCB之间的缝隙，防止灰尘进到屏的下方。

　　很多新手做这类小模块建模的时候，容易把屏的显示方向搞反，这块屏的驱动芯片是在PCB的背面，所以正常安装的时候，引脚在上的话，显示内容是从左到右横向排布的，要是建模的时候把屏的方向转反了，做出来的外壳装上去，显示内容就是倒的，还要在软件里做显示旋转，平白增加主控的程序开销。另外要注意的是，屏的有效显示区域不是从PCB的边缘开始的，四周都有1mm的黑边，所以视窗开口不能直接对着PCB的内框开，要实际对应有效显示区域的尺寸，不然会看到周围的黑边，影响外观。

　　实际选型的时候，这类模组有不同的驱动芯片版本，但是外形尺寸和安装孔位都是通用的，所以这个模型不管是哪个驱动版本的同尺寸I2C OLED都能适配，做结构设计的时候不用纠结驱动芯片的差异，只要外形是这个规格的，安装位都能对上。建模的时候把所有的装配干涉点都做了还原，比如固定孔的位置、接口的高度、排线的弯折空间、屏面的高度，不管是用来做产品外壳的结构验证，还是做开源项目的装配模拟，都能直接用，不会出现尺寸对不上的问题。