Подключение 3 светодиодов OLED 0,91 дюйма (с использованием 8-канального мультиплексора TCA9548A) и 1 прозрачного OLED-дисплея SPI диагональю 1,51 дюйма

Итак, вы подтвердили ошибку инициализации в комментарии, в котором говорилось:

Да, я получаю сообщения «Ошибка выделения» при попытке инициализации

Когда я создаю ваш код, используя то, что у меня есть для среды:

Wire                 1.0     /home/user/.arduino15/packages/arduino/hardware/avr/1.8.7/libraries/Wire
SPI                  1.0     /home/user/.arduino15/packages/arduino/hardware/avr/1.8.7/libraries/SPI 
Adafruit GFX Library 1.11.9  /home/user/Arduino/libraries/Adafruit_GFX_Library                       
Adafruit BusIO       1.15.0  /home/user/Arduino/libraries/Adafruit_BusIO                             
Adafruit SSD1306     2.5.9   /home/user/Arduino/libraries/Adafruit_SSD1306                           

там написано:

Global variables use 587 bytes (28%) of dynamic memory, leaving 1461 bytes for local variables. Maximum is 2048 bytes.

Под «динамической памятью» не подразумевается то, что обычно подразумевается под «динамической памятью» (динамически выделяемой памятью). Они имеют в виду SRAM (изменяемую, поэтому «динамическую» память), которая включает в себя как глобальные переменные, так и обычные строковые литералы на nano и другие вещи.

Компилятор знает, что 587 байт абсолютно необходимы, независимо от того, что происходит во время выполнения. У вас осталось 1461 байт, и вы пытаетесь использовать один экземпляр Adafruit_SSD1306 для дисплея с разрешением 128x64 и второй экземпляр для нескольких дисплеев с разрешением 128x32. Использование одного экземпляра для управления тремя дисплеями, вероятно, не соответствует ожиданиям Adafruit, но я не слишком удивлён, что эта часть, по крайней мере, работает.

Проблема в том, что у вас просто заканчивается память, как и следует из полученного сообщения. Это дисплей с глубиной цвета 1 бит на пиксель. Поэтому вам одновременно нужны разрешения 128x32 и 128x64 бита. Вы можете увидеть этот расчёт выполняется в библиотеке Adafruit. Это 128 * 4 и 128 * 8 байт соответственно. Или 512 байт и 1024 байта. Или 1536 байт в общей сложности (только для буфера отображения) Это уже не помещается в 1461 байт, доступный вам на старте выполнения, не говоря уже о стеке, локальных переменных и других данных, выделяемых во время выполнения (например, последовательных буферах), которые будут находиться в SRAM. Таким образом, вы просто не сможете использовать оба экземпляра Adafruit_SSD1306 для разрешений 128x32 и 128x64 одновременно, при этом у вас останется достаточно памяти для работы на ATmege328P. Реалистично, вам, вероятно, стоит приобрести чип большего объёма.

Но вы можете попробовать написать код так, чтобы в любой момент времени создавался только один экземпляр любого из них. Вероятно, самый простой способ сделать это — использовать функции, отображающие данные на дисплеях x32 и x64, и сделать объект Adafruit_SSD1306 локальной переменной в этой функции, чтобы при выходе из функции после отрисовки кадра используемая динамическая память освобождалась. Недостаток заключается в том, что вам придётся заново инициализировать дисплей в каждом кадре при повторном создании объекта Adafruit_SSD1306, но это может и не быть проблемой. Он может мерцать или что-то в этом роде. Вам нужно будет протестировать.

Таким образом, ваши функции будут иметь вид, подобный следующему:

void display_on_spi_x64() {
  Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH_T, SCREEN_HEIGHT_T, OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET_SPI, OLED_CS);
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed for SPI OLED"));
    while (1);
  }
  display.clearDisplay();
// various display.drawWhatever(); calls.
  display.display();
}


void display_on_i2c_x32(int display_i2c_mux_channel) {
  tcaSelect(display_i2c_mux_channel);
  Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR)) {
    Serial.print(F("SSD1306 allocation failed for I2C display on channel "));
    Serial.println(display_i2c_mux_channel + 1);
    while (1);
  }
  display.clearDisplay();
// various display.drawWhatever(); calls.
  display.display();
}

Я не проверял вышеперечисленное. Это всего лишь руководство.

Таким образом, экземпляры Adafruit_SSD1306 существуют только во время входа в функцию и умирают по её завершении. При этом оперативная память для буфера дисплея освобождается. Дисплею больше ничего не требуется, поэтому он должен сохранить последнее переданное ему изображение даже после того, как объект Adafruit_SSD1306 умирает при выходе из функции.

Теоретически библиотеку Adafruit_SSD1306 можно модифицировать так, чтобы вы предоставляли собственный буфер как минимум минимально необходимого размера во время begin(), а не позволяли begin() выделять его внутри, как это сейчас делает библиотека через malloc(). Если бы вы использовали собственный буфер, вы бы разделяли его между четырьмя экземплярами Adafruit_SSD1306, но при этом вам придётся перерисовывать весь кадр при переключении между устройствами. Хотя вы уже подвергаетесь этому ограничению из-за того, что используете один экземпляр Adafruit_SSD1306 для управления тремя дисплеями I2C.

Другая библиотека (например, u8g2) может уже поддерживать это. Если это невозможно, приобретите Arduino с большим объёмом ОЗУ. При использовании дисплея 128x64 вам будет доступно менее 2048-1024-587 или 437 байт SRAM для стека/локальных переменных, последовательных буферов и так далее. Неудивительно, что проекту с четырьмя дисплеями потребуется более 437 байт для всех задач, не связанных с отображением. Полагаю, u8g2 может использовать 512 байт ОЗУ при работе с дисплеем SSD1306 128x64 в течение нескольких проходов на этапе отрисовки. Поэтому вы можете использовать u8g2 просто для освобождения части SRAM, даже если в итоге вам придётся использовать ту же стратегию, что и выше, создавая и уничтожая экземпляры объектов дисплеев u8g2. Или, опять же, приобретите Arduino большего объёма.