【STM32】基于I2C协议的OLED显示(利用U82G库)

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已于 2024-06-11 21:28:27 修改 · 922 阅读

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#stm32 #笔记

于 2024-06-11 16:21:16 首次发布

一、实验背景

一、实验目的：

1、了解I2C协议的基本原理和时序协议；

2、掌握0.96寸OLED屏的工作原理，汉字点阵显示原理；

3、掌握开源GUI库U82G在stm32上的移植编译方法，以及图形界面可视化技术。

二、具体过程

1、利用stm32f103的GPIO管脚、VCC和GND连接 OLED屏的I2C接口，采用cubemx设计一个HAL库程序框架，然后下载U82G源码，针对stm32f103和 0.96寸的I2C接口OLED屏，进行代码裁剪，然后移植到HAL程序程序中，完成OLED的各种显示，包括：

1）U82G的demo例程；
2）显示你自己的学号和名字（或网名昵称）；
3）掌握上下、左右滑动显示方法；
4）显示一个图案（比如你的头像肖像），最好有动态效果。

二、U8g2介绍

（一）获取

链接: https://pan.baidu.com/s/1wNN637GaZNAEDi8lkiJfmQ?pwd=whka
提取码: whka

（二）简介

U8g2是一款用于嵌入式设备的微型显示库，专门设计用于单色LCD、OLED和eInk显示屏。它提供了一种简单而灵活的方式来控制这些显示屏，使开发人员能够轻松地在嵌入式系统中实现图形显示功能。
关键特点和功能包括：
支持多种显示屏：U8g2支持多种不同类型和尺寸的单色LCD、OLED和eInk显示屏。
低内存占用：库的设计旨在尽可能减少内存占用，适用于资源受限的嵌入式系统。
支持多种控制器：支持多种显示屏控制器，如SSD1306、SH1106、SSD1309等。
丰富的API：提供了丰富的API，使开发人员可以轻松地绘制文本、图形、图标等。
跨平台：可在多种嵌入式平台上运行，如Arduino、ESP8266、ESP32等。
通过使用U8g2库，开发人员可以快速、简便地实现嵌入式系统中的图形显示功能，为项目增加更丰富的用户界面和交互体验。

三、实践

（一）CubexMX配置

1、RCC配置
在这里插入图片描述
2、SYS配置

3、I2C2配置

4、TM1配置

5、时钟树配置

6、生成

（二）U8g2配置

参考：
链接: 基于STM32移植U8g2图形库——OLED显示（HAL库）

（三）代码

stm32_u8g2.h：

#ifndef __STM32_U8G2_H
#define __STM32_U8G2_H
 
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "u8g2.h"
/* USER CODE BEGIN Includes */
 
/* USER CODE END Includes */
 
 
 
/* USER CODE BEGIN Private defines */
 
/* USER CODE END Private defines */
#define u8         unsigned char  // ?unsigned char ????
#define MAX_LEN    128  //
#define OLED_ADDRESS  0x78 // oled
#define OLED_CMD   0x00  // 
#define OLED_DATA  0x40  // 
 
/* USER CODE BEGIN Prototypes */
uint8_t u8x8_byte_hw_i2c(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr);
uint8_t u8x8_gpio_and_delay(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr);
void u8g2Init(u8g2_t *u8g2);
void draw(u8g2_t *u8g2);
void testDrawPixelToFillScreen(u8g2_t *u8g2);
 
#endif

stm32_u8g2.c：

#include "stm32_u8g2.h"
#include "tim.h"
#include "i2c.h"
 
 
uint8_t u8x8_byte_hw_i2c(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
   
   
    /* u8g2/u8x8 will never send more than 32 bytes between START_TRANSFER and END_TRANSFER */
    static uint8_t buffer[128];
    static uint8_t buf_idx;
    uint8_t *data;
 
    switch (msg)
    {
   
   
    case U8X8_MSG_BYTE_INIT:
    {
   
   
        /* add your custom code to init i2c subsystem */
        MX_I2C2_Init(); //I2C初始化
    }
    break;
 
    case U8X8_MSG_BYTE_START_TRANSFER:
    {
   
   
        buf_idx = 0;
    }
    break;
 
    case U8X8_MSG_BYTE_SEND:
    {
   
   
        data = (uint8_t *)arg_ptr;
 
        while (arg_int > 0)
        {
   
   
            buffer[buf_idx++] = *data;
            data++;
            arg_int--;
        }
    }
    break;
 
    case U8X8_MSG_BYTE_END_TRANSFER:
    {
   
   
        if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, OLED_ADDRESS, buffer, buf_idx, 1000) != HAL_OK)
            return 0;
    }
    break;
 
    case U8X8_MSG_BYTE_SET_DC:
        break;
 
    default:
        return 0;
    }
 
    return 1;
}
 
 
 
uint8_t u8x8_gpio_and_delay(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
   
   
    switch (msg)
    {
   
   
    case U8X8_MSG_DELAY_100NANO: // delay arg_int * 100 nano seconds
        __NOP();
        break;
    case U8X8_MSG_DELAY_10MICRO: // delay arg_int * 10 micro seconds
        for (uint16_t n = 0; n < 320; n++)
        {
   
   
            __NOP();
        }
        break;
    case U8X8_MSG_DELAY_MILLI: // delay arg_int * 1 milli second
        HAL_Delay(1);
        break;
    case U8X8_MSG_DELAY_I2C: // arg_int is the I2C speed in 100KHz, e.g. 4 = 400 KHz
        Tims_delay_us(5);
        break;                    // arg_int=1: delay by 5us, arg_int = 4: delay by 1.25us
    case U8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK: // arg_int=0: Output low at I2C clock pin
        break;                    // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C clock pin
    case U8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA:  // arg_int=0: Output low at I2C data pin
        break;                    // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C data pin
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_SELECT:
        u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu select pin state */ 0);
        break;
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_NEXT:
        u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu next pin state */ 0);
        break;
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_PREV:
        u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu prev pin state */ 0);
        break;
    case U8X8_MSG_GPIO_MENU_HOME:
        u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu home pin state */ 0);
        break;
    default:
        u8x8_SetGPIOResult(u8x8, 1); // default return value
        break;
    }
    return 1;
}
 
//U8g2的初始化，需要调用下面这个u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f函数，该函数的4个参数含义：
//u8g2：传入的U8g2结构体
//U8G2_R0：默认使用U8G2_R0即可（用于配置屏幕是否要旋转）
//u8x8_byte_sw_i2c：使用软件IIC驱动，该函数由U8g2源码提供
//u8x8_gpio_and_delay：就是上面我们写的配置函数
 
void u8g2Init(u8g2_t *u8g2)
{
   
   
	u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_hw_i2c, u8x8_gpio_and_delay); // 初始化u8g2 结构体
	u8g2_InitDisplay(u8g2);                                                                       // 
	u8g2_SetPowerSave(u8g2, 0);                                                                   // 
	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
}
 
 
void draw(u8g2_t *u8g2)
{
   
   
	u8g2_ClearBuffer(u8g2); 
	
    u8g2_SetFontMode(u8g2, 1); /*字体模式选择*/
    u8g2_SetFontDirection(u8g2, 0); /*字体方向选择*/
    u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb24_mf); /*字库选择*/
    u8g2_DrawStr(u8g2, 0, 20, "U");
    
    u8g2_SetFontDirection(u8g2, 1);
    u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb30_mn);
    u8g2_DrawStr(u8g2, 21,8,"8");
        
    u8g2_SetFontDirection(u8g2, 0);
    u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb24_mf);
    u8g2_DrawStr(u8g2, 51,30,"g");
    u8g2_DrawStr(u8g2, 67,30,"\xb2");
    
    u8g2_DrawHLine(u8g2, 2, 35, 47);
    u8g2_DrawHLine(u8g2, 3, 36, 47);
    u8g2_DrawVLine(u8g2, 45, 32, 12);
    u8g2_DrawVLine(u8g2, 46, 33, 12);
  
    u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_4x6_tr);
    u8g2_DrawStr(u8g2, 1,54,"github.com/olikraus/u8g2");
		
	u8g2_SendBuffer(u8g2);
	HAL_Delay(1000);
}
 
//画点填充
void testDrawPixelToFillScreen(u8g2_t *u8g2)
{
   
   
  int t = 1000;
	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
 
  for (int j = 0; j < 64; j++)
  {
   
   
    for (int i = 0; i < 128; i++)
    {
   
   
      u8g2_DrawPixel(u8g2,i, j);
    }
  }
  HAL_Delay(1000);
}

test.h：

#ifndef __TEST_H
#define __TEST_H
 
#include "main.h"
#include "u8g2.h"
 
void testDrawProcess(u8g2_t *u8g2);
void testShowFont(u8g2_t *u8g2);
void testDrawFrame(u8g2_t *u8g2);
void testDrawRBox(u8g2_t *u8g2);
void testDrawCircle(u8g2_t *u8g2);
void testDrawFilledEllipse(u8g2_t *u8g2);
void testDrawMulti(u8g2_t *u8g2);
void testDrawXBM(u8g2_t *u8g2);
 
void u8g2DrawTest(u8g2_t *u8g2);
 
#endif

test.c：

#include "test.h"
 
//---------------U8g2测试函数
 
#define SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2, ms)\
  do {
     
     \
    u8g2_SendBuffer(u8g2); \
    HAL_Delay(ms);\
  }while(0);
 
 
//进度条显示
void testDrawProcess(u8g2_t *u8g2)
{
   
   
	for(int i=10;i<=80;i=i+2)
	{
   
   
		u8g2_ClearBuffer(u8g2); 
			
		char buff[20];
		sprintf(buff,"%d%%",(int)(i/80.0*100));
		
		u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB12_tf);
		u8g2_DrawStr(u8g2,16,32,"STM32 U8g2");//字符显示
		
		u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB08_tf);
		u8g2_DrawStr(u8g2,100,49,buff);//当前进度显示
		
		u8g2_DrawRBox(u8g2,16,40,i,10,4);//圆角填充框矩形框
		u8g2_DrawRFrame(u8g2,16,40,80,10,4);//圆角矩形
		
		u8g2_SendBuffer(u8g2);
	}
	HAL_Delay(500);
}
 
 
//字体测试 数字英文可选用 u8g2_font_ncenB..(粗) 系列字体
//u8g2_font_unifont_t_symbols/u8g2_font_unifont_h_symbols(细 圆润)
void testShowFont(u8g2_t *u8g2)
{
   
   
	int t = 1000;
	char testStr[14