STM32探索记录（一） OLED和W25Q64播视频

硬件：stm32f103c8t6，四引脚基于I2c通信的OLED屏幕，基于spi协议通信的W25Q64

软件：使用keil5

（注：本人高中生，以下为自己课余探索内容，可能有许多不当之处，还请诸位大佬评论更正）

step1：

照搬江科大的驱动：

MySPI.c:

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：SPI写SS引脚电平，SS仍由软件模拟
  * 参    数：BitValue 协议层传入的当前需要写入SS的电平，范围0~1
  * 返 回 值：无
  * 注意事项：此函数需要用户实现内容，当BitValue为0时，需要置SS为低电平，当BitValue为1时，需要置SS为高电平
  */
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue);		//根据BitValue，设置SS引脚的电平
}

/**
  * 函    数：SPI初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void MySPI_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);	//开启SPI1的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA4引脚初始化为推挽输出
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA5和PA7引脚初始化为复用推挽输出
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA6引脚初始化为上拉输入
	
	/*SPI初始化*/
	SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;						//定义结构体变量
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;			//模式，选择为SPI主模式
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;	//方向，选择2线全双工
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;		//数据宽度，选择为8位
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;		//先行位，选择高位先行
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128;	//波特率分频，选择128分频
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;				//SPI极性，选择低极性
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;			//SPI相位，选择第一个时钟边沿采样，极性和相位决定选择SPI模式0
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;				//NSS，选择由软件控制
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;				//CRC多项式，暂时用不到，给默认值7
	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);						//将结构体变量交给SPI_Init，配置SPI1
	
	/*SPI使能*/
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);									//使能SPI1，开始运行
	
	/*设置默认电平*/
	MySPI_W_SS(1);											//SS默认高电平
}

/**
  * 函    数：SPI起始
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void MySPI_Start(void)
{
	MySPI_W_SS(0);				//拉低SS，开始时序
}

/**
  * 函    数：SPI终止
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void MySPI_Stop(void)
{
	MySPI_W_SS(1);				//拉高SS，终止时序
}

/**
  * 函    数：SPI交换传输一个字节，使用SPI模式0
  * 参    数：ByteSend 要发送的一个字节
  * 返 回 值：接收的一个字节
  */
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) != SET);	//等待发送数据寄存器空
	
	SPI_I2S_SendData(SPI1, ByteSend);								//写入数据到发送数据寄存器，开始产生时序
	
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) != SET);	//等待接收数据寄存器非空
	
	return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);								//读取接收到的数据并返回
}

OLED.c

#include "stm32f10x.h"
#include "OLED_Font.h"

/*引脚配置*/
#define OLED_W_SCL(x)		GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_8, (BitAction)(x))
#define OLED_W_SDA(x)		GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_9, (BitAction)(x))
#define __OLED_POS_ON_SCREEN(x, y)      (x)>=0 && (x)<=127 && (y)>=0 && (y)<=7

/**
  * @brief  OLED次方函数
  * @retval 返回值等于X的Y次方
  */
uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y--)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

/*引脚初始化*/
void OLED_I2C_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
 	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
 	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C开始
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Start(void)
{
	OLED_W_SDA(1);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  I2C停止
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Stop(void)
{
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C发送一个字节
  * @param  Byte 要发送的一个字节
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));
		OLED_W_SCL(1);
		OLED_W_SCL(0);
	}
	OLED_W_SCL(1);	//额外的一个时钟，不处理应答信号
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  OLED写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//从机地址
	OLED_I2C_SendByte(0x00);		//写命令
	OLED_I2C_SendByte(Command); 
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//从机地址
	OLED_I2C_SendByte(0x40);		//写数据
	OLED_I2C_SendByte(Data);
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED设置光标位置
  * @param  Y 以左上角为原点，向下方向的坐标，范围：0~7
  * @param  X 以左上角为原点，向右方向的坐标，范围：0~127
  * @retval 无
  */
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X)
{
	OLED_WriteCommand(0xB0 | Y);					//设置Y位置
	OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4));	//设置X位置高4位
	OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F));			//设置X位置低4位
}

/**
  * @brief  OLED清屏
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Clear(void)
{  
	uint8_t i, j;
	for (j = 0; j < 8; j++)
	{
		OLED_SetCursor(j, 0);
		for(i = 0; i < 128; i++)
		{
			OLED_WriteData(0x00);
		}
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示一个字符
  * @param  Line 行位置，范围：1~4
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @param  Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{      	
	uint8_t i;
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8);		//设置光标位置在上半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]);			//显示上半部分内容
	}
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8);	//设置光标位置在下半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]);		//显示下半部分内容
	}
}


/**
  * @brief  OLED显示一个图案
  * @param  Line 行位置，范围：1~4
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @param  Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowPattern(uint8_t Line, uint8_t Column, uint8_t Pattern[16])
{      	
	uint8_t i;
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8);		//设置光标位置在上半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(Pattern[i]);			//显示上半部分内容
	}
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8);	//设置光标位置在下半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(Pattern[i + 8]);		//显示下半部分内容
	}
}

/**
  *	@param Line y 坐标
  *  	   Column x 坐标
  */
void OLED_ShowImage(uint8_t Line, uint8_t Column, uint8_t Image[], uint8_t Width, uint8_t Height)
{
	uint8_t i, j;
	for (i = 0; i < Height; i++) 		//一行一行显示
	{
		if (__OLED_POS_ON_SCREEN(Column, Line + i))
		{
			OLED_SetCursor(Line + i, Column);
			for (j = 0; j < Width; j++)
			{
				OLED_WriteData(Image[Width * i + j]);
			}
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}


void OLED_Test(void)
{
	int i;

	
	for (i = 20; i < 60; i++)
	{
		OLED_SetCursor(1, i);
		OLED_WriteData(0xf1);
	}
}


/**
  * @brief  OLED画圆圈
  * @param  centerX 行位置，范围：0~6
  * @param  Column 列位置，范围：0~120
  * @param  Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无

void OLED_ShowCircle(double CenterX, double CenterY, double Radius)
{
	double i, x, y, x1, y1;
	int bit;
	
	for (i=0; i<=Radius; i++)
	{
		//移动前的坐标
		x = i - Radius;
		y = -sqrt(Radius * Radius - x * x) / 8;
		

		bit = 8* -(y - (int) y);
		
		//左上
		x1 = (int)(x + CenterX);
		y1 = (int)(y + CenterY);
		if (__OLED_POS_ON_SCREEN(x1, y1))
		{
			OLED_SetCursor(y1, x1);
			OLED_WriteData(OLED_Pow(2, 8 - bit));
		}
		
		
		//右上
		x1 = (int)(-x + CenterX);
		y1 = (int)(y + CenterY);
		if (__OLED_POS_ON_SCREEN(x1, y1))
		{
			OLED_SetCursor(y1, x1);
			OLED_WriteData(OLED_Pow(2, 8 - bit));
		}
		
		//右上
		x1 = (int)(x + CenterX);
		y1 = (int)(-y + CenterY);
		if (__OLED_POS_ON_SCREEN(x1, y1))
		{
			OLED_SetCursor(y1, x1);
			OLED_WriteData(OLED_Pow(2, bit));
		}
	
		//右上
		x1 = (int)(-x + CenterX);
		y1 = (int)(-y + CenterY);
		if (__OLED_POS_ON_SCREEN(x1, y1))
		{
			OLED_SetCursor(y1, x1);
			OLED_WriteData(OLED_Pow(2, bit));
		}
			
		
	}
}

  */


	
/**
  * @brief  OLED显示字符串
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  String 要显示的字符串，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]);
	}
}

void OLED_ShowBigString(uint8_t Line, uint8_t Column, char* String)
{
	uint8_t i;
	
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
	{
		if (String[i] == '_')
		{
			OLED_ShowPattern(Line, Column + i, OLED_SolidBlock);
		}
		else
		{
			OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]);
		}
			
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~4294967295
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十进制，带符号数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：-2147483648~2147483647
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	uint32_t Number1;
	if (Number >= 0)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column, '+');
		Number1 = Number;
	}
	else
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column, '-');
		Number1 = -Number;
	}
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十六进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFFFFFF
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~8
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i, SingleNumber;
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16;
		if (SingleNumber < 10)
		{
			OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0');
		}
		else
		{
			OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A');
		}
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（二进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Init(void)
{
	uint32_t i, j;
	
	for (i = 0; i < 1000; i++)			//上电延时
	{
		for (j = 0; j < 1000; j++);
	}
	
	OLED_I2C_Init();			//端口初始化
	
	OLED_WriteCommand(0xAE);	//关闭显示
	
	OLED_WriteCommand(0xD5);	//设置显示时钟分频比/振荡器频率
	OLED_WriteCommand(0x80);
	
	OLED_WriteCommand(0xA8);	//设置多路复用率
	OLED_WriteCommand(0x3F);
	
	OLED_WriteCommand(0xD3);	//设置显示偏移
	OLED_WriteCommand(0x00);
	
	OLED_WriteCommand(0x40);	//设置显示开始行
	
	OLED_WriteCommand(0xA1);	//设置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置
	
	OLED_WriteCommand(0xC8);	//设置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置

	OLED_WriteCommand(0xDA);	//设置COM引脚硬件配置
	OLED_WriteCommand(0x12);
	
	OLED_WriteCommand(0x81);	//设置对比度控制
	OLED_WriteCommand(0xCF);

	OLED_WriteCommand(0xD9);	//设置预充电周期
	OLED_WriteCommand(0xF1);

	OLED_WriteCommand(0xDB);	//设置VCOMH取消选择级别
	OLED_WriteCommand(0x30);

	OLED_WriteCommand(0xA4);	//设置整个显示打开/关闭

	OLED_WriteCommand(0xA6);	//设置正常/倒转显示

	OLED_WriteCommand(0x8D);	//设置充电泵
	OLED_WriteCommand(0x14);

	OLED_WriteCommand(0xAF);	//开启显示
		
	OLED_Clear();				//OLED清屏
}

OLED_ShowImage为自己研究源代码后写的

懒得学SPI和I2c协议，又想做点东西，只好在江科大的资料基础上改了。。。

首先看了showchar函数和OLED字库内容，setcursor的y坐标范围为0~7，x坐标为0~127，又因为OLED屏幕是128*64的，我于是猜测SetCursor后WriteData

设置的是纵向的8位像素，如图：

若每一个像素对应1bit，则writedata的最大值刚好是0xff, 我于是开始试验，将（0， 0）到（50， 0）的地方都填充为0x01, 发现第一行像素变白， 于是我推测这八位从低位到高位分别对应一个像素，哪一位设置为一， 这一个像素就变白。之后有进行几次测试，验证了我的猜想。 

之后我想玩点花的。。。

于是

这张图片是经过python opencv二值化处理，并拉伸成128*64的，我们只需要获取图片对应的16进制的数据，在调用showimage即可。我同时写了处理图片和视频的脚本，并拿到了数据。

import cv2 as cv
import numpy as np

def main(fn):
    image = cv.imread(fn)
    image = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_RGB2GRAY)
    ret, image = cv.threshold(image, 0, 255, cv.THRESH_BINARY + cv.THRESH_OTSU)
    image = cv.resize(image, (128, 64))  #适应单片机屏幕

    output = ""
    arr = np.asarray(image)
    total = 0
    
    for y in range(0, 64, 8):
        for x in range(0, 128):
            rst = 0
            for i in range(8):
                num = arr[y+i][x]
                if num > 128:
                    rst += (2 ** i) 
                
            output += str(hex(rst)) + ","
            total += 1
    
    with open("result.txt", "w+") as fp:
        fp.write(output+"\n")
        
    print("total",total)

if __name__ == '__main__':
    main(r".\1.bmp")

import cv2 as cv
import numpy as np

def main(fn, start = 2*40*0,max_num = 10*40, space = 10):
    capture = cv.VideoCapture(fn)
    counter = 0

    a_output = ""
    cut = 0

    c2 = 0
    while c2<start:
        ret, image = capture.read()
        c2+=1

    while counter<max_num:
        counter += 1
        ret, image = capture.read()
        if counter % space != 0:
            continue
        if not ret:
            break
        image = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_RGB2GRAY)
        ret, image = cv.threshold(image, 0, 255, cv.THRESH_BINARY + cv.THRESH_OTSU)
        image = cv.resize(image, (128, 64))  #适应单片机屏幕

        output = ""
        arr = np.asarray(image)
        cut += 1
        
        for y in range(0, 64, 8):
            for x in range(0, 128):
                rst = 0
                for i in range(8):
                    num = arr[y+i][x]
                    if num > 128:
                        rst += (2 ** i) 
                    
                output += str(hex(rst)) + ","
        
        a_output += "   {"+output+"} ,  \n"
        
    with open("result2.txt", "w+") as fp:
        fp.write(a_output+"\n")
    
    print(cut)

if __name__ == '__main__':
    main(r".\1.mp4")

 

但我测试后发现，stm32f103内存有限，视频最多存40帧数据，所以拿出W25Q64存储数据，再读取播放。（其实我可以使用串口通信，用电脑发数据包，打我懒得学SPI，I2c之类的，只好用如此笨拙的方法） 

烧写数据的方式同样愚蠢，一次录40帧数据，再将内存写入起始地址移动128*64*40*8/8,

W25Q64 写入前要进行擦除，否则会出错。

源码在放在优快云下载了。