基于I2C协议的OLED显示(利用U82G库)

news2024/7/6 21:07:40

目录

一、实验目的

二、 U8g2下载

三、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

1、引脚连接

2、STM32CubexMX配置

2.1、RCC配置

2.2、SYS配置

2.3、I2C2配置

2.4、GPIO口配置

2.5、时钟树配置

2.5、工程配置

3、新建文件夹U8g2

3、选择驱动文件

4、精简u8g2_d_stupt.c

5、精简u8g2_d_memory.c

6、新建文件夹HARDWARE

四、任务

1、U82G的demo例程

1.1、stm32_u8g2.c文件

 1.2、stm32_u8g2.h文件

1.3、test.c文件

  1.4、test.h文件

1.5、mian.c文件

1.5、演示

2、显示你自己的学号和名字（或网名昵称）

2.1、设置PCtoLCD2002

 2.2、生成字模

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

五、参考链接

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、 U8g2下载

U8g2下载地址：https://gitee.com/xyh_3123334836/u8g2

三、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

1、引脚连接

2、STM32CubexMX配置

2.1、RCC配置

2.2、SYS配置

2.3、I2C2配置

2.4、GPIO口配置

2.5、时钟树配置

2.5、工程配置

3、新建文件夹U8g2

在stm32.project\OLED\MDK-ARM目录下新建文件夹U8g2，并将下载的U8g2->csrc目录下的源码复制到该文件夹下

3、选择驱动文件

选择u8x8_ssd1306_128x64_noname.c这个文件

4、精简u8g2_d_stupt.c

这里使用的是iic接口，所以保留u8g2_d_stupt.c中的u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f函数即可，其他的删除

5、精简u8g2_d_memory.c

由于用到的u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f函数中，只调用了u8g2_m_16_8_f这个函数，所以留下这个函数，其他函数删掉

6、新建文件夹HARDWARE

在stm32.project\OLED\MDK-ARM目录下新建文件HARDWARE，同时在Keil中添加HARDWARE组和U8g2组，在组HARDWARE中新建stm32_u8g2.c、stm32_u8g2.h、test.c和test.h文件，在U8g2中添加已存在的所有文件

四、任务

1、U82G的demo例程

1.1、stm32_u8g2.c文件

//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
        HAL_Delay(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);
}
 
//画点填充
void testDrawPixelToFillScreen(u8g2_t *u8g2)
{
	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);
}

 1.2、stm32_u8g2.h文件

//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 testDrawPixelToFillScreen(u8g2_t *u8g2);
 
#endif

1.3、test.c文件

//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);
}
 
void u8g2DrawTest(u8g2_t *u8g2)
{
	testDrawProcess(u8g2);
 
}

  1.4、test.h文件

//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);
}
 
void u8g2DrawTest(u8g2_t *u8g2)
{
	testDrawProcess(u8g2);
 
}

1.5、mian.c文件

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "i2c.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"
#include "u8g2.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C2_Init();
  MX_TIM1_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  u8g2_t u8g2;
  u8g2Init(&u8g2);
const unsigned char big[]  ={0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xFF,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x80,0x80,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x20,0x40,0x80,0x80,0x00/*"大",0*/
/* (16 X 16 , 宋体 )*/
};
const unsigned char bear[]  ={

0x00,0xEC,0xAA,0xA9,0xA8,0xAA,0xEC,0x00,0xDF,0x24,0x24,0xA2,0xA2,0x38,0x00,0x00,0x80,0x6F,0x02,0x02,0x22,0xCA,0x0F,0x00,0x27,0xC9,0x09,0x08,0x28,0xCE,0x00,0x00/*"熊",1*/
/* (16 X 16 , 宋体 )*/

};
  /* USER CODE END 2 */
  
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
 
       u8g2_FirstPage(&u8g2);
       do
       {
		   //任务1
			u8g2DrawTest(&u8g2);
		   
		   //任务2
//		    u8g2_SetFont(&u8g2,u8g2_font_ncenB12_tf);
//			u8g2_DrawXBMP(&u8g2,16,0,16,16,big);
//			u8g2_DrawXBMP(&u8g2,32,0,16,16,bear);
		   
		   
		   //任务3
//		   unsigned int x=16;
//		   while (1)
//			{
//			if(x<=128)
//			{
//				x++;//向右滑动，可以提高每次x的增加量来控制滑动速度
//			}
//			else if(x>128)//置零
//			{
//				x=0;
//			}
//				u8g2_SetFont(&u8g2,u8g2_font_ncenB12_tf);//设置字体格式
//				u8g2_DrawXBMP(&u8g2,x,0,16,16,big);
//				u8g2_DrawXBMP(&u8g2,x+16,0,16,16,bear);
//				u8g2_SendBuffer(&u8g2);
//        
//			}
       } while (u8g2_NextPage(&u8g2));
		
 
  }
  /* USER CODE END 3 */
}


/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

1.5、演示

u8g2

2、显示你自己的学号和名字（或网名昵称）

2.1、设置PCtoLCD2002

 2.2、生成字模

static const unsigned char big[]  ={0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xFF,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x80,0x80,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x20,0x40,0x80,0x80,0x00/*"大",0*/
/* (16 X 16 , 宋体 )*/
};
static const unsigned char bear[]  ={
0x00,0xEC,0xAA,0xA9,0xA8,0xAA,0xEC,0x00,0xDF,0x24,0x24,0xA2,0xA2,0x38,0x00,0x00,0x80,0x6F,0x02,0x02,0x22,0xCA,0x0F,0x00,0x27,0xC9,0x09,0x08,0x28,0xCE,0x00,0x00
};

u8g2_SetFont(&u8g2,u8g2_font_ncenB12_tf);
u8g2_DrawXBMP(&u8g2,16,0,16,16,big);
u8g2_DrawXBMP(&u8g2,32,0,16,16,bear);
u8g2_SetFont(&u8g2,u8g2_font_ncenB10_tf);
u8g2_SendBuffer(&u8g2);

3、掌握上下、左右滑动显示方法

static const unsigned char big[]  ={0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xFF,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x80,0x80,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x20,0x40,0x80,0x80,0x00/*"大",0*/
/* (16 X 16 , 宋体 )*/
};
static const unsigned char bear[]  ={
0x00,0xEC,0xAA,0xA9,0xA8,0xAA,0xEC,0x00,0xDF,0x24,0x24,0xA2,0xA2,0x38,0x00,0x00,0x80,0x6F,0x02,0x02,0x22,0xCA,0x0F,0x00,0x27,0xC9,0x09,0x08,0x28,0xCE,0x00,0x00
};



unsigned int x=16;
while (1)
{
    if(x<=128)
{
    x++;//向右滑动，可以提高每次x的增加量来控制滑动速度
}
else if(x>128)//置零
{
    x=0;
}
u8g2_SetFont(&u8g2,u8g2_font_ncenB12_tf);//设置字体格式
u8g2_DrawXBMP(&u8g2,x,0,16,16,big);
u8g2_DrawXBMP(&u8g2,x+16,0,16,16,bear);
u8g2_SendBuffer(&u8g2);
        
			}

4、显示一个图案（比如你的头像肖像），最好有动态效果

——我太菜

五、参考链接

1、基于STM32移植U8g2图形库——OLED显示（HAL库）_stm32 u8g2-CSDN博客

2、基于STM32移植U8g2图形库——OLED显示（HAL库）_stm32 u8g2-CSDN博客

3、玩转u8g2 OLED库，一篇就够——基于SMT32、HAL-CSDN博客

4、0.96寸OLED显示汉字，数字，英文，图片，GIF动画+取模软件使用+代码解析_oled取模软件-CSDN博客

5、3. OLED模块 — [野火]STM32模块例程介绍 文档 (embedfire.com)

6、基于I2C协议的OLED显示(利用U82G库)-CSDN博客

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