• 基于I2C协议的OLED显示(利用U82G库)

     

    目录

    一、I2C协议 

    基本原理

    时序协议

    二、U8g2库

    三、任务实现

    具体要求

    1、CubexMX配置

    2、U8g2库下载

    3、 精简U8g2

    4、KEIL添加文件编译

    编写移植函数

    测试函数

    main函数

     四、实验结果

    总结 

    学习目标：

    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。

    一、I2C协议 

    I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种使用两根信号线（SCL和SDA）进行通信的串行通信协议，适用于系统内多个集成电路（IC）间的数据交换。它支持最多127个设备），允许多主设备系统并且每个主设备可以与所有从设备通信。I2C的通信速率介于传统串口和SPI之间，且数据传输时每发送8位数据需要额外的1位元数据来确认接收状态。相比于SPI，I2C的硬件复杂度较低，而软件实现则相对简单，因此在嵌入式系统和各种电子设备中被广泛应用。

    基本原理

    信号线：

    • SCL（Serial Clock）线：由主设备产生的时钟信号，同步所有设备的数据传输。
    • SDA（Serial Data）线：用于双向数据传输，包括地址、命令和实际数据。

    总线结构：

    • I2C使用一对共享的信号线（SCL和SDA）连接所有的主设备和从设备。
    • 通信通过一种主从结构进行，主设备控制总线并产生时钟信号，从设备则响应主设备的命令。

    起始和停止条件：

    • 起始条件（START）：主设备在SCL为高电平时，SDA从高到低发出起始信号，表明通信即将开始。
    • 停止条件（STOP）：主设备在SCL为高电平时，SDA从低到高发出停止信号，表示通信结束。

    地址传输：

    • 每个从设备在总线上有唯一的地址，由主设备在起始条件后发送。地址通常为7位或10位。
    • 7位地址支持最多128个从设备，10位地址支持更多设备的扩展，但通常保留一些地址用于特殊功能。

    数据传输：

    • 数据传输通过在SCL时钟脉冲时在SDA线上传输的位来实现。
    • 每个数据帧包括起始位、8位数据位、一个ACK（应答）位来确认数据接收状态，以及最终的停止位。

    应答机制：

    • 从设备在接收到数据后需要发送一个ACK位来确认接收成功，或者发送NACK位表示拒绝接收或通信结束。

    多主设备和速率控制：

    • I2C支持多主设备系统，允许多个主设备按顺序控制总线并与从设备通信。
    • 通常支持的标准速率包括100KHz和400KHz，不同设备可能支持更高的速率。

    一个 I2C 总线连接多个 I2C 设备如图所示： 

    SDA 和 SCL 这两根线必须要接一个上拉电阻，一般是 4.7K。其余的 I2C 从器件都挂接到 SDA 和 SCL 这两根线上，这样就可以通过 SDA 和 SCL 这两根线来访问多个 I2C设备。若有更多设备，都以如图器件连接方式。

    时序协议

    对于I2C的时序协议，我们要注意图上的起始位、停止位。除此之外，还有重要的读写时序，应答信号。

    • 起始位

    起始位，顾名思义，是通信起始标志。

    在I2C通信协议中，起始位（Start Bit）是由主设备生成的信号，用于指示一个新的数据传输即将开始。它通过将SCL保持为高电平的同时，将SDA线从高电平切换到低电平来发送。起始位的作用是在总线上同步所有设备，并告知它们即将进行通信。这一过程为每次数据传输建立了准确的起点，确保设备间的有效数据交换。

    • 停止位

    停止位就是停止 I2C 通信的标志位，和起始位的功能相反。

    在I2C通信协议中，停止位（Stop Bit）由主设备发出，用于表示一次数据传输的结束或整个通信的终止。它通过将SCL保持为高电平的同时，将SDA线从低电平切换到高电平来发送。停止位的作用是告知所有设备当前数据传输已完成，释放总线控制权，使其他设备可以准备进行下一次通信或响应。这一过程确保了数据传输的完整性和通信的顺利进行，与起始位共同构成了每次数据传输的边界标识。

    • 应答信号

    "应答信号"由从设备发送给主设备，用于确认接收到的数据或指令的有效性。主设备在发送完一个数据字节后释放SDA线，等待从设备通过拉低SDA线一个时钟周期来发送ACK，表示从设备准备好接收下一个数据字节或执行下一步操作。

    当 I2C 主机发送完 8 位数据以后会将 SDA 设置为输入状态，等待 I2C 从机应答，也就是等到 I2C 从机告诉主机它接收到数据了。应答信号是由从机发出的，主机需要提供应答信号所需的时钟，主机发送完 8 位数据以后紧跟着的一个时钟信号就是给应答信号使用的。从机通过将 SDA 拉低来表示发出应答信号，表示通信成功，否则表示通信失败。这一交互过程确保了数据传输的正确性和通信的有效性，是协议中重要的一环，帮助主设备和从设备协调和控制数据的流动，从而保证通信的稳定和可靠性。

    • 读时序

    I2C 单字节读时序比写时序要复杂一点，读时序分为 4 大步，第一步是发送设备地址，第二步是发送要读取的寄存器地址，第三步重新发送设备地址，最后一步就是 I2C 从器件输出要读取的寄存器值，步骤如下：

    1. 主机发送起始信号。
    2. 主机发送要读取的 I2C 从设备地址。
    3. 读写控制位，因为是向 I2C 从设备发送数据，因此是写信号。
    4. 从机发送的 ACK 应答信号。
    5. 重新发送 START 信号。
    6. 主机发送要读取的寄存器地址。
    7. 从机发送的 ACK 应答信号。
    8. 重新发送 START 信号。
    9. 重新发送要读取的 I2C 从设备地址。
    10. 读写控制位，这里是读信号，表示接下来是从 I2C 从设备里面读取数据。
    11. 从机发送的 ACK 应答信号。
    12. 从 I2C 器件里面读取到的数据。
    13. 主机发出 NO ACK 信号，表示读取完成，不需要从机再发送 ACK 信号了。
    14. 主机发出 STOP 信号，停止 I2C 通信。
    • 写时序

    写时序的具体步骤：

    1. 开始信号
    2. 发送 I2C 设备地址，每个 I2C 器件都有一个设备地址，通过发送具体的设备地址来决定访问哪个 I2C 器件。这是一个 8 位的数据，其中高 7 位是设备地址，最后 1 位是读写位，为1 的话表示这是一个读操作，为 0 的话表示这是一个写操作。
    3. I2C 器件地址后面跟着一个读写位，为 0 表示写操作，为 1 表示读操作。
    4. 从机发送的 ACK 应答信号。
    5. 重新发送开始信号。
    6. 发送要写写入数据的寄存器地址。
    7. 从机发送的 ACK 应答信号。
    8. 发送要写入寄存器的数据。
    9. 从机发送的 ACK 应答信号。
    10. 停止信号。

    二、U8g2库

    U8g2库是一款开源库，专为Arduino和其他嵌入式平台设计，支持单色和彩色OLED显示屏，包括SSD1306、SSD1325、SSD1331、SH1106等控制器。它提供了丰富的绘图功能和文本显示功能，支持多种字体和Unicode字符，使用简单的API快速实现图形界面和动画效果，适用于资源受限的系统。

    三、任务实现

    具体要求

    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、CubexMX配置

    RCC配置

    SYS配置

    I2C2配置

     TIM1配置

     时钟树配置

    工程配置 

    2、U8g2库下载

    U8g2库开源网址：https://github.com/olikraus/u8g2

    3、 精简U8g2

    U8g2支持多种显示驱动的屏幕，因为源码中也包含了各个驱动对应的文件（不需要自己去写屏幕底层驱动），为了减小整个工程的代码体积，在移植U8g2时，可以删除一些无用的文件。具体主要关注的是U8g2库文件中的csrc文件，对U8g2进行精简。

    u8x8_d_xxx.c，xxx包括驱动的型号和屏幕分辨率。ssd1306驱动芯片的OLED，使用u8x8_ssd1306_128x64_noname.c这个文件，其它的屏幕驱动和分辨率的文件可以删掉。

    此外，还有两个代码需要精简： 

    精简u8g2_d_setup.c

    精简u8g2_d_memory.c

    只留下u8g2_m_16_8_f这个函数，其它的函数要删掉或注释掉，否则编译时可能会提示内存不足

    4、KEIL添加文件编译

    新建一个U8g2的Groups，将精简后的文件加入KEIL当中。

    编写移植函数

    stm32_u8g2.h

    1. #ifndef __STM32_U8G2_H
    2. #define __STM32_U8G2_H
    3.  
    4. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
    5. #include "main.h"
    6. #include "u8g2.h"
    7. /* USER CODE BEGIN Includes */
    8.  
    9. /* USER CODE END Includes */
    10.  
    11.  
    12.  
    13. /* USER CODE BEGIN Private defines */
    14.  
    15. /* USER CODE END Private defines */
    16. #define u8         unsigned char  // ?unsigned char ????
    17. #define MAX_LEN    128  //
    18. #define OLED_ADDRESS  0x78 // oled
    19. #define OLED_CMD   0x00  // 
    20. #define OLED_DATA  0x40  // 
    21.  
    22. /* USER CODE BEGIN Prototypes */
    23. uint8_t u8x8_byte_hw_i2c(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr);
    24. uint8_t u8x8_gpio_and_delay(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr);
    25. void u8g2Init(u8g2_t *u8g2);
    26. void draw(u8g2_t *u8g2);
    27. void testDrawPixelToFillScreen(u8g2_t *u8g2);
    28.  
    29. #endif

     stm32_u8g2.c

    1. #include "stm32_u8g2.h"
    2. #include "tim.h"
    3. #include "i2c.h"
    4.  
    5.  
    6. uint8_t u8x8_byte_hw_i2c(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
    7. {
    8.     /* u8g2/u8x8 will never send more than 32 bytes between START_TRANSFER and END_TRANSFER */
    9.     static uint8_t buffer[128];
    10.     static uint8_t buf_idx;
    11.     uint8_t *data;
    12.  
    13.     switch (msg)
    14.     {
    15.     case U8X8_MSG_BYTE_INIT:
    16.     {
    17.         /* add your custom code to init i2c subsystem */
    18.         MX_I2C2_Init(); //I2C初始化
    19.     }
    20.     break;
    21.  
    22.     case U8X8_MSG_BYTE_START_TRANSFER:
    23.     {
    24.         buf_idx = 0;
    25.     }
    26.     break;
    27.  
    28.     case U8X8_MSG_BYTE_SEND:
    29.     {
    30.         data = (uint8_t *)arg_ptr;
    31.  
    32.         while (arg_int > 0)
    33.         {
    34.             buffer[buf_idx++] = *data;
    35.             data++;
    36.             arg_int--;
    37.         }
    38.     }
    39.     break;
    40.  
    41.     case U8X8_MSG_BYTE_END_TRANSFER:
    42.     {
    43.         if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, OLED_ADDRESS, buffer, buf_idx, 1000) != HAL_OK)
    44.             return 0;
    45.     }
    46.     break;
    47.  
    48.     case U8X8_MSG_BYTE_SET_DC:
    49.         break;
    50.  
    51.     default:
    52.         return 0;
    53.     }
    54.  
    55.     return 1;
    56. }
    57.  
    58.  
    59.  
    60. uint8_t u8x8_gpio_and_delay(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
    61. {
    62.     switch (msg)
    63.     {
    64.     case U8X8_MSG_DELAY_100NANO: // delay arg_int * 100 nano seconds
    65.         __NOP();
    66.         break;
    67.     case U8X8_MSG_DELAY_10MICRO: // delay arg_int * 10 micro seconds
    68.         for (uint16_t n = 0; n < 320; n++)
    69.         {
    70.             __NOP();
    71.         }
    72.         break;
    73.     case U8X8_MSG_DELAY_MILLI: // delay arg_int * 1 milli second
    74.         HAL_Delay(1);
    75.         break;
    76.     case U8X8_MSG_DELAY_I2C: // arg_int is the I2C speed in 100KHz, e.g. 4 = 400 KHz
    77.         Tims_delay_us(5);
    78.         break;                    // arg_int=1: delay by 5us, arg_int = 4: delay by 1.25us
    79.     case U8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK: // arg_int=0: Output low at I2C clock pin
    80.         break;                    // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C clock pin
    81.     case U8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA:  // arg_int=0: Output low at I2C data pin
    82.         break;                    // arg_int=1: Input dir with pullup high for I2C data pin
    83.     case U8X8_MSG_GPIO_MENU_SELECT:
    84.         u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu select pin state */ 0);
    85.         break;
    86.     case U8X8_MSG_GPIO_MENU_NEXT:
    87.         u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu next pin state */ 0);
    88.         break;
    89.     case U8X8_MSG_GPIO_MENU_PREV:
    90.         u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu prev pin state */ 0);
    91.         break;
    92.     case U8X8_MSG_GPIO_MENU_HOME:
    93.         u8x8_SetGPIOResult(u8x8, /* get menu home pin state */ 0);
    94.         break;
    95.     default:
    96.         u8x8_SetGPIOResult(u8x8, 1); // default return value
    97.         break;
    98.     }
    99.     return 1;
    100. }
    101.  
    102. //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：
    103. //u8g2：传入的U8g2结构体
    104. //U8G2_R0：默认使用U8G2_R0即可（用于配置屏幕是否要旋转）
    105. //u8x8_byte_sw_i2c：使用软件IIC驱动，该函数由U8g2源码提供
    106. //u8x8_gpio_and_delay：就是上面我们写的配置函数
    107.  
    108. void u8g2Init(u8g2_t *u8g2)
    109. {
    110. 	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
    111. 	u8g2_InitDisplay(u8g2);                                                                       // 
    112. 	u8g2_SetPowerSave(u8g2, 0);                                                                   // 
    113. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    114. }
    115.  
    116.  
    117. void draw(u8g2_t *u8g2)
    118. {
    119. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2); 
    120. 	
    121.     u8g2_SetFontMode(u8g2, 1); /*字体模式选择*/
    122.     u8g2_SetFontDirection(u8g2, 0); /*字体方向选择*/
    123.     u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb24_mf); /*字库选择*/
    124.     u8g2_DrawStr(u8g2, 0, 20, "U");
    125.     
    126.     u8g2_SetFontDirection(u8g2, 1);
    127.     u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb30_mn);
    128.     u8g2_DrawStr(u8g2, 21,8,"8");
    129.         
    130.     u8g2_SetFontDirection(u8g2, 0);
    131.     u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb24_mf);
    132.     u8g2_DrawStr(u8g2, 51,30,"g");
    133.     u8g2_DrawStr(u8g2, 67,30,"\xb2");
    134.     
    135.     u8g2_DrawHLine(u8g2, 2, 35, 47);
    136.     u8g2_DrawHLine(u8g2, 3, 36, 47);
    137.     u8g2_DrawVLine(u8g2, 45, 32, 12);
    138.     u8g2_DrawVLine(u8g2, 46, 33, 12);
    139.   
    140.     u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_4x6_tr);
    141.     u8g2_DrawStr(u8g2, 1,54,"github.com/olikraus/u8g2");
    142. 		
    143. 	u8g2_SendBuffer(u8g2);
    144. 	HAL_Delay(1000);
    145. }
    146.  
    147. //画点填充
    148. void testDrawPixelToFillScreen(u8g2_t *u8g2)
    149. {
    150.   int t = 1000;
    151. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    152.  
    153.   for (int j = 0; j < 64; j++)
    154.   {
    155.     for (int i = 0; i < 128; i++)
    156.     {
    157.       u8g2_DrawPixel(u8g2,i, j);
    158.     }
    159.   }
    160.   HAL_Delay(1000);
    161. }

    测试函数

    test.h

    1. #ifndef __TEST_H
    2. #define __TEST_H
    3.  
    4. #include "main.h"
    5. #include "u8g2.h"
    6.  
    7. void testDrawProcess(u8g2_t *u8g2);
    8. void testShowFont(u8g2_t *u8g2);
    9. void testDrawFrame(u8g2_t *u8g2);
    10. void testDrawRBox(u8g2_t *u8g2);
    11. void testDrawCircle(u8g2_t *u8g2);
    12. void testDrawFilledEllipse(u8g2_t *u8g2);
    13. void testDrawMulti(u8g2_t *u8g2);
    14. void testDrawXBM(u8g2_t *u8g2);
    15.  
    16. void u8g2DrawTest(u8g2_t *u8g2);
    17.  
    18. #endif

    test.c

    1. #include "test.h"
    2.  
    3. //---------------U8g2测试函数
    4.  
    5. #define SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2, ms)\
    6.   do {\
    7.     u8g2_SendBuffer(u8g2); \
    8.     HAL_Delay(ms);\
    9.   }while(0);
    10.  
    11.  
    12. //进度条显示
    13. void testDrawProcess(u8g2_t *u8g2)
    14. {
    15. 	for(int i=10;i<=80;i=i+2)
    16. 	{
    17. 		u8g2_ClearBuffer(u8g2); 
    18. 			
    19. 		char buff[20];
    20. 		sprintf(buff,"%d%%",(int)(i/80.0*100));
    21. 		
    22. 		u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB12_tf);
    23. 		u8g2_DrawStr(u8g2,16,32,"STM32 U8g2");//字符显示
    24. 		
    25. 		u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB08_tf);
    26. 		u8g2_DrawStr(u8g2,100,49,buff);//当前进度显示
    27. 		
    28. 		u8g2_DrawRBox(u8g2,16,40,i,10,4);//圆角填充框矩形框
    29. 		u8g2_DrawRFrame(u8g2,16,40,80,10,4);//圆角矩形
    30. 		
    31. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    32. 	}
    33. 	HAL_Delay(500);
    34. }
    35.  
    36.  
    37. //字体测试 数字英文可选用 u8g2_font_ncenB..(粗) 系列字体
    38. //u8g2_font_unifont_t_symbols/u8g2_font_unifont_h_symbols(细 圆润)
    39. void testShowFont(u8g2_t *u8g2)
    40. {
    41. 	int t = 1000;
    42. 	char testStr[14] = "STM32F103C8T6";
    43. 	
    44. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    45. 	
    46. 	u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_u8glib_4_tf);
    47. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0,5,testStr);
    48. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    49. 	
    50. 	u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB08_tf);
    51. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0,30,testStr);
    52. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    53. 	
    54.     u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB10_tr);
    55. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0,60,testStr);
    56. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    57. }
    58.  
    59. //画空心矩形
    60. void testDrawFrame(u8g2_t *u8g2)
    61. {
    62. 	int t = 1000;
    63. 	int x = 16;
    64. 	int y = 32;
    65. 	int w = 50;
    66. 	int h = 20;
    67. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    68. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0, 15, "DrawFrame");
    69.  
    70. 	u8g2_DrawFrame(u8g2, x, y, w, h);
    71. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    72. 	u8g2_DrawFrame(u8g2, x+w+5, y-10, w-20, h+20);
    73. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    74. }
    75.  
    76. //画实心圆角矩形
    77. void testDrawRBox(u8g2_t *u8g2)
    78. {
    79. 	int t = 1000;
    80. 	int x = 16;
    81. 	int y = 32;
    82. 	int w = 50;
    83. 	int h = 20;
    84. 	int r = 3;
    85. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    86. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0, 15, "DrawRBox");
    87.  
    88. 	u8g2_DrawRBox(u8g2, x, y, w, h, r);
    89. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    90. 	u8g2_DrawRBox(u8g2, x+w+5, y-10, w-20, h+20, r);
    91. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    92. }
    93.  
    94. //画空心圆
    95. void testDrawCircle(u8g2_t *u8g2)
    96. {
    97. 	int t = 600;
    98. 	int stx = 0;  //画图起始x
    99. 	int sty = 16; //画图起始y
    100. 	int with = 16;//一个图块的间隔
    101. 	int r = 15;   //圆的半径
    102. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    103. 	u8g2_DrawStr(u8g2, 0, 15, "DrawCircle");
    104.  
    105. 	u8g2_DrawCircle(u8g2, stx, sty - 1 + with, r, U8G2_DRAW_UPPER_RIGHT); //右上
    106. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    107. 	u8g2_DrawCircle(u8g2, stx + with, sty, r, U8G2_DRAW_LOWER_RIGHT); //右下
    108. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    109. 	u8g2_DrawCircle(u8g2, stx - 1 + with * 3, sty - 1 + with, r, U8G2_DRAW_UPPER_LEFT); //左上
    110. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    111. 	u8g2_DrawCircle(u8g2, stx - 1 + with * 4, sty, r, U8G2_DRAW_LOWER_LEFT); //左下
    112. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    113. 	u8g2_DrawCircle(u8g2, stx - 1 + with * 2, sty - 1 + with * 2, r, U8G2_DRAW_ALL);//整个圆
    114. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    115. 	
    116.     u8g2_DrawCircle(u8g2, 32*3, 32, 31, U8G2_DRAW_ALL);//右侧整个圆
    117. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    118. }
    119.  
    120. //画实心椭圆
    121. void testDrawFilledEllipse(u8g2_t *u8g2)
    122. {
    123. 	int t = 800;
    124. 	int with = 16;//一个图块的间隔
    125. 	int rx = 27;  //椭圆x方向的半径
    126. 	int ry = 22;  //椭圆y方向的半径
    127. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    128. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0, 14, "DrawFilledEllipse");
    129.  
    130. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    131. 	u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2, 0, with, rx, ry, U8G2_DRAW_LOWER_RIGHT);//右下
    132. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    133. 	u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2, with * 4 - 1, with, rx, ry, U8G2_DRAW_LOWER_LEFT); //左下
    134. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    135. 	u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2, 0, with * 4 - 1, rx, ry, U8G2_DRAW_UPPER_RIGHT); //右上
    136. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    137. 	u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2, with * 4 - 1, with * 4 - 1, rx, ry, U8G2_DRAW_UPPER_LEFT); //左上
    138. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    139. 	u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2, with * 6, with * 2.5, rx, ry, U8G2_DRAW_ALL);//整个椭圆
    140. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    141. }
    142.  
    143. //环形测试
    144. void testDrawMulti(u8g2_t *u8g2)
    145. {
    146. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    147. 	for (int j = 0; j < 64; j+=16)
    148. 	{
    149. 		for (int i = 0; i < 128; i+=16)
    150. 		{
    151. 			u8g2_DrawPixel(u8g2, i, j);
    152. 			u8g2_SendBuffer(u8g2);
    153. 		}
    154. 	}
    155.   
    156. 	//实心矩形逐渐变大
    157.     u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    158. 	for(int i=30; i>0; i-=2)
    159. 	{
    160. 		u8g2_DrawBox(u8g2,i*2,i,128-i*4,64-2*i);
    161. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    162. 	}
    163. 	//空心矩形逐渐变小
    164. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    165. 	for(int i=0; i<32; i+=2)
    166. 	{
    167. 		u8g2_DrawFrame(u8g2,i*2,i,128-i*4,64-2*i);
    168. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    169. 	}
    170. 	
    171. 	//实心圆角矩形逐渐变大
    172. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    173. 	for(int i=30; i>0; i-=2)
    174. 	{
    175. 		u8g2_DrawRBox(u8g2,i*2,i,128-i*4,64-2*i,10-i/3);
    176. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    177. 	}
    178.     //空心圆角矩形逐渐变小
    179. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    180. 	for(int i=0; i<32; i+=2)
    181. 	{
    182. 		u8g2_DrawRFrame(u8g2,i*2,i,128-i*4,64-2*i,10-i/3);
    183. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    184. 	}
    185. 	
    186. 	//实心圆逐渐变大
    187. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    188. 	for(int i=2; i<64; i+=3)
    189. 	{
    190. 		u8g2_DrawDisc(u8g2,64,32,i, U8G2_DRAW_ALL);
    191. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    192. 	}
    193. 	//空心圆逐渐变小
    194. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    195. 	for(int i=64; i>0; i-=3)
    196. 	{
    197. 		u8g2_DrawCircle(u8g2,64,32,i, U8G2_DRAW_ALL);
    198. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    199. 	}
    200. 	
    201. 	//实心椭圆逐渐变大
    202.     u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    203. 	for(int i=2; i<32; i+=3)
    204. 	{
    205. 		u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2,64,32, i*2, i, U8G2_DRAW_ALL);
    206. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    207. 	}
    208.     //空心椭圆逐渐变小
    209.     u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    210. 	for(int i=32; i>0; i-=3)
    211. 	{
    212. 		u8g2_DrawEllipse(u8g2,64,32, i*2, i, U8G2_DRAW_ALL);
    213. 		u8g2_SendBuffer(u8g2);
    214. 	}
    215. }
    216.  
    217.  
    218. // width: 128, height: 48
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    221. const unsigned char three_support[] U8X8_PROGMEM = { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x07, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x07, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0xfc, 0x1f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0xfe, 0x7f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x0f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x1f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf0, 0x03, 0x00, 0x00, 0x80, 0x0f, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x3f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf8, 0x03, 0x00, 0x00, 0x80, 0x0f, 0xf0, 0x01, 0x00, 0x00, 0xfc, 0xff, 0x01, 0x00, 0x00, 0xc0, 0xfd, 0xff, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x7f, 0xfe, 0x01, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0x0f, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x01, 0x00, 0xc0, 0x1f, 0xf8, 0x03, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0x0f, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x01, 0x00, 0xc0, 0x0f, 0xf0, 0x03, 0x00, 0x00, 0xfe, 0xff, 0x07, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x01, 0x00, 0xc0, 0x67, 0xe6, 0x03, 0x00, 0x00, 0xfc, 0xff, 0x03, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x01, 0x00, 0xc0, 0x67, 0xe6, 0x03, 0x00, 0x00, 0xf8, 0xff, 0x01, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x67, 0xe6, 0x03, 0x00, 0x00, 0xf0, 0x7f, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x67, 0xee, 0x03, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x7f, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x00, 0x00, 0x80, 0x7f, 0xfe, 0x01, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0xff, 0x00, 0x00, 0x80, 0x7f, 0xfe, 0x01, 0x00, 0x00, 0xf0, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0x7f, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf0, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0x7f, 0x00, 0x00, 0x00, 0xfe, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf8, 0xf9, 0x01, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0x7f, 0x00, 0x00, 0x00, 0xfe, 0x7f, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf8, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0xfd, 0x1f, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf8, 0x1f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x30, 0xc0, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };
    222.  
    223. void testDrawXBM(u8g2_t *u8g2)
    224. {
    225. 	int t = 1000;
    226. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    227. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0, 14, "DrawXBM");
    228.  
    229. 	u8g2_DrawXBM(u8g2,0, 16, 128, 48, bilibili);
    230. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    231.  
    232. 	u8g2_ClearBuffer(u8g2);
    233. 	u8g2_DrawStr(u8g2,0, 14, "bilibili");
    234. 	u8g2_DrawXBM(u8g2,0, 16, 128, 48, three_support);
    235. 	SEND_BUFFER_DISPLAY_MS(u8g2,t);
    236. }
    237.  
    238. void u8g2DrawTest(u8g2_t *u8g2)
    239. {
    240. 	testDrawProcess(u8g2);
    241. 	testDrawMulti(u8g2);
    242. 	//testDrawFrame(u8g2);
    243. 	//testDrawRBox(u8g2);
    244. 	//testDrawCircle(u8g2);
    245. 	//testDrawFilledEllipse(u8g2);
    246. 	testShowFont(u8g2);
    247. 	testDrawXBM(u8g2);
    248.  
    249. }

    main函数

    1. int main(void)
    2. {
    3.   /* USER CODE BEGIN 1 */
    4.  
    5.   /* USER CODE END 1 */
    6.  
    7.   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    8.  
    9.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    10.   HAL_Init();
    11.  
    12.   /* USER CODE BEGIN Init */
    13.  
    14.   /* USER CODE END Init */
    15.  
    16.   /* Configure the system clock */
    17.   SystemClock_Config();
    18.  
    19.   /* USER CODE BEGIN SysInit */
    20.  
    21.   /* USER CODE END SysInit */
    22.  
    23.   /* Initialize all configured peripherals */
    24.   MX_GPIO_Init();
    25.   MX_I2C2_Init();
    26.   MX_TIM1_Init();
    27.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    28.   u8g2_t u8g2;
    29.   u8g2Init(&u8g2);	
    30.   /* USER CODE END 2 */
    31.  
    32.   /* Infinite loop */
    33.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    34.   while (1)
    35.   {
    36.     /* USER CODE END WHILE */
    37.  
    38.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    39.  
    40.        u8g2_FirstPage(&u8g2);
    41.        do
    42.        {
    43. 				 draw(&u8g2);
    44.  
    45. 				 u8g2DrawTest(&u8g2);
    46.        } while (u8g2_NextPage(&u8g2));
    47. 		
    48.  
    49.   }
    50.   /* USER CODE END 3 */
    51. }

     四、实验结果

    为了隐私安全，中间打了马赛克

    总结 

    通过实践，我不仅深入理解了I2C协议的工作原理和时序要求，还掌握了如何驱动OLED屏幕进行文本和图形显示，以及使用开源GUI库U8G2在stm32平台上的移植方法。
    在理论知识的基础上，实际操作中我意识到了硬件连接的重要性，如何利用CubeMX设计HAL库的程序框架，配置GPIO管脚和I2C接口，确保设备能够正确工作。这一步骤是整个项目的基础，直接影响后续功能的实现和稳定性。
    移植U8G2库到stm32平台并不是一件简单的事情，需要对库进行适当裁剪和调整，以兼容目标硬件和显示需求。在这个过程中，我学会了如何根据具体的项目需求修改代码，并通过调试解决遇到的各种问题，如显示不正常或者功能无法完全实现的情况。
    最后通过展示个人学号和姓名的文本显示，我体验到了GUI图形界面在嵌入式系统中的应用潜力。这种直观和互动性强的界面不仅能提升用户体验，也为物联网设备的应用场景增添了更多可能性。

    参考博客：

    https://blog.csdn.net/weixin_47932709/article/details/108938838

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_74345079/article/details/139720225