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STM32——OLED调试工具与显示屏

2023-11-15

一、调试工具

调试方式

  • 串口调试：通过串口通信，将调试信息发送到电脑端，电脑使用串口助手显示调试信息

  • 显示屏调试：直接将显示屏连接到单片机，将调试信息打印在显示屏上

  • Keil调试模式：借助Keil软件的调试模式，可使用单步运行、设置断点、查看寄存器及变量等功能

    • 进入调试模式，打断点判断函数是否被执行
    • 在这里插入图片描述
    • 查看所有外设的的寄存器
    • 在这里插入图片描述

二、OLED简介

  • OLED（Organic Light Emitting Diode）：有机发光二极管
  • OLED显示屏：性能优异的新型显示屏，具有功耗低、相应速度快、宽视角、轻薄柔韧等特点
  • 0.96寸OLED模块：小巧玲珑、占用接口少、简单易用，是电子设计中非常常见的显示屏模块
  • 供电：3~5.5V，通信协议：I2C（4脚）/SPI（7脚），分辨率：128*64

三、硬件电路接线图

  • I2C通信方式
    在这里插入图片描述
  • SPI通信方式
    在这里插入图片描述

四、OLED驱动函数

显示屏布局
在这里插入图片描述

主要函数及作用
在这里插入图片描述

五、源码

OLED.c

使用OLED输出内容要初始化引脚为开漏输出模式

#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))

/*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;//开漏输出
	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);
	//空闲状态为高电平
	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);//在scl为高的期间，sda由高到低
	OLED_W_SCL(0);//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}

/**
  * @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);//在scl为高的期间，sda由低到高
}

/**
  * @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++)
	{
		//根据数据的有效性，数据在scl的上升沿到来之前就需要做好准备
		//获取最高位，然后左移i位
		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]);
	}
}

/**
  * @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;
}

/**
  * @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.h

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);

#endif

OLED_Font.h

OLED_Font.h是OLED的字库数据（字符的点阵数据）

#ifndef __OLED_FONT_H
#define __OLED_FONT_H

/*OLED字模库，宽8像素，高16像素*/
const uint8_t OLED_F8x16[][16]=
{
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//  0
	
	0x00,0x00,0x00,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x33,0x30,0x00,0x00,0x00,//! 1
	
	0x00,0x10,0x0C,0x06,0x10,0x0C,0x06,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//" 2
	
	0x40,0xC0,0x78,0x40,0xC0,0x78,0x40,0x00,
	0x04,0x3F,0x04,0x04,0x3F,0x04,0x04,0x00,//# 3
	
	0x00,0x70,0x88,0xFC,0x08,0x30,0x00,0x00,
	0x00,0x18,0x20,0xFF,0x21,0x1E,0x00,0x00,//$ 4
	
	0xF0,0x08,0xF0,0x00,0xE0,0x18,0x00,0x00,
	0x00,0x21,0x1C,0x03,0x1E,0x21,0x1E,0x00,//% 5
	
	0x00,0xF0,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x00,
	0x1E,0x21,0x23,0x24,0x19,0x27,0x21,0x10,//& 6
	
	0x10,0x16,0x0E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//' 7
	
	0x00,0x00,0x00,0xE0,0x18,0x04,0x02,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x07,0x18,0x20,0x40,0x00,//( 8
	
	0x00,0x02,0x04,0x18,0xE0,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x40,0x20,0x18,0x07,0x00,0x00,0x00,//) 9
	
	0x40,0x40,0x80,0xF0,0x80,0x40,0x40,0x00,
	0x02,0x02,0x01,0x0F,0x01,0x02,0x02,0x00,//* 10
	
	0x00,0x00,0x00,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x01,0x01,0x01,0x1F,0x01,0x01,0x01,0x00,//+ 11
	
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x80,0xB0,0x70,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//, 12
	
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,//- 13
	
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//. 14
	
	0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x60,0x18,0x04,
	0x00,0x60,0x18,0x06,0x01,0x00,0x00,0x00,/// 15
	
	0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,
	0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,//0 16
	
	0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,//1 17
	
	0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,
	0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,//2 18
	
	0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00,
	0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,//3 19
	
	0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00,
	0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00,//4 20
	
	0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00,
	0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,//5 21
	
	0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00,
	0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,//6 22
	
	0x00,0x38,0x08,0x08,0xC8,0x38,0x08,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,//7 23
	
	0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,
	0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x00,//8 24
	
	0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,
	0x00,0x00,0x31,0x22,0x22,0x11,0x0F,0x00,//9 25
	
	0x00,0x00,0x00,0xC0,0xC0,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,//: 26
	
	0x00,0x00,0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,
	0x00,0x00,0x80,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,//; 27
	
	0x00,0x00,0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x00,
	0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x00,//< 28
	
	0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x00,
	0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00,//= 29
	
	0x00,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x00,0x00,
	0x00,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01,0x00,//> 30
	
	0x00,0x70,0x48,0x08,0x08,0x08,0xF0,0x00,
	0x00,0x00,0x00,0x30,0x36,0x01,0x00,0x00,//? 31
	
	0xC0,0x30,0xC8,0x28,0xE8,0x10,0xE0,0x00,
	0x07,0x18,0x27,0x24,0x23,0x14,0x0B,0x00,//@ 32
	
	0x00,0x00,0xC0,0x38,0xE0,0x00,0x00,0x00,
	0x20,0x3C,0x23,0x02,0x02,0x27,0x38,0x20,//A 33
	
	0x08,0xF8,0x88,0x88,0x88,0x70,0x00,0x00,
	0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,//B 34
	
	0xC0,0x30,0x08,0x08,0x08,0x08,0x38,0x00,
	0x07,0x18,0x20,0x20,0x20,0x10,0x08,0x00,//C 35
	
	0x08,0xF8,0x08,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,
	0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,//D 36
	
	0x08,0xF8,0x88,0x88,0xE8,0x08,0x10,0x00,
	0x20,0x3F,0x20,0x20,0x23,0x20,0x18,0x00,//E 37
	
	0x08,0xF8,0x88,0x88,0xE8,0x08,0x10,0x00,
	0x20,0x3F,0x20,0x00,0x03,0x00,0x00,0x00,//F 38
	
	0xC0,0x30,0x08,0x08,0x08,0x38,0x00,0x00,
	0x07,0x18,0x20,0x20,0x22,0x1E,0x02,0x00,//G 39
	
	0x08,0xF8,0x08,0x00,0x00,0x08,0xF8,0x08,
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};

#endif

参考视频：江科大自化协

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