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【I²C总线】OLED屏幕

下载例程代码： 下载代码 如何使用例程【点击查看教程】

OLED屏幕（I2C_OLED）​

在OLED屏幕上显示文字、图形和BMP图像

板载OLED规格：（详细可参考资料包中的手册）

参数值
芯片型号芯颖科技 CH1116
分辨率128 × 64
屏幕尺寸1.3 英寸
I²C地址0x7A

如何使用例程​

编译并下载程序到学习板，即可看到程序效果：

OLED屏幕循环显示不同画面：

  • 汉字显示（反色）、中英文混合字符串显示、符号字符串显示
  • 变量显示
  • 绘制直线演示
  • 绘制（空心）矩形演示
  • 绘制（空心）圆形演示
  • 显示bmp图像
演示

例程讲解​

下面介绍了如何自己实现该例程的功能

1、工程配置​

  • 开启外部晶振：在Pinout&Configuration -> System Core -> RCC 页面，将 High Speed Clock (HSE) 配置为 Crystal/Ceramic Resonator
配置时钟源
  • 配置时钟频率：在Clock Configuration 页面，将PLL Source 选择为 HSE，将System Clock Mux 选择为 PLLCLK，然后在HCLK (MHz) 输入72并回车，将HCLK频率配置为 72 MHz
时钟配置
  • 配置I²C1：Pinout&Configuration -> Connectivity -> I2C1，将I2C模式选择为I2C，并在下方Configuration -> Parameter Settings，将I2C Speed Mode选择为Fast Mode
工程配置
  • 配置生成单独.c/.h文件：在Project Manager -> Code Generator页面中，勾选Generate peripheral initialization as ... per peripheral

2、代码​

(1) 初始化过程​

  • 拷贝库文件：将oled.c、font.c文件拷贝到Core -> Src目录下，将oled.h、font.h文件拷贝到Core -> Inc目录下。
  • 在main.c中添加include：
#include "string.h"
#include "oled.h"
#include "stdio.h"
  • 初始化OLED：
HAL_Delay(20); // 单片机启动比OLED上电快,需要延迟等待一下
OLED_Init(); // 初始化OLED

(2) 显示函数​

  • 将缓存内容更新到屏幕显示：

注意：任何操作都需要调用此函数才能显示到屏幕上，否则只是改变显示缓冲区

OLED_ShowFrame();
  • 新建空白缓冲区：

注意：只存在一个Frame，NewFrame后之前的内容将被清空

OLED_NewFrame();
  • 显示一个像素点：
    • uint8_t x 横坐标
    • uint8_t y 纵坐标
    • OLED_ColorMode mode 颜色模式
      • OLED_COLOR_NORMAL 正常
      • OLED_COLOR_REVERSE 反色
void OLED_SetPixel(uint8_t x, uint8_t y, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_SetPixel(0, 0, OLED_COLOR_NORMAL); // 在(0, 0)处显示一个黑色的像素点
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 显示字符串
    • uint8_t x 纵坐标 [0, 127]
    • uint8_t y 纵坐标 [0, 63]
    • char *str 要显示的字符串
    • const Font *font 字体
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_PrintString(uint8_t x, uint8_t y, char *str, const Font *font, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_PrintString(0, 22, "B站-KEYSKING", &font16x16, OLED_COLOR_NORMAL); // 中文、英文、符号混合显示
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 绘制直线：
    • uint8_t x1 直线起点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y1 直线起点纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t x2 直线终点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y2 直线终点纵坐标 [0, 63]
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawLine(uint8_t x1, uint8_t y1, uint8_t x2, uint8_t y2, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawLine(0, 0, 127, 63, OLED_COLOR_NORMAL); // 从左上角到右下角绘制一条直线
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 绘制（空心）矩形：
    • uint8_t x 起始点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y 起始点纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t w 矩形宽度 [0, 127]
    • uint8_t h 矩形高度 [0, 63]
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawRectangle(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t w, uint8_t h, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawRectangle(32, 16, 63, 31, OLED_COLOR_NORMAL); // 绘制一个空心矩形
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 绘制（填充）矩形：
    • uint8_t x 起始点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y 起始点纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t w 矩形宽度 [0, 127]
    • uint8_t h 矩形高度 [0, 63]
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawFilledRectangle(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t w, uint8_t h, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawFilledRectangle(32, 16, 63, 31, OLED_COLOR_NORMAL); // 绘制一个填充矩形
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上

  • 绘制（空心）圆形：

    此函数使用Bresenham算法绘制圆

    • uint8_t x 圆心横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y 圆心纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t r 圆的半径 [0, 63]
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawCircle(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t r, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawCircle(64, 32, 16, OLED_COLOR_NORMAL); // 绘制一个空心圆形
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上

  • 绘制（填充）圆形：

    此函数使用Bresenham算法绘制圆

    • uint8_t x 圆心横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y 圆心纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t r 圆的半径 [0, 63]
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawFilledCircle(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t r, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawFilledCircle(64, 32, 16, OLED_COLOR_NORMAL); // 绘制一个填充圆形
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 绘制（空心）三角形：
    • uint8_t x1 第一个点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y1 第一个点纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t x2 第二个点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y2 第二个点纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t x3 第三个点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y3 第三个点纵坐标 [0, 63]
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawTriangle(uint8_t x1, uint8_t y1, uint8_t x2, uint8_t y2, uint8_t x3, uint8_t y3, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawTriangle(64, 0, 0, 63, 127, 63, OLED_COLOR_NORMAL); // 在屏幕中心绘制一个空心三角形
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 绘制（填充）三角形：
    • uint8_t x1 第一个点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y1 第一个点纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t x2 第二个点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y2 第二个点纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t x3 第三个点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y3 第三个点纵坐标 [0, 63]
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawFilledTriangle(uint8_t x1, uint8_t y1, uint8_t x2, uint8_t y2, uint8_t x3, uint8_t y3, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawFilledTriangle(64, 0, 0, 63, 127, 63, OLED_COLOR_NORMAL); // 在屏幕中心绘制一个填充三角形
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 绘制（空心）椭圆：
    • uint8_t x 圆心横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y 圆心纵坐标 [0, 63]
    • uint8_t a 长轴长度
    • uint8_t b 短轴长度
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawEllipse(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t a, uint8_t b, OLED_ColorMode color)
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawEllipse(64, 32, 30, 15, OLED_COLOR_NORMAL); // 绘制一个空心椭圆
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上
  • 显示BMP图像：
    • uint8_t x 起始点横坐标 [0, 127]
    • uint8_t y 起始点纵坐标 [0, 63]
    • const Image *img 图像数据
    • OLED_ColorMode color 颜色模式
void OLED_DrawImage(uint8_t x, uint8_t y, const Image *img, OLED_ColorMode color);
// 示例
OLED_NewFrame(); // 新建一个空白缓冲区
OLED_DrawImage((128 - (bilibiliImg.w)) / 2, 0, &bilibiliImg, OLED_COLOR_NORMAL); // 显示名为bilibiliImg的BMP图像
OLED_ShowFrame(); // 将缓冲区内容显示到屏幕上

(3) 取字模​

文字：分为两类：ASCII字符、中文字符。

  • ASCII字符：font.c 库中已包含，可以直接调用

  • 中文字符：中文字符数量多，STM32内部Flash无法全部存储，因此需要根据使用的字符来取字模。

    • 在线取字模工具：https://led.baud-dance.com/
    • 使用方法
      • 输入所有需要用到的中文字符后，点击右下角复制按钮，复制字模
      • 将字模代码粘贴到font.c中，并在font.h中添加对应的声明
      • 使用OLED_PrintString函数, 传入对应的字体结构体即可显示中文字符

图片：支持BMP格式单色位图

取模助手

(4) 额外的内容​

小恐龙游戏
SSD1306驱动库

故障排除​

屏幕显示偏暗​

  • 不要在STM32程序启动时马上初始化OLED

    刚上电时STM32比OLED启动快，立即对OLED进行初始化可能会失败。

    延时10-50毫秒再调用OLED_Init()函数即可。

cube重新生成代码后，中文出现乱码​

  • cubeIDE对中文支持的问题，添加环境变量可以解决（仅Windows下）

    • 点击开始菜单，输入“环境变量”搜索，进入系统属性设置
    搜索环境变量

    • 点击系统属性下方的“环境变量”，进入环境变量配置页面。如图，点击新建，添加一个环境变量并保存即可。

      变量名：JAVA_TOOL_OPTIONS

      变量值：-Dfile.encoding=UTF-8

    添加环境变量