代码收藏家技术教程 2023-12-02

STM32硬件IIC移植U8g2库教程详解

STM32 硬件I2C 移植U8G2

需要准备的东西

STM32 硬件I2C 移植U8G2

u8g2配置

U8g2源码下载

U8g2源码配置

STM32CubeMX代码生成

生成32工程

导入KEIL

适配驱动

初始化

优化

Background: U8g2是Arduino上一个广泛使用的屏幕显示库，有着丰富的库函数实现功能，之前做的OLED桌面天气小摆件就是基于U8g2库的，最近在使用STM32 想着移植U8g2 发现大多数是基于软件I2C的，于是准备使用硬件I2C驱动OLED显示屏 0.96寸OLED SSD1306

参考链接：
u8g2stm32 移植记录

视频链接：
Bilibili STM32 HAL库硬件IIC移植u8g2库

u8g2配置

U8g2源码下载

U8g2源码配置

u8g2-master\csrc 中

留下**u8x8_d_ssd1306_128x64_noname.c **为了减少编译文件体积以及速度删除其他的后缀中带_d的配置文件
在u8g2_d_setup.c中修改文件

我们使用的驱动时ssd1306 s所以只关注和1306 相关的主要有以下函数

其中第一个代码块主要是关于i2c的驱动，第二个代码块主要是关于spi的驱动，

/*i2c*/
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_1
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_2   
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f

/*spi*/
u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_1
u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_2
u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f

函数不同的后缀表示的含义是其代表的缓冲区大小不同，

1代表128字节、2代表256字节、f代表1024字节 ，主要区别在于缓冲区小的刷新OLED就比较耗时，这个根据自己单片机实际的需求选取。我们使用的是STM32F103C8T6选则的函数是u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f

修改u8g2_d_memory.c

在上面的的u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f函数中，初始化只用到的u8g2_m_16_8_f函数，所以我们在menmoey.c文件中只留下这个函数其余的均删除(如果不删除，那么编译的时候会编译进去，增大文件体积)，效果如下图所示

修改u8g2.h

在第3步，我们删除了大量的函数，这些函数是声明在u8g2.h 中所以我们在头文件中将这些声明删除

u8g2修改完成，现在我们生成STM32的工程，进行下一步测试

STM32CubeMX代码生成

生成32工程

配置时钟

配置调试接口
配置I2C 选择快速模式 400khz 其他默认设置

生成文件编译测试没有错误的话就进行下一步

导入KEIL

上面我的修改是在csrc文件下进行的，在移植的时候我们只要这个文件夹。

拷贝csrc文件夹到生成的32工程的Drivers目录下并重命名为U8g2

点击keil中的"品"的图标新建工程目录将上一步U8g2中的文件全部加进来

导入头文件路径

点击魔术棒，进入c/c++设置加入u8g2头文件的路径

尝试编译

在main函数中加入#include “u8g2.h” 然后尝试编译

编译成功，没有错误只有一些关于最后一行后面没有回车的警告，暂时忽略

自此，将代码导入到KEIL工程已经结束，接下来我们需要完成几个函数以实现硬件I2C的适配

适配驱动

在这一步我们主要完成两个操作，实现stm32的延时函数一个是使用硬件I2C的数据传输函数适配官方的

实现延时回调函数回调函数

这一步主要是适配STM32 HAL库中的HAL_Delay，函数如下，函数名称无所谓，主要是函数中的参数一致即可

uint8_t u8g2_stm32_delay(U8X8_UNUSED u8x8_t *u8x8, U8X8_UNUSED uint8_t msg, U8X8_UNUSED uint8_t arg_int, U8X8_UNUSED void *arg_ptr)
{
	switch(msg){
		
	case U8X8_MSG_GPIO_AND_DELAY_INIT:
	    break;
		
	case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:
		HAL_Delay(arg_int);//change it!
	    break;
		
	default:	
		return 0;
	}
	return 1; // command processed successfully.
}

实现u8x8_byte_i2c的函数

这里我们主要修改U8X8_MSG_BYTE_END_TRANSFER下的使用硬件IIC发送数据的库函数，在官方的库中使用sw(software)的方式适配如下由于我们是硬件 i2c所以只关注数据传输方面

uint8_t u8x8_byte_sw_i2c(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
  uint8_t *data;

  switch(msg)
  {
    case U8X8_MSG_BYTE_SEND:
      data = (uint8_t *)arg_ptr;
    
      while( arg_int > 0 )
      {
	i2c_write_byte(u8x8, *data);
	data++;
	arg_int--;
      }
      
      break;
      
    case U8X8_MSG_BYTE_INIT:
      i2c_init(u8x8);
      break;
    case U8X8_MSG_BYTE_SET_DC:
      break;
    case U8X8_MSG_BYTE_START_TRANSFER:
      i2c_start(u8x8);
      i2c_write_byte(u8x8, u8x8_GetI2CAddress(u8x8));
      //i2c_write_byte(u8x8, 0x078);
      break;
    case U8X8_MSG_BYTE_END_TRANSFER:
      i2c_stop(u8x8);
      break;
    default:
      return 0;
  }
  return 1;
}

在STM32 HAL库中这个函数为

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Master_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

/*
hi2c:i2c实例化对象
DevAddress:设备地址 这里我们使用 u8x8_GetI2CAddress(u8x8) 函数得到
pData:要传输的数据
Size：数据大小
Timeout:超时时间
*/

适配如下

uint8_t u8x8_byte_hw_i2c(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
  static uint8_t buffer[32];		/* u8g2/u8x8 will never send more than 32 bytes between START_TRANSFER and END_TRANSFER */
  static uint8_t buf_idx;
  uint8_t *data;
 
  switch(msg)
  {
    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_INIT:
      /* add your custom code to init i2c subsystem */
      break;
    case U8X8_MSG_BYTE_SET_DC:
      /* ignored for i2c */
      break;
    case U8X8_MSG_BYTE_START_TRANSFER:
      buf_idx = 0;
      break;
    case U8X8_MSG_BYTE_END_TRANSFER:
      HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,u8x8_GetI2CAddress(u8x8), buffer, buf_idx,0x100);//change it
      break;
    default:
      return 0;
  }
  return 1;
}

这个函数是我们新写的，可以定义在任意位置，如main.c中，但是我为了统一，将其放在了u8x8_byte.c 中大概在577行这几行附近主要是关于驱动方式的初始化软件i2c spi等，配置完成我们将这个函数在u8x8.h的头文件中声明

上面初始化用到了 hi2c1 这个函数包含在i2c.h 中所以我们在u8x8_byte.c中加入对i2c.h的引用防止报错

初始化

经过上面的移植，我们已经完成了驱动部分的适配，接下来就要对他进行初始化，主要使用到了以下函数

void u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(u8g2_t *u8g2, const u8g2_cb_t *rotation, u8x8_msg_cb byte_cb, u8x8_msg_cb gpio_and_delay_cb)

/*
*u8g2 实例化的u8g2  对象的地址
*rotation:旋转方向 对应参数如下 具体效果可以自己测试
*	U8G2_R0	
    U8G2_R1	
    U8G2_R2	
    U8G2_R3	
    U8G2_MIRROR
    U8G2_MIRROR_VERTICAL
*byte_cb:字节传输函数 是上面我们适配的u8x8_byte_hw_i2c
*gpio_and_delay_cb:延时函数 是上面我们适配的u8g2_stm32_delay
*/

主要适配代码如下

#include "u8g2.h"

u8g2_t u8g2;
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2,U8G2_R0,u8x8_byte_hw_i2c ,u8g2_gpio_and_delay_stm32);

u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,
u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display
u8g2_ClearDisplay(&u8g2);
u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_wqy16_t_chinese1);
u8g2_DrawBox(&u8g2,60,10,20,20);
u8g2_DrawUTF8(&u8g2,10,50,"hi,world");
u8g2_SendBuffer(&u8g2);

效果展示

优化

在显示汉字时，汉字部分显示不了，经过搜索是keil 默认使用GB2312 将其切换成UTF-8编码

在edit->configuration->Editor->Encoding

修改后的代码

u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,
u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display
u8g2_ClearDisplay(&u8g2);
u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_wqy16_t_chinese1);
u8g2_DrawBox(&u8g2,60,10,20,20);
u8g2_DrawUTF8(&u8g2,14,50,"你好,world");
u8g2_SendBuffer(&u8g2);

效果