代码收藏家技术教程 2024-12-12

学习STM32的OLED显示屏控制

STM32是一款由STMicroelectronics开发的32位微控制器，在嵌入式系统中广泛应用。OLED显示屏是一种具有自发光特性的显示技术，具有高对比度、快速响应、低功耗等优点，被广泛用于移动设备和可穿戴设备等领域。

本文将介绍如何使用STM32控制OLED显示屏，并提供详细的代码案例。首先，我们需要了解OLED显示屏的基本原理和通信接口。

OLED显示屏的基本原理是通过在有机发光材料上施加电压来产生亮度，因此它不需要背光灯，能够节省能量。常见的OLED显示屏类型有单色、双色和彩色，通信接口有SPI和I2C等。

在开始之前，我们需要准备以下硬件和软件工具：

硬件：

STM32开发板（如STM32F103C8T6）
OLED显示屏（如128×64像素的I2C接口OLED）

软件工具：

STM32CubeIDE（用于编写和调试STM32代码）
OLED库（用于控制OLED显示屏）

接下来，我们将按照以下顺序进行：

初始化STM32的GPIO和I2C外设
初始化OLED显示屏
显示文字和图形
控制光标位置
控制显示屏的亮度
控制显示屏的清屏和关闭

第一步：初始化STM32的GPIO和I2C外设

在STM32CubeIDE中创建一个新项目，并选择你使用的STM32型号。在“Pinout & Configuration”选项卡中，为OLED显示屏选择两个GPIO引脚作为I2C的SCL（时钟线）和SDA（数据线）信号。在"CubMx"视图中，选择"Configuration"选项卡。在"Peripherals"下找到"I2C1"，然后启用它。选择I2C1的时钟源和速率，并确保I2C引脚分配的正确性。在"Master mode"选项下，启用"DMA request"以提高数据传输效率。在"NVIC Settings"选项卡中，启用I2C的中断。

在生成代码后，打开main.c文件，并在main函数之前添加以下代码：

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "ssd1306.h"

I2C_HandleTypeDef hi2c1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  
  // 初始化OLED显示屏
  SSD1306_Init();
  
  while (1)
  {

  }
}

在main函数中，我们首先调用HAL_Init函数对STM32进行初始化，然后调用SystemClock_Config函数配置系统时钟。

接下来，我们需要编写MX_GPIO_Init和MX_I2C1_Init函数来初始化GPIO和I2C外设。

static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PC13 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

}

static void MX_I2C1_Init(void)
{

  hi2c1.Instance = I2C1;
  hi2c1.Init.ClockSpeed = 400000;
  hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
  hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
  hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;

  if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Configure Analogue filter 
  */
  if (HAL_I2CEx_ConfigAnalogFilter(&hi2c1, I2C_ANALOGFILTER_ENABLE) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Configure Digital filter 
  */
  if (HAL_I2CEx_ConfigDigitalFilter(&hi2c1, 0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

在以上代码中，我们使用HAL_GPIO_Init函数初始化GPIOC端口的引脚13，并且将其设置为推挽输出模式。

然后，我们使用HAL_I2C_Init函数初始化I2C1外设，设置时钟速率为400kHz，并且选择7位地址模式。

第二步：初始化OLED显示屏

接下来，我们需要编写SSD1306库来控制OLED显示屏。在项目源文件目录下，创建一个名为ssd1306.h的头文件，并在其中添加以下代码：

#ifndef __SSD1306_H
#define __SSD1306_H

#include "stm32f1xx_hal.h"

// OLED屏幕大小
#define SSD1306_WIDTH 128
#define SSD1306_HEIGHT 64

// I2C地址
#define SSD1306_I2C_ADDR 0x78

void SSD1306_Init(void);
void SSD1306_SendCommand(uint8_t command);
void SSD1306_SendData(uint8_t* data, uint16_t size);
void SSD1306_SetCursor(uint8_t x, uint8_t y);
void SSD1306_Clear(void);
void SSD1306_DisplayOn(void);
void SSD1306_DisplayOff(void);

#endif /* __SSD1306_H */

然后，在项目目录下创建一个名为ssd1306.c的源文件，并在其中添加以下代码：

#include "ssd1306.h"

extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;

void SSD1306_Init(void)
{
  // 初始化I2C和OLED
  HAL_Delay(100);
  SSD1306_SendCommand(0xAE); // 关闭OLED显示
  SSD1306_SendCommand(0xD5); // 设置时钟分频因子
  SSD1306_SendCommand(0x80); // 默认分频因子
  SSD1306_SendCommand(0xA8); // 设置复用比（1到64）
  SSD1306_SendCommand(0x3F); // 1/64
  SSD1306_SendCommand(0xD3); // 设置显示偏移
  SSD1306_SendCommand(0x00); // 无偏移
  SSD1306_SendCommand(0x40); // 显示开始行（0-63）
  SSD1306_SendCommand(0x8D); // 设置电荷泵
  SSD1306_SendCommand(0x14); // 启用/禁用电荷泵
  SSD1306_SendCommand(0x20); // 设置内存地址模式
  SSD1306_SendCommand(0x00); // 水平寻址模式
  SSD1306_SendCommand(0xA1); // 设置段重新映射
  SSD1306_SendCommand(0xC8); // 设置COM扫描方向
  SSD1306_SendCommand(0xDA); // 设置COM引脚硬件配置
  SSD1306_SendCommand(0x12); // COM较高配置
  SSD1306_SendCommand(0x81); // 设置对比度控制
  SSD1306_SendCommand(0xCF); // 对比度设置
  SSD1306_SendCommand(0xD9); // 设置预充电周期
  SSD1306_SendCommand(0xF1); // 建议的值
  SSD1306_SendCommand(0xDB); // 设置VCOMH电压
  SSD1306_SendCommand(0x40); // 设置VCOM选择
  SSD1306_SendCommand(0xA4); // 全局显示设置

作者：大黄鸭duck.