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04.OLED調試工具

#STM32164
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AI 生成的摘要
4個OLED調試工具，包括串口調試、顯示屏調試、Keil調試模式、點燈調試法和注釋調試法。OLED是有機發光二極管，具有優異性能。0.96寸OLED模塊常見於電子設計中，供電3~5.5V，通信協議為I2C/SPI，分辨率為128*64。提供了OLED硬件接線圖和驅動函數，包括初始化、清屏、顯示字符、顯示字符串、顯示數字等功能。還介紹了GPIO模擬I2C通信的相關代碼。

4 OLED 調試工具#

單片機常用的調試方式：
串口調試：通過串口通信，將調試信息發送到電腦端，電腦使用串口助手顯示調試信息
顯示屏調試：直接將顯示屏連接到單片機，將調試信息打印在顯示屏上
Keil 調試模式：借助 Keil 軟件的調試模式，可使用單步運行、設置斷點、查看寄存器及變量等功能
點燈調試法：在程序中加個點燈的代碼來判斷代碼是否執行到此位置
註釋調試法：新加入代碼出現錯誤，將新加入的代碼註釋掉，然後逐行接觸註釋直至錯誤出現
測試程序的基本思想：縮小範圍、控制變量、對比測試等

OLED（Organic Light Emitting Diode）：有機發光二極管
OLED 顯示屏：性能優異的新型顯示屏，具有功耗低、相應速度快、寬視角、輕薄柔韌等特點
0.96 寸 OLED 模塊：小巧玲瓏、佔用接口少、簡單易用，是電子設計中非常常見的顯示屏模塊
供電：3~5.5V，通信協議：I2C/SPI，分辨率：128*64

image-20220917093629584

OLED 硬件接線圖

image-20220917111833292

OLED 驅動函數

函數作用
OLED_Init();初始化
OLED_Clear();清屏
OLED_ShowChar(1, 1, 'A');顯示一個字符
OLED_ShowString(1, 3, "HelloWorld!");顯示字符串
OLED_ShowNum(2, 1, 12345, 5);顯示十進制數字
OLED_ShowSignedNum(2, 7, -66, 2);顯示有符號十進制數字
OLED_ShowHexNum(3, 1, 0xAA55, 4);顯示十六進制數字
OLED_ShowBinNum(4, 1, 0xAA55, 16);顯示二進制數字

OLED 螢幕坐標圖及實際效果圖

image-20220917100341948

GPIO 模擬 I2C 通信

OLED.c

#include "OLED.h"
#include "OLED_Font.h"

/*引腳配置*/
#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))

/*引腳初始化*/
void OLED_I2C_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;//將SCL和SDA兩個引腳都初始化為開漏輸出模式
	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);
	
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C開始
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void OLED_I2C_Start(void)
{
	OLED_W_SDA(1);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  I2C停止
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void OLED_I2C_Stop(void)
{
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C發送一個字節
  * @param  Byte 要發送的一個字節
  * @retval 無
  */
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));
		OLED_W_SCL(1);
		OLED_W_SCL(0);
	}
	OLED_W_SCL(1);	//額外的一個時鐘，不處理應答信號
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  OLED寫命令
  * @param  Command 要寫入的命令
  * @retval 無
  */
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//從機地址
	OLED_I2C_SendByte(0x00);		//寫命令
	OLED_I2C_SendByte(Command); 
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED寫數據
  * @param  Data 要寫入的數據
  * @retval 無
  */
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//從機地址
	OLED_I2C_SendByte(0x40);		//寫數據
	OLED_I2C_SendByte(Data);
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED設置光標位置
  * @param  Y 以左上角為原點，向下方向的坐標，範圍：0~7
  * @param  X 以左上角為原點，向右方向的坐標，範圍：0~127
  * @retval 無
  */
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X)
{
	OLED_WriteCommand(0xB0 | Y);					//設置Y位置
	OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4));	//設置X位置低4位
	OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F));			//設置X位置高4位
}

/**
  * @brief  OLED清屏
  * @param  無
  * @retval 無
  */
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顯示一個字符
  * @param  Line 行位置，範圍：1~4
  * @param  Column 列位置，範圍：1~16
  * @param  Char 要顯示的一個字符，範圍：ASCII可見字符
  * @retval 無
  */
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{      	
	uint8_t i;
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8);		//設置光標位置在上半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]);			//顯示上半部分內容
	}
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8);	//設置光標位置在下半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]);		//顯示下半部分內容
	}
}

/**
  * @brief  OLED顯示字符串
  * @param  Line 起始行位置，範圍：1~4
  * @param  Column 起始列位置，範圍：1~16
  * @param  String 要顯示的字符串，範圍：ASCII可見字符
  * @retval 無
  */
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次方函數
  * @retval 返回值等於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顯示數字（十進制，正數）
  * @param  Line 起始行位置，範圍：1~4
  * @param  Column 起始列位置，範圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數字，範圍：0~4294967295
  * @param  Length 要顯示數字的長度，範圍：1~10
  * @retval 無
  */
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顯示數字（十進制，帶符號數）
  * @param  Line 起始行位置，範圍：1~4
  * @param  Column 起始列位置，範圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數字，範圍：-2147483648~2147483647
  * @param  Length 要顯示數字的長度，範圍：1~10
  * @retval 無
  */
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顯示數字（十六進制，正數）
  * @param  Line 起始行位置，範圍：1~4
  * @param  Column 起始列位置，範圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數字，範圍：0~0xFFFFFFFF
  * @param  Length 要顯示數字的長度，範圍：1~8
  * @retval 無
  */
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顯示數字（二進制，正數）
  * @param  Line 起始行位置，範圍：1~4
  * @param  Column 起始列位置，範圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數字，範圍：0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要顯示數字的長度，範圍：1~16
  * @retval 無
  */
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  無
  * @retval 無
  */
void OLED_Init(void)
{
	uint32_t i, j;
	
	for (i = 0; i < 1000; i++)			//上電延時
	{
		for (j = 0; j < 1000; j++);
	}
	
	OLED_I2C_Init();			//端口初始化
	
	OLED_WriteCommand(0xAE);	//關閉顯示
	
	OLED_WriteCommand(0xD5);	//設置顯示時鐘分頻比/振蕩器頻率
	OLED_WriteCommand(0x80);
	
	OLED_WriteCommand(0xA8);	//設置多路復用率
	OLED_WriteCommand(0x3F);
	
	OLED_WriteCommand(0xD3);	//設置顯示偏移
	OLED_WriteCommand(0x00);
	
	OLED_WriteCommand(0x40);	//設置顯示開始行
	
	OLED_WriteCommand(0xA1);	//設置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置
	
	OLED_WriteCommand(0xC8);	//設置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置

	OLED_WriteCommand(0xDA);	//設置COM引腳硬件配置
	OLED_WriteCommand(0x12);
	
	OLED_WriteCommand(0x81);	//設置對比度控制
	OLED_WriteCommand(0xCF);

	OLED_WriteCommand(0xD9);	//設置預充電周期
	OLED_WriteCommand(0xF1);

	OLED_WriteCommand(0xDB);	//設置VCOMH取消選擇級別
	OLED_WriteCommand(0x30);

	OLED_WriteCommand(0xA4);	//設置整個顯示打開/關閉

	OLED_WriteCommand(0xA6);	//設置正常/倒轉顯示

	OLED_WriteCommand(0x8D);	//設置充電泵
	OLED_WriteCommand(0x14);

	OLED_WriteCommand(0xAF);	//開啟顯示
		
	OLED_Clear();				//OLED清屏
}

OLED.h

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

#include "stm32f10x.h"

void OLED_Init(void);//初始化
void OLED_Clear(void);//清屏
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);//顯示一個字符
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);//顯示字符串
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);//顯示十進制數字
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length);//顯示有符號十進制數字
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);//顯示十六進制數字
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);//顯示二進制數字

#endif
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