探索STM32与OLED显示屏：SSD1306库使用指南与实战
探索STM32与OLED显示屏：SSD1306库使用指南与实战
在嵌入式系统设计中，显示屏作为人机交互的重要界面，对于提升用户体验至关重要。本文聚焦于STM32微控制器与OLED显示屏的集成应用，特别是采用afiskon开发的stm32-ssd1306库对基于SSD1306、SH1106、SH1107和SSD1309的OLED显示屏进行移植和操作。这些显示屏以其轻薄、低功耗、高对比度等优点在多种应用场景中受到青睐。
本教程将为读者提供一份全面的指南，从硬件选择到软件，一步步指导如何在STM32微控制器上实现OLED显示屏的驱动。不仅涵盖了基于I2C和SPI通信协议的显示屏集成，还详细介绍了如何利用stm32-ssd1306库简化开发流程，实现高效的显示操作。
在硬件方面，我们将讨论STM32开发板与OLED显示屏之间的连接方法，并提供详细的引脚功能说明。软件部分，本教程将指导读者安装必要的软件工具，包括Keil uVision5、STM32 HAL库和CubeMX，以及如何从GitHub获取并集成stm32-ssd1306库。
此外，本文还将深入探讨如何在Keil uVision5中配置项目，包括时钟源设置、GPIO配置、SPI接口设置等关键步骤。通过实际代码示例，我们将展示如何初始化OLED显示屏，以及如何使用库提供的API进行基本显示操作，如清除屏幕、绘制像素和显示字符串。
通过本教程的学习，读者将能够掌握STM32与OLED显示屏集成的关键技术，并能够自行设计和实现基于这些组件的嵌入式系统。本研究不仅为嵌入式系统开发者提供了实用的技术参考，也为电子爱好者提供了深入学习的平台。
材料清单
- STM32开发板（如STM32F103C8T6，本文采用NUCLEO-L4R5ZI开发板）
- 0.96寸SSD1306 OLED模块(本文采用的SPI版本的)
- 杜邦线若干
- USB数据线（用于连接开发板）
硬件连接
OLED模块引脚说明
0.96寸SSD1306 OLED模块的引脚如下：
- VCC：电源正极
- GND：电源负极
- SCL/SCK：时钟信号线
- SDA/SDI：数据信号线
- DC：数据/命令控制线
- RES：复位线
- CS：片选线（如果使用SPI通信）
连接到STM32
将OLED模块的引脚连接到STM32开发板的相应GPIO端口。确保根据开发板文档选择正确的引脚。
软件配置
安装必要的软件
- Keil uVision5
- STM32 HAL库
- CubeMX
- stm32-ssd1306库（从GitHub获取）
作者给出了移植的视频教程（需要科学上网）
如果打不开Github可以下载Watt Toolkit加速器，可以免费加速Github。
Github
Watt Toolkit
视频教程（截图）
初始化配置
- 在CubeMX中创建新项目，选择STM32型号。
由于我使用的是NUCLEO-L4R5ZI开发板，直接选择基于开发板新建工程。
- 配置时钟源，这里我基于开发板创建工程是已经配置好的。
- 配置GPIO，将连接到OLED的引脚设置为output。
引脚可以根据自己需要进行配置。
- 配置SPI接口并将其连接到相应引脚。
Data Size这里改为8Bits
- 配置工程信息。
为工程起一个名字
选择这个
- 打开工程。
添加库文件
- 打开工程位置，新建文件夹，将stm32-ssd1306库集成到项目中。
打开工程位置，这里我在Drivers文件夹新建了一个OLED文件夹。
新建文件夹。
解压并打开下载的stm32-ssd1306库。
打开ssd1306文件夹，复制全部内容。
粘贴到新建的OLED文件夹内。
在keil中添加相关文件。
全部选择。点击Add。
添加头文件的编译路径。
选择存放ssd1306库文件的文件夹。
可以看到，头文件路径已经添加了进来。
头文件及文件名配置
编译之前需要先把ssd1306.h中的#include <_ansi.h>注释掉
//#include <_ansi.h>
并添加以下代码
#define _BEGIN_STD_C extern "C" {
#define _END_STD_C }
如下图，具体原因可以在这里看到_ansi.h 是 newlib 提供的头文件，Keil 环境可能没有提供该头文件。引入 _ansi.h 是为了使用_BEGIN_STD_C和_END_STD_C宏定义
所以_BEGIN_STD_C和_END_STD_C宏定义也要注释掉。
之后修改ssd1306_conf_template.h文件名为ssd1306_conf.h，正如他的名字ssd1306_conf_template.h是一个模板。
不修改的话会出现以下报错
ssd1306_conf(config)文件配置
按照自己前面的设置修改信息，这里我的芯片是L4系列的，使用了硬件SPI所以对SPI进行了配置。
这里我使用了CubeMX生成的宏定义，所以添加了main.h，可以根据自己的情况进行修改
测试
修改ssd1306_tests.h文件
ssd1306_tests是一个测试文件，不添加进项目也不影响运行，这里为了方便测试我将其添加进了项目。修改方式和ssd1306.h文件相同，
添加头文件
#include "ssd1306.h"
#include "ssd1306_tests.h"
#include "ssd1306_conf.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include "ssd1306_fonts.h"
添加初始化和测试函数。
ssd1306_Init();
ssd1306_TestAll();
编译与下载
编译代码并下载到STM32开发板。效果如下视频：
SSD1306测试
结论
通过使用stm32-ssd1306库，STM32上的OLED显示屏移植变得简单。这个库为开发者提供了一套完整的API，使得显示操作更加直观和高效。之后的文章会进一步讲解这个库里面函数的使用方法。
参考文献
- SSD1306数据手册
- STM32 HAL库文档
- Keil uVision5安装指南
- stm32-ssd1306库GitHub页面