APM32E030 IIC的使用与OLED屏幕

只看该作者 · 2025-6-28 15:37

本帖最后由 LIZARD925 于 2025-6-28 15:37 编辑

#技术资源#

APM32E030系列使用记录--软硬件IIC驱动OLED屏幕与菜单的移植
软硬件IIC驱动OLED屏幕显示：
此例程中，我们使用软件（硬件）IIC驱动0.96寸OLED屏幕，实现OLED屏幕显示字符、数字、中文等信息，由于网上有很多开源的OLED驱动了，所用我们只需要配置好底层的通信接口即可，我们使用上次移植好按键库的程序，找到江科大的开源OLED屏幕驱动，将下面4个文件复制到自己的工程，注意我们使用的是GB2312编码，需要选择对应的程序，否则需要进行编码的转换，加入文件夹后打开keil加入到工程中，如图所示：

加入后，我们只需要更改底层的GPIO驱动函数，实现软件模拟IIC的数据通信，即完成了软件IIC驱动OLED屏幕的移植，IIC引脚使用PB8与PB9，主要函数如下所示：

复制

/**

  * 函    数：OLED写SCL高低电平

  * 参    数：要写入SCL的电平值，范围：0/1

  * 返 回 值：无

  * 说    明：当上层函数需要写SCL时，此函数会被调用

  *           用户需要根据参数传入的值，将SCL置为高电平或者低电平

  *           当参数传入0时，置SCL为低电平，当参数传入1时，置SCL为高电平

  */

void OLED_W_SCL(uint8_t BitValue)

{

        /*根据BitValue的值，将SCL置高电平或者低电平*/

        GPIO_WriteBitValue(GPIOB, GPIO_PIN_8, BitValue);

        

        /*如果单片机速度过快，可在此添加适量延时，以避免超出I2C通信的最大速度*/

        //...

}



/**

  * 函    数：OLED写SDA高低电平

  * 参    数：要写入SDA的电平值，范围：0/1

  * 返 回 值：无

  * 说    明：当上层函数需要写SDA时，此函数会被调用

  *           用户需要根据参数传入的值，将SDA置为高电平或者低电平

  *           当参数传入0时，置SDA为低电平，当参数传入1时，置SDA为高电平

  */

void OLED_W_SDA(uint8_t BitValue)

{

        /*根据BitValue的值，将SDA置高电平或者低电平*/

        GPIO_WriteBitValue(GPIOB, GPIO_PIN_9, BitValue);

        

        /*如果单片机速度过快，可在此添加适量延时，以避免超出I2C通信的最大速度*/

        //...

}



/**

  * 函    数：OLED引脚初始化

  * 参    数：无

  * 返 回 值：无

  * 说    明：当上层函数需要初始化时，此函数会被调用

  *           用户需要将SCL和SDA引脚初始化为开漏模式，并释放引脚

  */

void OLED_GPIO_Init(void)

{

        uint32_t i, j;

        

        /*在初始化前，加入适量延时，待OLED供电稳定*/

        for (i = 0; i < 1000; i ++)

        {

                for (j = 0; j < 1000; j ++);

        }

        

        /*将SCL和SDA引脚初始化为开漏模式*/

        RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOB);        //打开GPIOB的时钟



        GPIO_Config_T GPIO_InitStructure;    

        

        GPIO_InitStructure.mode = GPIO_MODE_OUT;            // 输出模式

        GPIO_InitStructure.pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;       

        GPIO_InitStructure.speed = GPIO_SPEED_50MHz;        

        GPIO_InitStructure.outtype = GPIO_OUT_TYPE_OD;        //开漏输出

        GPIO_Config(GPIOB,&GPIO_InitStructure);



        

        /*释放SCL和SDA*/

        OLED_W_SCL(1);

        OLED_W_SDA(1);

}

修改后，如不报错，则移植基本成功，可在主函数中添加初始化，并测试屏幕显示，可看到屏幕成功驱动，显示中文，英文，数字，图片等，主要初始化函数如下所示：

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        /*OLED初始化*/

        OLED_Init();

        

        /*在(0, 0)位置显示字符'A'，字体大小为8*16点阵*/

        OLED_ShowChar(0, 0, 'A', OLED_8X16);

        

        /*在(16, 0)位置显示字符串"Hello World!"，字体大小为8*16点阵*/

        OLED_ShowString(16, 0, "Hello World!", OLED_8X16);

        

        /*在(0, 18)位置显示字符'A'，字体大小为6*8点阵*/

        OLED_ShowChar(0, 18, 'A', OLED_6X8);

        

        /*在(16, 18)位置显示字符串"Hello World!"，字体大小为6*8点阵*/

        OLED_ShowString(16, 18, "Hello World!", OLED_6X8);

        

        /*在(0, 28)位置显示数字12345，长度为5，字体大小为6*8点阵*/

        OLED_ShowNum(0, 28, 12345, 5, OLED_6X8);

        

        /*在(40, 28)位置显示有符号数字-66，长度为2，字体大小为6*8点阵*/

        OLED_ShowSignedNum(40, 28, -66, 2, OLED_6X8);

        

        /*在(70, 28)位置显示十六进制数字0xA5A5，长度为4，字体大小为6*8点阵*/

        OLED_ShowHexNum(70, 28, 0xA5A5, 4, OLED_6X8);

        

        /*在(0, 38)位置显示二进制数字0xA5，长度为8，字体大小为6*8点阵*/

        OLED_ShowBinNum(0, 38, 0xA5, 8, OLED_6X8);

        

        /*在(60, 38)位置显示浮点数字123.45，整数部分长度为3，小数部分长度为2，字体大小为6*8点阵*/

        OLED_ShowFloatNum(60, 38, 123.45, 3, 2, OLED_6X8);

        

        /*在(0, 48)位置显示汉字串"你好，世界。"，字体大小为固定的16*16点阵*/

        OLED_ShowChinese(0, 48, "你好，世界。");

        

        /*在(96, 48)位置显示图像，宽16像素，高16像素，图像数据为Diode数组*/

        OLED_ShowImage(96, 48, 16, 16, Diode);

        

        /*在(96, 18)位置打印格式化字符串，字体大小为6*8点阵，格式化字符串为"[%02d]"*/

        OLED_Printf(96, 18, OLED_6X8, "[%02d]", 6);

        

        /*调用OLED_Update函数，将OLED显存数组的内容更新到OLED硬件进行显示*/

        OLED_Update();

        

        /*延时3000ms，观察现象*/

        Delay_ms(3000);

..........

至此，软件IIC驱动OLED屏幕大致完成，但某些时候，可能软件IIC速度不够用，对于一些简单的屏幕显示来说可能足够，如果跑菜单等UI，软件IIC的速度很影响菜单的显示与使用体验，所以我们可以配置硬件IIC，来优化IIC驱动OLED的使用体验，我们先将简单的屏幕显示优化成硬件IIC驱动，我们需要初始化硬件IIC，并使用硬件IIC的通信接口，去适配我们的协议层，我们需要更改OLED.C 前面的引脚配置，并将软件模拟的IIC读写函数改为硬件读写命令。

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/**

  * 函    数：OLED引脚初始化

  * 参    数：无

  * 返 回 值：无

  * 说    明：当上层函数需要初始化时，此函数会被调用

  *           用户需要将SCL和SDA引脚初始化为开漏模式，并释放引脚

  */

void OLED_GPIO_Init(void)

{

     /*将SCL和SDA引脚初始化为开漏模式*/

    GPIO_Config_T gpio_init_structure;

    I2C_Config_T iic_init_struct;

        

    RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOB);

    RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_I2C1);

    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_SYSCFG);



        /* Connect I2C to SCL */

    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_8, GPIO_AF_PIN1);

    /* Connect I2C to SDA */

    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_9, GPIO_AF_PIN1);

        

    gpio_init_structure.mode = GPIO_MODE_AF;

    gpio_init_structure.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

    gpio_init_structure.outtype = GPIO_OUT_TYPE_OD;

    gpio_init_structure.pupd = GPIO_PUPD_NO;

    gpio_init_structure.pin = GPIO_PIN_8;



    GPIO_Config(GPIOB, &gpio_init_structure);



    gpio_init_structure.pin = GPIO_PIN_9;

    GPIO_Config(GPIOB, &gpio_init_structure);

        

    /* Config I2C1 */

    I2C_Reset(I2C1);

    RCM_ConfigI2CCLK(RCM_I2C1CLK_SYSCLK);

    iic_init_struct.ack = I2C_ACK_ENABLE;

    iic_init_struct.ackaddress = I2C_ACK_ADDRESS_7BIT;

    iic_init_struct.address1 = 0XA0;

    iic_init_struct.analogfilter = I2C_ANALOG_FILTER_ENABLE;

    iic_init_struct.digitalfilter = I2C_DIGITAL_FILTER_0;

    iic_init_struct.mode = I2C_MODE_I2C;

    iic_init_struct.timing = 0x80100103;        //0x00042121--766K  0x1042F013--130K  0x80100103--900K

    I2C_Config(I2C1, &iic_init_struct);



    I2C_Enable(I2C1);

}



/*********************引脚配置*/





/*通信协议*********************/



/**

  * 函    数：I2C发送一个字节

  * 参    数：Byte 要发送的一个字节数据，范围：0x00~0xFF

  * 返 回 值：无

  */

void OLED_I2C_SendByte(uint8_t addr,uint8_t Byte)

{

    I2C_HandlingTransfer(I2C1, EEPROM_WRITE_ADDR, 2, I2C_RELOAD_MODE_AUTOEND, I2C_GENERATE_START_WRITE);

    I2C_TxData(I2C1, addr);

    while (I2C_ReadStatusFlag(I2C1, I2C_FLAG_TXBE) == RESET);

    I2C_TxData(I2C1, Byte);

    while (I2C_ReadStatusFlag(I2C1, I2C_FLAG_TXBE) == RESET);



    I2C_EnableGenerateStop(I2C1);



    I2C_ClearIntFlag(I2C1, I2C_INT_FLAG_STOP);

}



/**

  * 函    数：OLED写命令

  * 参    数：Command 要写入的命令值，范围：0x00~0xFF

  * 返 回 值：无

  */

void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)

{

        OLED_I2C_SendByte(0x00,Command);

}



/**

  * 函    数：OLED写数据

  * 参    数：Data 要写入数据的起始地址

  * 参    数：Count 要写入数据的数量

  * 返 回 值：无

  */

void OLED_WriteData(uint8_t *Data, uint8_t Count)

{

    while (Count--) {

        OLED_I2C_SendByte(0x40, *Data);

        Data++;

    }

}

上面为硬件IIC的初始化函数，在硬件IIC的初始化中，其它都为通用的设置，但IIC频率的设置，我们需要查看手册进行配置，不同的配置可以使IIC的时钟工作在不同的频率，工程中，我将硬件IIC时钟配置成了1M，驱动OLED显示没问题，为后面的菜单UI刷新打下基础，由于我们OLED屏幕驱动基本为单方向的数据发送，所以主机的地址可以不用配置。

对于I2C发送一个字节的驱动，本例程OLED默认是页地址模式，所以我们发送基本有从机地址+数据地址+数据+停止位构成，所以我们的发送配置发送2字节，其余都是默认的操作。下载验证现可以正常点亮屏幕，至此硬件IIC驱动OLED我们移植完成。
菜单的移植：
经过查看数据手册，E030的IIC硬件一次只能发送256个字节，所以要用DMA+IIC，一次发送128*8个字节实现全刷屏不好实现，我们本次只使用硬件IIC去实现OLED的屏幕驱动，根据WouoUI的说明，将文件夹复制到自己的工程，并添加到工程中

在此文件下，先暂时屏蔽打印函数，并设置自己的屏幕大小，其余暂时不用更改

此时只需将原先的硬件OLED初始化函数，复制到 WouoUI_user.c中，

复制

/**

  * 函    数：OLED引脚初始化

  * 参    数：无

  * 返 回 值：无

  * 说    明：当上层函数需要初始化时，此函数会被调用

  *           用户需要将SCL和SDA引脚初始化为开漏模式，并释放引脚

  */

void OLED_GPIO_Init(void)

{

        /*将SCL和SDA引脚初始化为开漏模式*/

    GPIO_Config_T gpio_init_structure;

    I2C_Config_T iic_init_struct;

        

    RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOB);

    RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_I2C1);

    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_SYSCFG);



        /* Connect I2C to SCL */

    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_8, GPIO_AF_PIN1);

    /* Connect I2C to SDA */

    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_9, GPIO_AF_PIN1);

        

    gpio_init_structure.mode = GPIO_MODE_AF;

    gpio_init_structure.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

    gpio_init_structure.outtype = GPIO_OUT_TYPE_OD;

    gpio_init_structure.pupd = GPIO_PUPD_NO;

    gpio_init_structure.pin = GPIO_PIN_8;



    GPIO_Config(GPIOB, &gpio_init_structure);



    gpio_init_structure.pin = GPIO_PIN_9;

    GPIO_Config(GPIOB, &gpio_init_structure);

        

        /* Config I2C1 */

    I2C_Reset(I2C1);

    RCM_ConfigI2CCLK(RCM_I2C1CLK_SYSCLK);

    iic_init_struct.ack = I2C_ACK_ENABLE;

    iic_init_struct.ackaddress = I2C_ACK_ADDRESS_7BIT;

    iic_init_struct.address1 = 0XA0;

    iic_init_struct.analogfilter = I2C_ANALOG_FILTER_ENABLE;

    iic_init_struct.digitalfilter = I2C_DIGITAL_FILTER_0;

    iic_init_struct.mode = I2C_MODE_I2C;

    iic_init_struct.timing = 0x80100103;        //0xF--10K  0x00042121--766K  0x1042F013--130K  0x80100103--900K

    I2C_Config(I2C1, &iic_init_struct);



    I2C_Enable(I2C1);

}

/**

  * 函    数：I2C发送一个字节

  * 参    数：Byte 要发送的一个字节数据，范围：0x00~0xFF

  * 返 回 值：无

  */

void OLED_I2C_SendByte(uint8_t addr,uint8_t Byte)

{

    I2C_HandlingTransfer(I2C1, EEPROM_WRITE_ADDR, 2, I2C_RELOAD_MODE_AUTOEND, I2C_GENERATE_START_WRITE);

    I2C_TxData(I2C1, addr);

    while (I2C_ReadStatusFlag(I2C1, I2C_FLAG_TXBE) == RESET);

    I2C_TxData(I2C1, Byte);

    while (I2C_ReadStatusFlag(I2C1, I2C_FLAG_TXBE) == RESET);



    I2C_EnableGenerateStop(I2C1);



    I2C_ClearIntFlag(I2C1, I2C_INT_FLAG_STOP);

}

/**

  * 函    数：OLED写命令

  * 参    数：Command 要写入的命令值，范围：0x00~0xFF

  * 返 回 值：无

  */

void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)

{

        OLED_I2C_SendByte(0x00,Command);

}



/**

  * 函    数：OLED写数据

  * 参    数：Data 要写入数据的起始地址

  * 参    数：Count 要写入数据的数量

  * 返 回 值：无

  */

void OLED_WriteData(uint8_t *Data, uint8_t Count)

{

    while (Count--) {

        OLED_I2C_SendByte(0x40, *Data);

        Data++;

    }

}

void OLED_SendBuff(uint8_t buff[8][128])

{                    

        for(uint8_t i=0;i<8;i++)  

        {  

                OLED_WriteCommand (0xb0+i);    //设置页地址（0~7）(b0-b7)

                OLED_WriteCommand(0x00);//---set low column address

                OLED_WriteCommand (0x10);      //设置显示位置—列高地址   

                OLED_WriteData(buff[i],128); //写一页128个字符

        }

}



//--------------给主函数调用的接口函数

void TestUI_Init(void) {

    OLED_GPIO_Init();  //硬件的初始化

在初始化函数中加入硬件IIC的初始化，并在main函数中调用即可

复制

#include "apm32e030.h"                  // Device header

#include "Delay.h"

#include "LED.h"

#include "button_app.h"

#include "WouoUI.h" 

#include "WouoUI_user.h" 



int main (void)

{

        LED_init();

        

        /*按键初始化*/

        button_Init();

        

        WouoUI_SelectDefaultUI();

    WouoUI_AttachSendBuffFun(OLED_SendBuff); 

    TestUI_Init(); 



        while(1)

        {

                WouoUI_Proc(30); 

        }

}

使用硬件IIC，并将 UI的时间尺度增大到30 ，基本可以满足UI的刷新，在按键库中，定义按键1短按为向下，按键2短按为向上，按键1长按
长按为进入，按键2长按为退出，按键1双击为向左，按键2双击为向右。

复制

void BTN1_PRESS_DOWN_Handler(void* btn)

{

        LED1_on();

        WOUOUI_MSG_QUE_SEND(msg_down);

}

void BTN1_PRESS_REPEAT_Handler(void* btn)

{

        LED1_off();

        WOUOUI_MSG_QUE_SEND(msg_left);

}

void BTN1_LONG_RRESS_START_Handler(void* btn)

{

        LED1_turn();

        WOUOUI_MSG_QUE_SEND(msg_click);

}



void BTN2_PRESS_DOWN_Handler(void* btn)

{

        LED2_on();

        WOUOUI_MSG_QUE_SEND(msg_up);

}

void BTN2_PRESS_REPEAT_Handler(void* btn)

{

        LED2_off();

        WOUOUI_MSG_QUE_SEND(msg_right);

}

void BTN2_LONG_RRESS_START_Handler(void* btn)

{

        LED2_turn();

        WOUOUI_MSG_QUE_SEND(msg_return);

}

这样，我们的OLED屏幕菜单框架基本就搭建完成，可以通过按键进行简单的测试，如需要更快的速度，建议使用SPI接口去实现，只需要实现接口函数即可，本次IIC的OLED屏幕驱动大致完成。

只看该作者 · 2025-6-28 16:10

现在的I2C设备有支持1Mbps的速率的吗？
我怎么感觉支持400K的都少呢

只看该作者 · 2025-6-28 22:30

I2C的硬件模式下，数据通讯的效率还是挺高的。

只看该作者 · 2025-6-29 17:56

我看楼主在I2C初始化的时候未使能中断，仍然使用的查询的方式来做的通讯。
I2C通讯的性能如何？有做过I2C中断或者DMA方式的实现吗？