STM32使用IIC总线通讯协议在OLED屏幕上显示字符串汉字温湿度（软件IIC）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STM32使用IIC总线通讯协议在OLED屏幕上显示字符串汉字温湿度（软件IIC）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
参考：基于stm32软件IIC的oled显示温湿度
作者：ZPZ DayUp
发布时间： 2021-07-25 20:52:43
网址：https://blog.csdn.net/m0_56197680/article/details/119077076?spm=1001.2014.3001.5501
目录
IIC通讯
IIC物理层
IIC协议简介
特点:
由于他引脚少，硬件实现简单，可拓展性强，不需要UASRT,CAN通讯协议的外部收发设备，现在被广泛使用在系统内多个集成电路IC（芯片）间的通讯。
通讯方式:
半双工的通讯方式
IIC总线系统架构（IIC物理层）
关于上述图内容的解释
1.一个IIC总线只使用两条总线线路，
一条双向串行数据线(SDA),数据线用于表示数据
一条串行时钟线(SCL)，时钟线用于数据收发同步。
2.他是一个支持多设备的总线。”总线”指多个设备共用的信号线，在一个IIC通讯总线中，可连接多个IIC通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。每个设备都有独立的地址,主机可以通过访问不同的地址来访问从机
3.总线由上拉电阻接到电源VCC,总线设备空闲状态时候出现高阻态,此时由上拉电阻把总线拉成高电平
4.当多个主机设备同时占用总线时候,为了防止冲突会利用仲裁方式来决定谁占用总线
IIC总线分类
软件IIC:一般是配置GPIO管脚,用软件来控制管脚状态,模拟IIC通讯过程
硬件IIC:对应芯片上的IIC外设，有相对应的IIC驱动电路，其所使用的IIC管脚也是专用的
两者的区别
1.硬件IIC的速度远高于软件IIC,但是硬件IIC受引脚的限制,不灵活。
2.软件IIC是通过配置GPIO，软件模拟寄存器的工作方式，而硬件IIC是直接调用内部寄存器进行配置。
综上可以总结如下
1.硬件IIC用法复杂，模拟IIC流程更加清楚
2.硬件IIC速度比模拟快
3.模拟IIC可以在任何管脚上，硬件IIC在固定管脚上
IIC协议层
IIC数据传输过程的一些状态（IIC协议层）
①空闲状态
当IIC总线SDA以及SCL均处于高电平时，规定此状态为空闲状态，对应输出状态为高阻态（各场器件输出效应管截止，导致场效应管电阻很大），由上拉电阻将电平拉高。
②开始信号和截止信号
如图所示 ，起始条件为 SDA（数据总线）由高电平变为低电平，下降沿的跳变。SCL（时钟总线）保持高电平状态。
终止条件为 SDA由低电平变为高电平，上升沿的跳变。SCL保持高电平状态。
③应答信号
当发送完一个字节（8位）后，在第9位释放数据线，由接收器件的数据线返回一个应答信号（ACK）,并且规定当为低电平时候为有效应答。结合图片可以如下总结
对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器在第九个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平
⑤数据有效性以及数据传输
具体要求，当SCL为高电平的时候要求SDA数据线数据稳定，SCL为低电平的时候SDA数据线数据可变化。
SDA数据在SCL的每一个时钟周期传递一位数据。数据位的传输是边沿触发
可以总结如下
数据在SCL的上升沿到来前准备好。并在下降沿到来之前必须稳定
IIC通讯——读写数据（IIC协议层）
IIC的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。
①主机写数据到从机
s：start，起始信号
p：stop，停止信号
slave address：从机地址。开始信号结束后，主机就开始广播从机的地址信号，在没有广播出来之前，每一个从机都处于“待命”状态，由于每一个从机地址都是唯一的，只需要主机广播的地址对应到某个从机，某个从机就会做出响应，其他的就不会做出响应。（可以理解为老师上课点名😄）从机地址可以是7位或者10位
R/w：读写数据
A： ACK，应答信号。当数据写完毕后，仅有当从机应答信号产生后主机才能继续写数据。
②主机到从机中读数据
③主机与从机的通讯，通讯复合格式
复合格式，与前面的主要区别就是：该传输过程有两次起始信号。
第一次传输过程中，主机通过SLAVE_ADDRESS寻找到从设备后，发送一段”数据”，这段数据通常用于表示从机设备内部的寄存器或存储器地址；
第二次传输中，对该地址的内容进行读或写。（与之前的一样了）
综合所述，第一次通讯是告诉从机读写地址，第二次则是读写的实际内容。
软件模拟IIC时序（起始、停止、清屏、显示）
oled.c代码
#include "stm32f10x.h"
#include "oled.h"
#include "oledfont.h"
#include "delay.h" //系统定时器
static void OLED_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef oled_GPiostruct; //oled管脚初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );
//PB0 ->SCL PB1 ->SDA
oled_GPIOstruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //开漏输出
oled_GPIOstruct.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 ;
oled_GPIOstruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOB, &oled_GPIOstruct);
OLED_SCLK_Set();//在下面头文件里面定义
OLED_SDIN_Set();//将时钟线和数据线全部拉高，让其处于空闲状态
}
//模拟IIC起始信号
static void OLED_IIC_Start(void)
{
OLED_SCLK_Set();
OLED_SDIN_Set();
delay_us(1);
OLED_SDIN_ReSet(); //数据线拉低，产生下降沿
delay_us(1);
OLED_SCLK_ReSet(); //时钟线再数据线产生下降沿之后保持一段时间高电平后将其拉低，起始信号模拟完毕
delay_us(1);
}
//IIC模拟停止信号
static void OLED_IIC_Stop(void)
{
OLED_SDIN_ReSet();
OLED_SCLK_ReSet();
delay_us(1);
OLED_SCLK_Set(); //时钟线先拉高
delay_us(1);
OLED_SDIN_Set(); //数据线拉高,产生上升沿,至此停止信号模拟完毕
delay_us(1);
}
//IIC模拟读取从机应答信号
static unsigned char IIC_Wait_Ack(void)
{
unsigned char Ask;
OLED_SCLK_ReSet(); //时钟线拉低
delay_us(1);
OLED_SDIN_Set(); //数据线拉高
delay_us(1);
OLED_SCLK_Set(); //时钟线拉高
//应答信号,在时钟线拉高之前产生下降沿并在时钟线拉高的情况下确保为低电平
if(OLED_READ_SDIN()) //读取数据线电平为高电平
{
ack = IIC_NO_Ask; //对应的应答信号为非应答信号
}
else
{
ack = IIC_Ask; //对应信号为应答信号
}
OLED_SCLK_ReSet(); //接收完应答信号,时钟线拉低
delay_us(1);
return ack;
}
//写入一位数据
static void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
unsigned char i=0;
for(i=0;i<8;i++) //每位循环写入
{
OLED_SCLK_ReSet(); //拉低时钟线,让后面数据可以改变
delay_us(1);
if(IIC_Byte & 0x80) //1000 0000 读取第八位
OLED_SDIN_Set(); //最高位为1,把数据线置高（通过高低电平传输数据）
else
OLED_SDIN_ReSet(); //最高位为0,把数据线拉低
IIC_Byte <<= 1; //数据左移1位,次高位变成最高位
delay_us(1);
OLED_SCLK_Set(); //传输并确认一位数据之后,时钟线拉高,读取这一位数据
delay_us(1);
}
OLED_SCLK_ReSet(); //8位数据全部读完之后时钟线拉低
delay_us(1);
while(IIC_Wait_Ack()); //等待应答信号通过!
}
//IIC写命令
static void Write_IIC_Command(unsigned char IIC_Command)
{
OLED_IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78); //第一次发送从机地址
Write_IIC_Byte(0x00); //第二次发送命令地址
Write_IIC_Byte(IIC_Command);//写入指定命令
OLED_IIC_Stop(); //发送停止信号
}
//IIC写数据
static void Write_IIC_Data(unsigned char IIC_Data)
{
OLED_IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78); //第一次发送从机地址
Write_IIC_Byte(0x40); //第二次发送数据地址
Write_IIC_Byte(IIC_Data); //写入指定命令
OLED_IIC_Stop(); //发送停止信号
}
//对OLED写入一个字节
void OLED_Write_Byte(unsigned char dat,unsigned char cmd)
{
if(cmd)
{
Write_IIC_Data(dat); //写数据
}
else
{
Write_IIC_Command(dat);//写命令
}
}
//设置OLED起点坐标
void SetPoint(unsigned char x,unsigned char y)
{ //x列
//y页 起始页的地址0-7
OLED_Write_Byte(0xb0+y,OLED_CMD); //写入页地址 写命令
OLED_Write_Byte((x&0xf0>>4),OLED_CMD); //列地址高四位 写命令
OLED_Write_Byte(x&0x0f|0x10,OLED_CMD); //列地址低四位 写命令
}
//开启屏幕显示
void OLED_Display()
{
OLED_Write_Byte(0x8D,OLED_CMD); //设置电荷泵
OLED_Write_Byte(0xAF,OLED_CMD);//开启屏幕
OLED_Write_Byte(0x14,OLED_CMD);//开启电荷泵
}
//关闭屏幕显示
void OLED_OFF()
{
OLED_Write_Byte(0x8D,OLED_CMD); //设置电荷泵
OLED_Write_Byte(0xAE,OLED_CMD);//关闭屏幕
OLED_Write_Byte(0x10,OLED_CMD);//关闭电荷泵
}
//清屏操作
void OLED_Clear()
{
unsigned char i,n;
for(i=0;i<8;i++)//总共有8页
{
OLED_Write_Byte(0xb0+i,OLED_CMD);//从0-7页依次写入
OLED_Write_Byte(0x00,OLED_CMD); //列低地址
OLED_Write_Byte(0x10,OLED_CMD); //列高地址
for(n=0;n<128;n++)
{
OLED_Write_Byte(0,OLED_Data);//往128*64个像素点全部写入数据0
}
}
}
//OLED显示字符函数
void OLED_Showcharactor(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char chr)
{ //传入参数 x,y分别表示列和页 chr表示字符
unsigned char c=0,i=0;
c = chr - ' '; //这里结合字库以及ASCII码可以知道 获取字符的偏移量
if(x>MAX_Column) //列超过最大长度 就从下两页的第0列开始
{
x = 0;
y = y+2; //字符8x16大小,故页要一次性加两行
}
if(SIZE == 16) //字符大小如果为16 = 8*16
{
OLED_SetPoint(x,y); //设置OLED起点坐标
for(i=0;i<8;i++)
OLED_Write_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_Data);//找出字符C的数组位数，先把第一列画完
OLED_SetPoint(x,y+1);
for(i=8;i<16;i++)//先显示8个 再显示8个
OLED_Write_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_Data);
}
else // 6*8
{
OLED_SetPoint(x,y);
for(i=0;i<6;i++)
OLED_Write_Byte(F6x8[c][i],OLED_Data);
}
}
//显示字符串函数
void OLED_ShowString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *chr)
{
unsigned char j = 0;
while(chr[j]!='\\0') //循环遍历字符串 判断是不是最后一个字符
{
OLED_Showcharactor(x,y,chr[j]); //调用之前的显示单个字符函数
x+=8;//列数+8 一个字符占8
if(x>=128)
{
x=0;//第一列显示
y+=2;//换页
}
j++;
}
}
//计算m^n次方函数
unsigned int OLED_Pow(unsigned char m,unsigned char n)
{
unsigned int result = 1;
while(n--)
result*=m;
return result;
}
//显示数字函数
void OLED_ShowNum(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int num,unsigned char len,unsigned char size)
{//传入参数 x,y 列和页; num 对应数字; len 数字个数; size 字体大小
unsigned char t,temp;
unsigned char enshow = 0; //是否为第一个数是否为0的标志
for(t=0;t<len;t++)
{
temp = (num/OLED_Pow(10,len-t-1))%10; //从低位依次获取数据
if(enshow==0&&t<(len-1))//enshow是否为第一个数 t<(len-1)判断是否为最后一位数
{ //判断当前数是否为0,为0的话需要额外显示
if(temp==0)
{ //为0就显示0,然后继续执行函数
OLED_Showcharactor(x+(size/2)*t,y,' ');//显示0
continue; //跳出当前循环，避免重复显示
}
else
enshow=1;
}
OLED_Showcharactor(x+(size/2)*t,y,temp+'0');//显示最后一个位
}
}
//显示汉字函数
void OLED_ShowChinese(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char no)
{//参数 x,y 列和页; no 代表某个汉字在汉字库中位于第几个
unsigned char t,adder=0;
OLED_SetPoint(x,y);
for(t=0;t<16;t++)
{
OLED_Write_Byte(Hzk[2*no][t],OLED_Data);//画 no在数组位置的第一页16列的点
adder+=1;
}
OLED_SetPoint(x,y+1); //这里的话汉字采用8x16显示
for(t=0;t<16;t++)
{ //一个字是两个16位
OLED_Write_Byte(Hzk[2*no+1][t],OLED_Data);//画 no在数组位置的第二页16列的点
adder+=1;
}
}
void OLED_Init(void)
{
OLED_GPIO_Init();
delay_ms(200);
OLED_Write_Byte(0xAE,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x00,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x10,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x40,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xB0,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x81,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xFF,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xA1,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xA6,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xA8,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x3F,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xC8,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xD3,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x00,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xD5,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x80,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xD9,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xF1,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xDA,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x12,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xDB,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x40,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x8D,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0x14,OLED_CMD);
OLED_Write_Byte(0xAF,OLED_CMD);
OLED_Clear();
OLED_SetPoint(0,0);
}
oled.h文件
#ifndef _OLED_H_
#define _OLED_H_
#include "stm32f10x.h"
#define OLED_SCLK_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
#define OLED_SCLK_ReSet() GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)
#define OLED_SDIN_Set() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1)
#define OLED_SDIN_ReSet() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1)
#define OLED_READ_SDIN() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1)
#define IIC_Ask 0
#define IIC_NO_Ask 1
#define OLED_CMD STM32 IIC
STM32F103C8T6在Arduino框架下驱动SH1106 1.3“ IIC OLED显示
STM32第七章： IIC(I2C Inter-Intergrated Circuit 集成电路总线) IIC时序图(IIC协议) I2C模拟时序STM32F4XX的IIC通信重载print