STM32移植U8g2图形库

只看该作者 · 2025-1-31 01:43

U8G2图形库介绍
U8g2 是一个用于嵌入式设备的简易图形库，可以在多种 OLED 和 LCD 屏幕上，支持包括 SSD1306 (新版型号为SSD1315)等多种类型的底层驱动，并可以很方便地移植到 Arduino 、树莓派、NodeMCU 和 ARM 上。
U8g2 库同时包含了 U8x8 绘图库，两者的区别为：
U8g2 包含各种简单及复杂图形的绘制，并支持各种形式的字体，但需要占用一定单片机的内存作为绘图缓存
U8x8 只包含简单的显示文本功能，且只支持简单、定宽的字体。它直接绘制图形，没有缓存功能
U8g2 库的 GitHub 地址为：https://github.com/olikraus/u8g2 ，可以从中获取到源码与文档帮助

移值
本次以将 U8g2 移植到 STM32 单片机与 SSD1306 通过 I2C 驱动的 128x64 OLED 为例，介绍移植的方法。不同单片机和驱动的移植可以参考这一过程，也可以参考 U8g2 的官方移植教程。
https://github.com/olikraus/u8g2/wiki/Porting-to-new-MCU-platform 首先下载或克隆 U8g2 的源码，这里主要是使用 C 语言编写，所以只需要用到 csrc 目录下的文件。
下载完成后，将 csrc 目录拷贝或移动到工程目录里，并重命名为合适的目录名例如 u8g2lib 。
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版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接：https://blog.csdn.net/angers11/article/details/138435346

只看该作者 · 2025-1-31 01:43

精简c源码
U8g2支持多种显示驱动的屏幕，因为源码中也包含了各个驱动对应的文件，为了减小整个工程的代码体积，在移植U8g2时，可以删除一些无用的文件。
去掉无用的驱动文件

只看该作者 · 2025-1-31 01:44

精简u8g2_d_setup.c
由于我的OLED是IIC接口，只留一个本次要用到的u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f就好（如果是SPI接口，需要使用u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f这个函数），其它的可以删掉或注释掉

#include "u8g2.h"

/* ssd1306 f */
void u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(u8g2_t *u8g2, const u8g2_cb_t *rotation, u8x8_msg_cb byte_cb, u8x8_msg_cb gpio_and_delay_cb)
{
  uint8_t tile_buf_height;
  uint8_t *buf;
  u8g2_SetupDisplay(u8g2, u8x8_d_ssd1306_128x64_noname, u8x8_cad_ssd13xx_fast_i2c, byte_cb, gpio_and_delay_cb);
  buf = u8g2_m_16_8_f(&tile_buf_height);
  u8g2_SetupBuffer(u8g2, buf, tile_buf_height, u8g2_ll_hvline_vertical_top_lsb, rotation);
}

注意，与这个函数看起来十分相似的函数的有：

u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_1
u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_2
u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_1
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_2
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f
其中，前面3个，是给SPI接口的OLED用的，函数最后的数字或字母，代表显示时的buf大小：

1：128字节
2：256字节
f：1024字节

精简u8g2_d_memory.c
由于用到的u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f函数中，只调用了u8g2_m_16_8_f这个函数，所以留下这个函数，其它的函数一定要删掉或注释掉，否则编译时很可能会提示内存不足！！！

#include "u8g2.h"

uint8_t *u8g2_m_16_8_f(uint8_t *page_cnt)
{
  #ifdef U8G2_USE_DYNAMIC_ALLOC
  *page_cnt = 8;
  return 0;
  #else
  static uint8_t buf[1024];
  *page_cnt = 8;
  return buf;
  #endif
}

只看该作者 · 2025-1-31 01:44

编写移植函数
精简源码之后，还需要编写如下的配置函数。

GPIO初始化
对OLED用到的IIC接口进行GPIO的初始化配置：

#define SCL_Pin GPIO_Pin_6
#define SDA_Pin GPIO_Pin_7
#define IIC_GPIO_Port GPIOB
void IIC_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SCL_Pin|SDA_Pin;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(IIC_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);
}
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如果是SPI接口，则初始化对应的SPI接口即可。

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u8x8_gpio_and_delay
这个函数也需要自己写，主要的修改包括：
赋予U8g2相应的延时函数，比如下面的delay_ms和delay_us
为U8g2提供IIC接口的高低电平调用:

U8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK：IIC的SCL
U8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA：IIC的SDA
uint8_t u8g2_gpio_and_delay_stm32(U8X8_UNUSED u8x8_t *u8x8, U8X8_UNUSED uint8_t msg, U8X8_UNUSED uint8_t arg_int, U8X8_UNUSED void *arg_ptr)
{
switch(msg)
   {
   case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:
   delay_ms(arg_int);
   break;
   case U8X8_MSG_DELAY_10MICRO:
   delay_us(10);
   break;
   case U8X8_MSG_DELAY_100NANO:
   __NOP();
   break;
   case U8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK:
   if (arg_int) I2C_OLED_SCL_H();
   else I2C_OLED_SCL_L();
   break;
   case U8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA:
   if (arg_int) I2C_OLED_SDA_H();
   else I2C_OLED_SDA_L();
   break;
   default:
   return 0;
}
return 1;
}`

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如果是SPI接口，可以参考如下写法：

uint8_t u8x8_gpio_and_delay(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
switch (msg)
{
      case U8X8_MSG_GPIO_SPI_DATA:
         lcd_sdin((uint8_t)arg_int); //SPI - MOSI
         break;
      case U8X8_MSG_GPIO_SPI_CLOCK: //SPI - CLK
         lcd_sclk(arg_int);
         break;
      case U8X8_MSG_GPIO_AND_DELAY_INIT:
         oled_init(); //OLED初始化
         Delay(1);
         break;
      case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:
         Delay(arg_int); //延时
         break;
      case U8X8_MSG_GPIO_CS: //SPI - CS
         lcd_cs((uint8_t)arg_int);
      case U8X8_MSG_GPIO_DC:
         lcd_dc((uint8_t)arg_int); //SPI - MISO
         break;
      case U8X8_MSG_GPIO_RESET:
         break;
}
return 1;
}
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可以看出，对于IIC与SPI接口，只有分别进行对应的配置即可。

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2.2.3 u8g2Init
U8g2的初始化，需要调用下面这个u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f函数，该函数的4个参数含义：

u8g2：传入的U8g2结构体
U8G2_R0：默认使用U8G2_R0即可（用于配置屏幕是否要旋转）
u8x8_byte_sw_i2c：使用软件IIC驱动，该函数由U8g2源码提供
u8x8_gpio_and_delay：就是上面我们写的配置函数
void u8g2Init(u8g2_t *u8g2)
{
OLED12864_I2C_Init();
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_sw_i2c, u8g2_gpio_and_delay_stm32);
u8g2_InitDisplay(u8g2); //初始化
u8g2_SetPowerSave(u8g2, 0);
u8g2_ClearBuffer(u8g2);//清屏
}

只看该作者 · 2025-1-31 01:45

显示测试函数
使用U8g2提供的测试函数，用于查看显示效果

void draw(u8g2_t *u8g2)
{
u8g2_SetFontMode(u8g2, 1); /*字体模式选择*/
u8g2_SetFontDirection(u8g2, 0); /*字体方向选择*/
u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb24_mf); /*字库选择*/
u8g2_DrawStr(u8g2, 0, 20, "U");

u8g2_SetFontDirection(u8g2, 1);
u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb30_mn);
u8g2_DrawStr(u8g2, 21,8,"8");

u8g2_SetFontDirection(u8g2, 0);
u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_inb24_mf);
u8g2_DrawStr(u8g2, 51,30,"g");
u8g2_DrawStr(u8g2, 67,30,"\xb2");

u8g2_DrawHLine(u8g2, 2, 35, 47);
u8g2_DrawHLine(u8g2, 3, 36, 47);
u8g2_DrawVLine(u8g2, 45, 32, 12);
u8g2_DrawVLine(u8g2, 46, 33, 12);

u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_4x6_tr);
u8g2_DrawStr(u8g2, 1,54,"github.com/olikraus/u8g2");
}

只看该作者 · 2025-1-31 01:46

源码加入到MDK编译

只看该作者 · 2025-1-31 01:46

主函数
主函数中，首先是IIC的初始化和U8g2的初始化，然后就可以测试U8g2的图形显示功能了：

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "u8g2.h"
int main(void)
{
delay_init();
IIC_Init();

u8g2_t u8g2;
u8g2Init(&u8g2);

while(1)
{
   u8g2_FirstPage(&u8g2);
   do
   {
draw(&u8g2);
   } while (u8g2_NextPage(&u8g2));
}
}

只看该作者 · 2025-1-31 01:46

只看该作者 · 2025-1-31 01:47

总结
本篇介绍了如何将U8g2图形库移植到STM32中，其中主要的修改包括：

精简源码中的u8g2_d_setup.c和u8g2_d_memory.c
OLED所用IIC接口的GPIO初始化
编写u8x8_gpio_and_delay和u8g2Init
其中，u8g2_d_memory.c文件一定要去掉无用的函数，否则编译时会提示内存不足；对于SPI接口的OLED，参考IIC接口进行类似的修改即可。