【esp32 学习笔记】入门 Arduino框架 u8g2库（以OLED驱动芯片SSD1306为例）

图文首图

〇、u8g2 简介

U8g2是一个用于嵌入式设备的单色图形库，全称为“Universal 8bit Graphics Library version2”。它由Oliver Kraus开发，专门为微控制器设计，用于驱动各种单色LCD和OLED显示屏。U8g2库支持多种不同的显示设备，包括各种尺寸和分辨率的显示屏。

U8g2库的特点包括：

跨平台性：U8g2可以在不同的微控制器平台上运行，如Arduino、STM32、ESP32/ESP8266等。
多种显示支持：支持多种单色显示设备，包括LCD和OLED。
字体支持：U8g2内置了多种字体，包括不同大小的字体和特殊字体（包括中文）。
易用性：U8g2的API设计简单易用，方便开发者快速上手。
低内存占用：U8g2在设计中考虑到了嵌入式设备的资源限制，尽量减少了内存的使用。
开源：U8g2是开源的，可以自由使用和修改。

U8g2的使用步骤

初始化显示屏：根据具体的显示设备，设置U8g2库的初始化参数。
发送命令和数据：通过SPI、I2C或其他接口发送命令和数据到显示屏。
绘制图形和文本：使用U8g2提供的函数，可以绘制点、线、矩形、圆等基本图形，以及显示文本。

一、常用API

U8g2库提供了丰富的API，用于控制各种显示器并在屏幕上绘制文本、图形等元素。以下是U8g2库中一些常用的API：

1. 初始化

U8G2(display, rotation, [,reset [, clock, data, cs, dc, reset, cs1, cs2, cs3]])

初始化U8g2对象，其中display表示所使用的显示器型号，rotation表示显示器的旋转方向，其他参数是可选的，包括复位引脚、时钟引脚、数据引脚等。

另外，对于不同的驱动芯片，不同的接口(SPI或者I2C，硬件I2C还是模拟I2C)，初始化的方式有所不同，如下图所示：

图 u8g2的初始化

2. 清屏

//清空绘图缓冲区，但不清空屏幕。
clearBuffer()
u8g2.clearBuffer()

3. 发送并刷新缓存

//将绘图缓冲区的内容发送到屏幕，刷新显示。
u8g2.sendBuffer()

4. 字体设置和显示文本

u8g2.setFont(font)// 设置当前使用的字体，font是一个字体对象，例如：u8g2_font_ncenB14_tr。
u8g2.drawStr(x, y, str)//在指定位置(x, y)上绘制字符串str。
u8g2.drawUTF8(x,y, str );//在指定位置(x, y)上绘制 utf8 编码的字符串str（可显示汉字）。

5. 画图形、线、矩形

u8g2.drawLine(x1, y1, x2, y2) //在屏幕上绘制一条直线，起始点为(x1, y1)，终止点为(x2, y2)。
u8g2.drawFrame(x, y, width, height)//在指定位置(x, y)上绘制一个矩形，width和height分别为矩形的宽度和高度。

//在指定位置(x, y)上绘制X BitMap（XBM）格式的图像，width和height是图像的宽度和高度，bitmap是存储图像数据的数组。
u8g2.drawXBM(x, y, width, height, bitmap)

以上仅是U8g2库中一些常用的API，实际上库提供了更多的函数和选项，以满足不同场景下的需求。在使用时，可以参考U8g2库的文档和示例代码，深入了解每个函数的参数和用法。

二、使用 u8g2 的流程 & 简单例程

步骤1：安装U8g2库，并包含U8g2头文件

在Arduino IDE中，打开“工具”菜单，选择“管理库”，搜索U8g2并安装。在你的Arduino项目中包含U8g2库的头文件：#include <U8g2lib.h>

步骤2：初始化 OLED 显示参数和引脚

选择你使用的显示器类型，并进行初始化。例如，如果你使用的是SSD1306 OLED屏，并采用硬件I2C(且为Arduino 默认初始化代码如下：

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_1_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

注意：你会看到 U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C 的构造函数中没有明确指定SDA和SCL引脚，这是因为U8g2库默认使用了硬件I2C，并且根据不同的硬件平台，会自动使用默认的I2C引脚。例如，ESP32上的默认硬件I2C引脚为SDA：21，SCL：22。

如果你有特殊要求需要使用其他引脚，你可以在构造函数中指定具体的引脚，例如：

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE, /* clock=*/ 22, /* data=*/ 21);
//注:clock 对应SCL引脚，data 对应SDA引脚。

另外，上面是硬件 I2C(包含字符HW)，下面是SSD1306 的软件I2C的初始化语句。

#define BOARD_I2C_SCL   14
#define BOARD_I2C_SDA   4     

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/ BOARD_I2C_SCL, /* data=*/ BOARD_I2C_SDA, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

步骤3：使用U8g2库函数进行绘制文本、图形

通过U8g2库的函数，你可以在显示器上绘制文本、图形等。例如，显示“Hello, Arduino!”的代码如下：

u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB14_tr);
u8g2.drawStr(0, 20, "Hello, Arduino!");

步骤4：刷新显示（注意：不能少！！！否则无法显示！！前功尽弃）

最后，使用下面的代码刷新显示：

u8g2.sendBuffer();

完整简单例程（显示英文）如下：

#include <U8g2lib.h>
// 使用 U8g2库 创建 OLED 对象
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);
//如果不使用默认的 SCL、SDA，请使用如下函数
//U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE, /* clock=*/ 22, /* data=*/ 21);

void setup() {
  // 初始化 OLED 对象
  u8g2.begin();
}

void loop() {
  // 清空显示屏内容
  u8g2.clearBuffer();

  // 添加文本
  u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB08_tr);
  u8g2.drawStr(0, 10, "Hello, ESP32!");
    
  //发送并刷新缓存
   u8g2.sendBuffer();
  
  // 延时一段时间
  delay(1000);
}

显示中文例程如下：

#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <Wire.h>

#define BOARD_I2C_SCL   14
#define BOARD_I2C_SDA   4      

void displayWelcome();
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/ BOARD_I2C_SCL, /* data=*/ BOARD_I2C_SDA, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);   // All Boards without Reset of the Display


void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Init u8g2 ....");


  u8g2.setFont( u8g2_font_wqy12_t_gb2312 );//设置为中文字体
  u8g2.begin();
  u8g2.enableUTF8Print();
  displayWelcome();               /* 显示欢迎语，用于当前测试*/

  delay(100);
}

void loop() {
    Serial.println("u8g2 showing chars ....");
    delay(1000);
}


 
void displayWelcome() {
  char *str = "正在启动...";
  u8g2.clearBuffer();
  /* 将字符串显示在屏幕中央 */
  u8g2.drawUTF8( u8g2.getDisplayWidth() / 2 - u8g2.getUTF8Width( str ) / 2, u8g2.getDisplayHeight() / 2 + u8g2.getMaxCharHeight() / 2, str );
  u8g2.sendBuffer();
}

三、高级API----分页和滚动

主要是以下两个函数：

firstPage(), nextPage()

firstPage用于开始绘制多页内容，nextPage用于切换到下一页，这两个函数通常一起使用，如：

u8g2.firstPage();
  do {
    // 在这里添加你的显示内容
    u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB08_tr); // 设置字体
    u8g2.drawStr(0, 10, "Hello, U8g2!"); // 在指定位置绘制文本
  } while (u8g2.nextPage());

参考文章：

0. 《基于STM32移植U8g2图形库——OLED显示（HAL库）》：https://blog.csdn.net/2301_77119177/article/details/139562778

1. 《Arduino U8g2库：图形界面库的强大利器》:https://blog.csdn.net/m0_60134435/article/details/135824311

2. 《esp32,esp8266使用金逸晨OLED（ssd1315）》无法点亮解决办法

posted @ 2024-06-13 17:34 FBshark 阅读(1716) 评论(0) 编辑收藏举报

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