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一、前言

基于STM32平台移植U8G2图形库，实现OLED多种单色图形界面的显示。本文提供详细的移植教程，并汇总了开发过程中常见问题的解决策略，助力开发者快速上手。

二、认识U8G2图形库

使用U8G2库驱动OLED相比于直接用IIC/SPI等通信方式更具有优势，主要体现在如下方面：

（1）跨平台且移植性强：同一套U8G2代码可在ESP32、STM32、Arduino等不同平台运行，仅需要调整初始化参数，极大提升了项目的移植效率。

（2）降低开发复杂度：如IIC通信控制需要处理时序、发送命令或数据等代码，涉及不少寄存器操作或运算，而U8G2封装了这些复杂逻辑，且提供不同驱动芯片（如SH1107、UC1701等）的绘图函数（如u8g2_DrawStr、u8g2_DrawGlyph等）和多种字体（中、英文等）。

（3）提供多种缓冲模式：全款冲、页缓冲和U8X8纯文本模式，可根据单片机的RAM大小选择合适模式。

三、移植流程

1.硬件组成

（1）主控芯片：使用的是STM32F103RCT6。

（2）OLED显示屏：本模块搭载的是SSD1306驱动芯片，分辨率是128*64，默认采用4线制SPI总线接口。实际应用切换为IIC接口，需进行如下硬件调整：将模块上的电阻R3移至R1位置，R8位置使用0欧电阻短路，同时将CS片选引脚、DC数据/命令引脚接地，RES复位引脚接电源拉高。

STM32与OLED的引脚连接方式如下。

2.移植前准备工作

（1）在GitHub平台搜索U8G2并下载最新源码。

（2）准备需要移植的基于STM32的工程源码。

3.U8G2源文件精简与优化

通过移除未引用的文件及死代码，消除无效编译代码，从而减小构建体积并提升编译效率。

（1）STM32使用的是C语言编程，则只需要csrc文件夹内的文件。鉴于OLED屏幕采用SSD1306驱动且分辨率为128x64，应仅保留u8x8_d_ssd1306_128x64_noname.c文件，其余所有不匹配的u8x8_d_*.c驱动文件均可删除。

（2）先确认OLED屏幕接口类型（IIC或SPI），随后在u8g2_d_setup.c文件中仅保留对应的函数（IIC接口保留u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f，SPI接口保留u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f），并将其余无关函数屏蔽或删除。

函数后缀含义及选型建议：
_f：对应1024字节缓冲区，适用于全缓冲模式；
_1：对应128字节缓冲区，适用于页缓冲模式；
_2：对应256字节缓冲区，刷新速度下降，但稳定性提升。

选型策略：STM32资源充裕时，推荐优先使用_f（1024字节）以获最佳性能；若资源受限，可根据实际需求选择_1或_2。

（3）在u8g2_d_memory.c中根据前步选择的缓冲区类型（_f/_1/2），仅保留对应的u8g2_m_16_8*（_f/_1/_2）系列函数，屏蔽或删除其余无关函数。

（4）添加以下函数完成硬件接口配置。

//IIC接口#defineSCL_PinGPIO_Pin_1#defineSDA_PinGPIO_Pin_2#defineSCL_GPIO_PortGPIOA#defineSDA_GPIO_PortGPIOAuint8_tu8x8_gpio_and_delay(U8X8_UNUSEDu8x8_t*u8x8,U8X8_UNUSEDuint8_tmsg,U8X8_UNUSEDuint8_targ_int,U8X8_UNUSEDvoid*arg_ptr){switch(msg){caseU8X8_MSG_DELAY_MILLI://Function with a delay of 'arg_int' msdelay_ms(arg_int);break;caseU8X8_MSG_DELAY_10MICRO://Function with a delay of 10usdelay_us(10);break;caseU8X8_MSG_DELAY_100NANO://Function with a delay of 100ns__NOP();break;caseU8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK:if(arg_int)GPIO_SetBits(SCL_GPIO_Port,SCL_Pin);//SCL=1elseGPIO_ResetBits(SCL_GPIO_Port,SCL_Pin);//SCL=0break;caseU8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA:if(arg_int)GPIO_SetBits(SDA_GPIO_Port,SDA_Pin);//SDA=1elseGPIO_ResetBits(SDA_GPIO_Port,SDA_Pin);//SDA=0break;default:return0;// Received an unimplemented message. Returning 0 indicates an error.}return1;// The command has been successfully processed.}

//SPI接口uint8_tu8x8_gpio_and_delay(u8x8_t*u8x8,uint8_tmsg,uint8_targ_int,void*arg_ptr){switch(msg){caseU8X8_MSG_GPIO_SPI_DATA:lcd_sdin((uint8_t)arg_int);//SPI - MOSIbreak;caseU8X8_MSG_GPIO_SPI_CLOCK:lcd_sclk(arg_int);//SPI - CLKbreak;caseU8X8_MSG_GPIO_AND_DELAY_INIT:oled_init();//OLED初始化Delay(1);break;caseU8X8_MSG_DELAY_MILLI:Delay(arg_int);//延时break;caseU8X8_MSG_GPIO_CS:lcd_cs((uint8_t)arg_int);//SPI - CScaseU8X8_MSG_GPIO_DC:lcd_dc((uint8_t)arg_int);//SPI - MISObreak;caseU8X8_MSG_GPIO_RESET:break;default:return0;}return1;}

4.编写代码

按以下步骤配置函数。

（1）添加修改过的U8G2源码到工程并添加头文件路径。

（2）对硬件引脚初始化：对IIC接口进行GPIO口初始化配置，对应SPI接口也是如此。

voidIIC_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);}

（3）对U8G2初始化：调用 u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f 函数时，需根据需求配置旋转角度、通信接口等参数。其中参数U8G2_R0、R1、R2、R3分别对应0、90、180、270度；IIC 模式使用 u8x8_byte_sw_i2c，SPI 模式则需在底层驱动文件（u8x8_byte.c）中选取对应的回调函数参数。

voidu8g2Init(u8g2_t*u8g2){u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(u8g2,U8G2_R0,u8x8_byte_sw_i2c,u8x8_gpio_and_delay);// 初始化 u8g2 结构体u8g2_InitDisplay(u8g2);// 根据所选的芯片进行初始化工作，初始化完成后，显示器处于关闭状态u8g2_SetPowerSave(u8g2,0);// 打开显示器u8g2_ClearBuffer(u8g2);}

（4）可在此阶段添加显示测试功能，以下为参考示例的思路：初始化后配置字体格式，后续无需重复配置，调用U8G2函数绘制画面并写入缓存以完成显示开机画面；随后通过逐字显示与逐字清除字符串的循环操作，实现动画效果。

//主函数u8g2_tu8g2;//u8g2结构体intmain(void){//SystemInit(); //初始化RCC 设置系统主频为72MHZ SYSCLK_FREQ_72MHzdelay_init();//延时初始化IIC_Init();//液晶屏初始化u8g2Init(&u8g2);Dsp_Startup();//开机显示界面delay_ms(200);while(1){Dsp_Animation();}}//开机显示函数voidDsp_Startup(void){u8g2_ClearBuffer(&u8g2);//清缓冲//u8g2_SetFontMode(&u8g2, 1); //设置字体模式，1启用，0禁用（透明模式）//u8g2_SetFontDirection(&u8g2, 0); //设置字体方向u8g2_SetFont(&u8g2,u8g2_font_wqy12_t_gb2312);//设置字体格式u8g2_DrawUTF8(&u8g2,6,12,"你好，很高兴认识你！");//中文显示u8g2_DrawXBM(&u8g2,0,27,32,32,wechat);//图片显示u8g2_DrawXBM(&u8g2,32,30,24,24,search);//图片显示u8g2_DrawFrame(&u8g2,33,30,95,26);//方框显示 u8g2_DrawRFrame 带圆角矩形框u8g2_SendBuffer(&u8g2);//把要显示的信息写入缓冲}//逐字显示字符函数//x、y：字符首坐标地址//str：字符内容//weight：字符宽度（配置的字体格式）//delay：延时时间voidPrint_String(u8g2_t*u8g2,uint8_tx,uint8_ty,uint8_t*str,uint8_tweight,uint16_tdelay){uint8_tstr_len;str_len=strlen(str);for(uint8_ti=0;i<str_len;i++){u8g2_DrawGlyph(u8g2,x+weight*i,y,str[i]);u8g2_SendBuffer(u8g2);delay_ms(delay);}}//字符逐字清除//weight：绘制矩形宽度//delay：延时时间voidClear_String(u8g2_t*u8g2,uint8_tweight,uint16_tdelay){intclear_x=119;//绘制矩形首坐标x轴地址intclear_height=16;//绘制矩形高度intx;u8g2_SetDrawColor(u8g2,0);//设置绘图颜色为黑色for(x=clear_x;x>=54;x-=weight){u8g2_DrawBox(u8g2,x,32,weight,clear_height);u8g2_SendBuffer(u8g2);delay_ms(delay);}u8g2_SetDrawColor(u8g2,1);// 恢复默认绘图颜色}//动画显示函数voidDsp_Animation(void){u8g2_SetFont(&u8g2,u8g2_font_spleen8x16_mf);//设置字体格式(若更改字体格式需重新设置)Print_String(&u8g2,55,48,"YouziTech",8,50);//逐字打印字符Clear_String(&u8g2,8,50);//逐字从右向左清除字符}

图形显示的实现主要三个步骤：清空缓冲区；绘制内容到缓冲区；发送缓冲区数据。若不清除缓冲区，u8g2_SendBuffer会将上一帧的残留数据与当前内容叠加发送，导致图形重影、闪屏或显示异常。

四、问题优化方案

1.内存不足报错

经过精简U8G2源代码后还存在内存不足现象，还可以通过以下方法解决：

（1）提升Keil的优化等级，设为非0值以减少代码体积。

（2）屏蔽u8g2_fonts.c和u8g2_font.c文件中没有用到的字体，仅保留项目实际使用的字体（如u8g2_font_spleen8x16_mf）。

（3）使用更少字节的缓冲模式，如全缓冲改成页缓冲，初始化u8g2_m_16_8_f改成_1或_2后缀。

2.中文显示乱码、缺失或不显示

（1）在Keil软件打开Configuration窗口，在Editor页面将Encoding选项改为UTF-8，再将代码文件保存为UTF-8。

（2）显示缺失可能没有使用全缓冲模式，可以改成全缓冲模式或修改显示内容或位置。

（3）检测使用的字体格式是否支持中文字或特殊字体，确保字体文件中包含UTF-8编码中文字符集。

五、总结

U8G2图形库支持STM32等多平台移植，通过源文件中函数操作实现快速开发。使用前需确认屏幕为单色、驱动芯片及分辨率在库支持范围内，并核实通信接口。此外，精简和优化源码对解决内存不足及减小代码体积至关重要。