STM32——OLED显示汉字

前言

在使用 STM32 驱动 SSD1306 OLED 时，很多新手都会遇到汉字错位、爱心旋转、图案乱码等问题，而这些问题的根源，往往不是硬件接线，而是对 OLED 页寻址模式、PCtoLCD2002 取模规则、显示函数底层逻辑的不理解。

今天我将基于你提供的完整工程，从硬件配置、字模原理、驱动源码到显示函数逐行拆解，带你吃透 16x16 汉字 / 图标显示的本质，让你不仅能写出正确的代码，还能自己定制任意图案，告别 "玄学调参"。

一、基础配置与原理

1. 硬件与开发环境

主控：STM32F103（标准库）
外设：0.96 寸 I2C 接口 SSD1306 OLED 屏
引脚分配：PB6 = SCL、PB7 = SDA
字模工具：PCtoLCD2002
寻址模式：SSD1306 默认页寻址模式

2. PCtoLCD2002 取模配置（适配本驱动）

确定驱动唯一正确的取模方式，任何一个参数改动都会导致图案错位：

参数	配置	含义
点阵格式	阴码	数据位为 1 时点亮像素，为 0 时熄灭
取模方式	列行式	先按列从上到下取 8 个点组成 1 字节，再向右取下一列
取模走向	逆向（低位在前）	每列最上方的点对应字节的 bit0，最下方对应 bit7
点阵大小	16×16	单个汉字 / 图标占 16 行 ×16 列像素

3. 16x16 字模存储规则

SSD1306 屏幕的显存按 "页" 管理，1 页对应 8 行像素，因此 16×16 的图案需要分上下两部分存储：

上半部分（第 0~7 行）：16 列，每列 1 字节，共 16 字节
下半部分（第 8~15 行）：16 列，每列 1 字节，共 16 字节✅ 因此，任意一个 16x16 的汉字 / 图标，固定占用 32 字节，数组中按 "上 16 字节→下 16 字节" 的顺序排列。

二、完整工程源码

1 、oled.c 驱动文件

复制代码

#include "stm32f10x.h"
#include "oled.h"
#include "tim.h"
#include "codetab.h"

/**
 * @brief I2C1 外设初始化（PB6=SCL，PB7=SDA）
 * @note 配置为复用开漏模式，400kHz快速I2C通信
 */
void I2C_Configuration(void)
{
    I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;
    
    // 开启GPIOB和I2C1外设时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,  ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1 ,  ENABLE);
    
    // 配置PB6、PB7为复用开漏模式（I2C必须使用开漏）
    GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
    GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_Initstructure);
    
    // 初始化I2C1
    I2C_DeInit(I2C1);
    I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;          // 使能应答
    I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit; // 7位地址
    I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;           // 400kHz快速模式
    I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;   // 占空比2:1
    I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;            // 标准I2C模式
    I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30;           // 主机地址（可自定义）
    I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
    I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}

/**
 * @brief I2C底层写一个字节（含寄存器地址和数据）
 * @param addr OLED寄存器地址（0x00为命令，0x40为数据）
 * @param data 要发送的命令或数据
 */
void I2C_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data)
{
    while( I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY) );   // 等待I2C总线空闲
    
    I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);                  // 产生起始信号
    while( !I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) );   // 等待主机模式确认
    
    I2C_Send7bitAddress(I2C1, OLED_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);  // 发送OLED设备地址
    while( !I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) );
    
    I2C_SendData(I2C1, addr);    // 写入寄存器地址（命令/数据选择）
    while( !I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED ) );
    
    I2C_SendData(I2C1, data);    // 写入实际数据
    while( !I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED ) );
    I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);   // 产生停止信号
} 

/**
 * @brief 向OLED写入命令
 * @param I2C_Command 要写入的命令字
 */
void WriteCmd(unsigned char I2C_Command)
{
    I2C_WriteByte(0x00,I2C_Command); // 0x00表示后续为命令
}

/**
 * @brief 向OLED写入显示数据（像素点数据）
 * @param I2C_Data 要写入的像素数据
 */
void WriteData(unsigned char I2C_Data)
{
    I2C_WriteByte(0x40,I2C_Data); // 0x40表示后续为显示数据
}

/**
 * @brief OLED初始化（SSD1306标准配置序列）
 * @note 配置为页寻址模式，开启电荷泵，设置对比度等
 */
void OLED_Init(void)
{
    delay_ms(100); // 等待OLED上电稳定
    WriteCmd(0xAE); // 关闭显示
    WriteCmd(0x20); // 设置内存地址模式
    WriteCmd(0x02); // 选择页寻址模式（本驱动核心）
    WriteCmd(0xb0); // 设置页起始地址
    WriteCmd(0xc8); // COM扫描方向倒置
    WriteCmd(0x00); // 列地址低4位
    WriteCmd(0x10); // 列地址高4位
    WriteCmd(0x40); // 显示起始行
    WriteCmd(0x81); // 对比度设置
    WriteCmd(0xff); // 亮度最大值
    WriteCmd(0xa1); // 段地址映射（左右翻转）
    WriteCmd(0xa6); // 正常显示模式（非反色）
    WriteCmd(0xa8); // 多路复用比设置
    WriteCmd(0x3F); // 1/64占空比
    WriteCmd(0xa4); // 输出跟随RAM数据
    WriteCmd(0xd3); // 显示偏移设置
    WriteCmd(0x00); // 无偏移
    WriteCmd(0xd5); // 时钟分频因子设置
    WriteCmd(0xf0); // 分频比
    WriteCmd(0xd9); // 预充电周期设置
    WriteCmd(0x22); 
    WriteCmd(0xda); // COM引脚硬件配置
    WriteCmd(0x12); 
    WriteCmd(0xdb); // VCOMH电压设置
    WriteCmd(0x20); 
    WriteCmd(0x8d); // 电荷泵设置
    WriteCmd(0x14); // 开启电荷泵（必须，否则屏幕不亮）
    WriteCmd(0xaf); // 开启显示
}

/**
 * @brief 设置OLED光标位置（页寻址模式专用）
 * @param x 列坐标（0~127）
 * @param y 页号（0~7，1页=8行像素）
 */
void OLED_Setpos(unsigned char x,unsigned char y)
{
    WriteCmd(0xb0 + y);          // 选择当前页（0xb0~0xb7对应页0~7）
    WriteCmd((x&0xf0)>>4|0x10);  // 列地址高4位（x的高4位 + 0x10前缀）
    WriteCmd(x & 0x0F);          // 列地址低4位（x的低4位）
}

/**
 * @brief 全屏填充指定数据（亮屏/清屏）
 * @param Fill_Data 填充数据（0x00为全灭，0xFF为全亮）
 */
void OLED_Fill(unsigned char Fill_Data)
{
    unsigned char m,n;
    for(m=0;m<8;m++) // 遍历所有8个页
    {
        WriteCmd(0xb0+m); // 设置当前页
        WriteCmd(0x00);   // 列地址低4位为0
        WriteCmd(0x10);   // 列地址高4位为0，即从列0开始
        for(n=0;n<128;n++) // 写入128列数据
        {
            WriteData(Fill_Data);
        }
    }
}

/**
 * @brief 清屏（全屏置0）
 */
void OLED_Close(void)
{
    OLED_Fill(0x00);
}

/**
 * @brief 开启OLED显示（唤醒电荷泵和屏幕）
 */
void OLED_ON(void)
{
    WriteCmd(0X8D);   // 电荷泵设置
    WriteCmd(0X14);   // 开启电荷泵
    WriteCmd(0XAF);   // 开启显示
}

/**
 * @brief 关闭OLED显示（休眠模式）
 */
void OLED_OFF(void)
{
    WriteCmd(0X8D);   // 电荷泵设置
    WriteCmd(0X10);   // 关闭电荷泵
    WriteCmd(0XAE);   // 关闭显示
}

/*********************************************************
 * @brief 16x16汉字/图标显示函数（核心重点）
 * @param x 起始列坐标（0~127）
 * @param y 起始页号（0~7，控制上下位置）
 * @param N 字模在F16X16数组中的索引（从0开始）
 * @note 适配PCtoLCD2002列行式、逆向、阴码取模
 *********************************************************/
void OLED_ShowCN(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char N)
{
    unsigned char wn = 0;
    unsigned int addr = 32*N;   // 每个16x16图案固定32字节，计算偏移地址
    
    // 第一步：写入上半部分（上8行）
    OLED_Setpos(x,y);           // 定位到起始列x、起始页y
    for(wn=0;wn<16;wn++)        // 循环写入16列数据（每列1字节，共16列）
    {
        WriteData(F16X16[addr]); // 写入当前列的像素数据
        addr+=1;                 // 地址+1，准备写下一列
    }
    
    // 第二步：写入下半部分（下8行）
    OLED_Setpos(x,y+1);         // 页号+1，切换到下一页（下8行像素）
    for(wn=0;wn<16;wn++)        // 继续写入16列数据，填满下8行
    {
        WriteData(F16X16[addr]);
        addr+=1;
    }
}

2、核心函数 `OLED_ShowCN` 深度解析

这是整个工程的灵魂，也是最容易出错的地方，我们拆成 5 步，讲透每一行代码的作用。

① 函数参数说明

参数	含义	控制效果
`x`	起始列坐标（0~127）	控制图案在屏幕上的左右位置
`y`	起始页号（0~7）	控制图案在屏幕上的上下位置（1 页 = 8 行像素）
`N`	字模在数组中的索引	选择要显示的图案（从 0 开始编号）

②执行逻辑分步拆解

步骤 1：计算字模偏移地址

复制代码

unsigned int addr = 32*N;

原理：每个 16x16 图案固定占用 32 字节，通过索引N直接偏移，精准定位到当前要显示的字模起始位置。
示例：N=0（爱心）→ addr=0；N=1（李）→ addr=32，避免数组越界和数据错位。

步骤 2：定位上半部分的起始坐标

复制代码

OLED_Setpos(x,y);

调用OLED_Setpos函数，将 OLED 的写入光标定位到x列、y页。
此时，后续写入的数据将从该位置开始，依次向右填充 16 列，对应上 8 行像素。

步骤 3：写入上半部分（上 8 行）数据

复制代码

for(wn=0;wn<16;wn++)
{
    WriteData(F16X16[addr]);
    addr+=1;
}

循环 16 次，每次写入 1 个字节，对应 1 列的 8 个像素。
写入顺序：第 x 列→第 x+1 列→...→第 x+15 列，刚好填满 16 列、上 8 行的区域。
数据来源：F16X16[addr]到F16X16[addr+15]，即字模数组的前 16 字节。

步骤 4：切换到下半部分（下 8 行）

复制代码

OLED_Setpos(x,y+1);

关键操作：页号y+1，因为上半部分已经用了第y页（8 行像素），下半部分必须用第y+1页，才能拼接成完整的 16 行像素。
列坐标保持不变，确保上下两部分对齐，图案不会错位。

步骤 5：写入下半部分（下 8 行）数据

复制代码

for(wn=0;wn<16;wn++)
{
    WriteData(F16X16[addr]);
    addr+=1;
}

继续循环 16 次，写入字模数组的后 16 字节，填满下 8 行、16 列的区域。
上下两部分拼接，最终形成完整的 16×16 汉字 / 图标。

2、 main.c 主函数

复制代码

#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "stdio.h"
#include "sg90.h"
#include "oled.h"

/**
 * @brief 简易软件延时函数（约1ms延时，基于72MHz主频）
 * @param time 延时毫秒数
 */
void delay(uint16_t time)  
{
    uint16_t i = 0;
    while(time --)
    {
        i = 12000;
        while(i --);
    }
}

int main(void)
{
    unsigned char i = 0;
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 中断优先级分组
    
    // 初始化外设
    I2C_Configuration();
    OLED_Init();
    delay(2000); // 等待OLED初始化稳定
    
    // 屏幕测试：全亮→全灭
    OLED_Fill(0XFF); // 全屏点亮
    delay(2000);
    OLED_Fill(0X00); // 全屏清屏
    delay(2000);
    
    // 循环显示数组内的16x16图案（从索引0开始，依次排列）
    for(i=0; i<6; i++)
    {
        // 每个图案占16列，起始列依次+16，实现水平排列
        OLED_ShowCN(22+i*16, 0, i);
    }
    
    while(1)
    {
        // 主循环，可添加其他任务
    }
}

3、 codetab.h 字模数组文件

复制代码

#ifndef _CODETAB_H
#define _CODETAB_H

// 16x16字模数组，每32字节为一个完整图案
unsigned char F16X16[] =
{
    // 爱心♥ 索引0（32字节）
    0x00,0xF8,0xFC,0xFE,0xFE,0xFC,0xF8,0xF0,0xF8,0xFC,0xFE,0xFE,0xFC,0xF8,0x00,0x00,
    0x00,0x03,0x07,0x0F,0x1F,0x3F,0x7F,0xFF,0x7F,0x3F,0x1F,0x0F,0x07,0x03,0x00,0x00,
    // 汉字"李" 索引1（32字节）
    0x80,0x84,0x44,0x44,0x24,0x14,0x0C,0xFF,0x0C,0x14,0x24,0x44,0x44,0x84,0x80,0x00,
    0x08,0x08,0x08,0x08,0x09,0x49,0x89,0x79,0x0D,0x0B,0x09,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00,
};

#endif

三、工程使用规范与拓展

新增图案 ：只需在codetab.h中按 "32 字节一组" 的格式追加字模，无需修改驱动代码。
多字符排列 ：多个图案并排显示时，起始列x每次 + 16 即可，刚好错开不重叠。
修改图案位置 ：调整y参数可以控制图案的上下位置，例如y=1会让图案显示在屏幕第 8~15 行。
拓展功能 ：可以在OLED_ShowCN的基础上，封装字符串显示函数，实现自动换行、居中显示等效果。

STM32——OLED显示汉字

前言

一、基础配置与原理

1. 硬件与开发环境

2. PCtoLCD2002 取模配置（适配本驱动）

3. 16x16 字模存储规则

二、完整工程源码

1 、oled.c 驱动文件

2、核心函数 OLED_ShowCN 深度解析

① 函数参数说明

②执行逻辑分步拆解

步骤 1：计算字模偏移地址

步骤 2：定位上半部分的起始坐标

步骤 3：写入上半部分（上 8 行）数据

步骤 4：切换到下半部分（下 8 行）

步骤 5：写入下半部分（下 8 行）数据

2、 main.c 主函数

3、 codetab.h 字模数组文件

三、工程使用规范与拓展

2、核心函数 `OLED_ShowCN` 深度解析