OLED 调试工具-stm32入门

1. 单片机的程序调试方式

由于成本和电路结构的限制，没有像电脑屏幕那样强大的显示屏。

• 串口调试：用串口将单片机连接到电脑，通过串口通信，将调试信息发送到电脑端，电脑使用串口助手显示调试信息。（相当于把电脑屏幕挂在单片机上，方便单片机显示调试信息）

一般我们设计 PCB 电路板的时候，都会在 PCB 边上，留一个串口通信的引脚，需要调试程序的时候，把单片机连在电脑上，就可以在电脑屏幕上打印信息了。调试好后，断开串口，程序就能正常工作了。

• 显示屏调试：直接将显示屏连接到单片机，将调试信息打印在显示屏上
• Keil调试模式：借助Keil软件的调试模式，可使用单步运行、设置断点、查看寄存器及变量等功能

串口调试

• 优势是可以借助强大的电脑来调试，电脑端的软件，不仅可以显示单独的参数，还可以显示曲线、图形、图像等，还可以自己做软件，来实现强大的用户交互界面。
• 弊端就是调试的时候需要拖着电脑，而且通常的串口助手只能以信息流的方式呈现数据，就是只能一行一行打印，如果有很多不断变化的数据需要显示，那只能在电脑上刷屏显示，用起来不太方便。

显示器调试

• 优势是对于不断变化的数据，可以覆盖刷新显示，而且显示屏始终接在单片机上，显示方式很直接。还有我们做一些稍微复杂的东西，都会需要有一个人机交互的界面。这样就可以直接把显示屏当作产品的一部分，还是比较好用的。
• 弊端就是屏幕太小，显示内容有限，没有电脑软件那么强大的功能。

还有点灯调试法（是否执行到某一逻辑），注释调试法（注释一部分，测试另一部分，减少程序运行的部分，定位出问题的程序在哪），对照法等。基本思维就是缩小范围，控制变量，对比测试等。

2. OLED 介绍

详见外设章节。

OLED 实物图与屏幕坐标图：

3. OLED 驱动函数

函数	作用
OLED_Init();	使用前对 OLED 进行初始化（初始化后可正常使用）
OLED_Clear();	清屏
OLED_ShowChar(1, 1, ‘A’);	显示一个字符（行，列，字符）
OLED_ShowString(1, 3, “HelloWorld!”);	显示字符串
OLED_ShowNum(2, 1, 12345, 5);	显示无符号十进制数字（行，列，数字，长度），高位切掉，高位补 0
OLED_ShowSignedNum(2, 7, -66, 2);	显示有符号十进制数字（数字前面带 +/- 号）
OLED_ShowHexNum(3, 1, 0xAA55, 4);	显示十六进制数字（十六进制位数的长度）
OLED_ShowBinNum(4, 1, 0xAA55, 16);	显示二进制数字（二进制位数的长度）

4. OLED 显示屏

4.1 硬件电路搭建

硬件电路图：

1. 在 OLED 下面，先插入两根线，把 OLED 的 GND 引到负极供电孔，OLED 的 VCC 引到正极供电孔，另外这个供电孔会同时接到 stm32 的 PB6 和 PB7 两个引脚，我们直接不初始化这两个引脚就行了。（stm32 引脚上电后，如果不初始化，默认是浮空输入的模式，在这个模式下，引脚不会输出电平，不会有影响）

也可以不接跳线，直接给 PB6 口输出低电平，PB7 口输出高电平，用 GPIO 口直接给 OLED 供电。（OLED 功率很小，也是可以驱动的，不过用 GPIO 口供电不是很规范，最好还是用电源供电）

2. 插好供电跳线后，再把 OLED 插到 PB6 ~ PB9 这四个口，此时 OLED 的 SCL 接到 PB8，SDA 接到 PB9，这样 OLED 就接好了。

4.2 示例代码

1. 将 OLED 驱动函数模块加载到 Hareware 文件夹中。

   • .c 文件中包含主体代码（引脚配置，引脚初始化，I2C 通信的基本时序 和 OLED 用户调用代码等），只有引脚配置（硬件电路上 SCL 和 SDA 这两个引脚接在了哪两个端口上）和引脚初始化（配套更改，两个引脚都初始化为 开漏输出的模式）需要更改；
   • .h 文件里面是外部可调用函数的声明；
   • Font.h 文件存的是 OLED 的字库数据（OLED 显示屏不带字库，想要显示字符图形，就得先定义字符的点阵数据，这里存放的就是这些字符的点阵数据，也就是字库，.c 文件中的显示函数会用到这些数据）

2. main 函数实现

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"

int main(void) {
	OLED_Init();
	OLED_ShowChar(1, 1, 'A');
	OLED_ShowString(1, 3, "HelloWorld!");
	OLED_ShowNum(2, 1, 12345, 5);
	OLED_ShowSignedNum(2, 7, -66, 2);
	OLED_ShowHexNum(3, 1, 0xAA55, 4);
	OLED_ShowBinNum(4, 1, 0xAA55, 16);//C语言不支持写二进制数字，用十六进制代替
	
	OLED_Clear();
	
	while(1){

	}
}

使用 OLED_ShowString 函数传参为 空格，清除部分字符。

5. Keil 调试模式

调试步骤：

1. 工程选项（魔术棒）-> Debug 对调试选项进行配置。默认选择右边这一项，ST-Link Debugger 为在硬件上在线仿真，需要我们把 STLINK 和 stm32 都连接好，如果不想连接硬件，左边的仿真器选项可以电脑模拟 stm32 的运行。
2. 使用硬件上在线仿真，在进入调试模式之前，需要先连接好 stm32，之后编译一下，确保工程没有问题。
3. 点击 放大镜中带有 d 的图标（Start/Stop Debug Session/CTRL+F5）进入调试模式。
4. 界面中主窗口为 C 语言程序，上面是 C 语言翻译成的汇编程序，左边是寄存器组和状态标志位等信息（单片机硬件底层很重要的东西，汇编必须清楚），工具栏中有程序运行控制：复位、全速运行、停止全速运行、单步运行、跳过当前行单步运行、跳出当前函数单步运行、跳到光标指定行单步运行。
5. 黄色箭头指示下一句将要执行代码，程序从 main 函数开始。
6. 点击深灰色一列设置断点，全速运行遇到断点停下。（停止按钮可手动停下）
7. 点击 RST 复位，程序就会回到最开始的地方。（启动文件的复位中断函数中，复位后程序从这里开始执行，运行后首先会跳转到 SystemInit 函数里，继续运行到 main 函数中）。

功能介绍：

1. 命令窗口，点击它可以打开和关闭命令窗口。
2. 反汇编窗口
3. 符号窗口，可以实时查看程序中所有变量的值。
4. 串口显示
5. 逻辑分析仪
6. 外设菜单栏 -> 系统资源查看，可以看到所有的外设寄存器。

当你以后遇到一个比较难调的程序，比如不清楚程序是如何执行的，或者想要看一大堆变量却不方便显示的，或者想看一下寄存器是不是配置正确了，都可以考虑使用 keil 自带的调试模式。

注意：

• 调试模式不可以修改程序。需退出->修改->编译->调试。
• 退出调试模式要把断点先取消，不然会卡死