Arduino U8g2库：图形界面库的强大利器，

Arduino U8g2库：图形界面库的强大利器

介绍

在Arduino世界中，图形界面的显示通常是一项关键的任务。为了简化这个过程，提高开发效率，许多库被开发出来，其中U8g2库就是其中之一。U8g2库是一个功能强大的图形库，为Arduino用户提供了简便而高效的图形界面解决方案。本文将介绍U8g2库的基本概念、特性以及如何在Arduino项目中使用它。

什么是U8g2库？

U8g2库是一款用于Arduino平台的图形库，旨在简化液晶显示器的驱动与控制。它支持各种显示器类型，包括液晶、OLED和其他一些图形显示设备。U8g2库的设计理念是提供一套通用的API，使用户能够方便地在不同类型的显示屏上创建图形界面。

U8g2库的特性

1. 多种显示器支持
   U8g2库支持各种不同类型的显示器，包括但不限于LCD、OLED、LED等。这使得用户能够在不同项目中选择最适合的显示设备。

2. 强大的文本和图形支持
   U8g2库提供了丰富的文本和图形支持，使得用户能够轻松地在屏幕上显示文本、图标、图形等元素，实现更复杂的用户界面。

3. 简单的API
   U8g2库的API设计简单易用，使得即使是初学者也能迅速上手。通过一系列简单的函数调用，用户可以完成各种屏幕显示任务，而无需深入了解底层驱动的细节。

4. 跨平台支持
   U8g2库不仅支持Arduino平台，还可以在其他嵌入式平台上使用，这增加了其灵活性和可移植性。

如何使用U8g2库？

使用U8g2库非常简单，只需按照以下步骤进行：

步骤1：安装U8g2库

在Arduino IDE中，打开“工具”菜单，选择“管理库”，搜索U8g2并安装。

步骤2：包含U8g2头文件

在你的Arduino项目中包含U8g2库的头文件，如下所示：

#include 

步骤3：初始化显示器

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，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);

在这个例子中，clock 对应SCL引脚，data 对应SDA引脚。

步骤4：使用U8g2库函数进行屏幕操作

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5：刷新显示

最后，使用下面的代码刷新显示：

u8g2.sendBuffer();

基本例程

#include 
// 使用 U8g2库 创建 OLED 对象
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

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!");

  // 延时一段时间
  delay(1000);
}

效果展示：

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

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。

2. 字体设置

setFont(font)

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。

3. 显示文本

drawStr(x, y, str)

u8g2.drawStr(x, y, str)

在指定位置(x, y)上绘制字符串str。

4. 绘制图像

drawXBM(x, y, width, height, bitmap)

u8g2.drawXBM(x, y, width, height, bitmap)

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。

5. 画线

drawLine(x1, y1, x2, y2)

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)。

6. 画矩形

drawFrame(x, y, width, height)

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。

7. 清屏

clearBuffer()

u8g2.clearBuffer()

清空绘图缓冲区，但不清空屏幕。

8. 刷新显示

sendBuffer()

u8g2.sendBuffer()

将绘图缓冲区的内容发送到屏幕，刷新显示。

9. 滚动

firstPage(), nextPage()

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());

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。

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。

多页的绘制

在 U8g2 库中，多页绘制是通过 firstPage() 和 nextPage() 这两个函数来实现的。这种机制允许用户在每一页上绘制不同的内容，从而实现多页的显示效果。以下是关于如何多页绘制的详细步骤：

1. 初始化多页绘制

使用 firstPage() 函数初始化多页绘制。它会设置绘图指针并返回一个布尔值，表示是否有更多的页面需要绘制。

u8g2.firstPage();  // 初始化多页绘制

2. 在当前页面上绘制内容

在 do-while 循环中，你可以在当前页面上绘制各种文本、图形等内容。这个循环会一直执行，直到 nextPage() 返回 false，表示没有更多的页面需要绘制。

do {
    // 在当前页面上绘制内容
    // 绘制文本、图形等

} while (u8g2.nextPage());  // 如果还有更多的页面，继续下一页

3. 在下一页上绘制内容

使用 nextPage() 函数切换到下一页，然后在新的页面上绘制不同的内容。这个过程可以在一个大的 while 循环中重复，以实现连续多页的显示效果。

do {
    // 在新的页面上绘制不同的内容
    // 绘制文本、图形等

} while (u8g2.nextPage());  // 切换到下一页

示例代码

下面是一个简单的例子，演示了如何使用 firstPage() 和 nextPage() 绘制两页不同的内容：

#include 

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

void setup() {
  u8g2.begin(); // 初始化U8g2库
}

void loop() {
  u8g2.firstPage(); // 初始化多页绘制

  do {
    // 在第一页上绘制内容
    u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB14_tr);
    u8g2.drawStr(10, 20, "Page 1");
    u8g2.drawCircle(64, 40, 10);

  } while (u8g2.nextPage()); // 如果还有更多的页面，继续下一页

  delay(1000); // 等待一秒钟

  // 在这里可以绘制第二页的内容
  u8g2.firstPage();
  do {
    u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB14_tr);
    u8g2.drawStr(10, 20, "Page 2");
    u8g2.drawTriangle(40, 40, 80, 40, 60, 80);

  } while (u8g2.nextPage());

  delay(1000); // 等待一秒钟
}

效果演示

U8g2多页绘制项目地址

在这个例子中，loop() 函数不断地在两个页面之间切换，每个页面上都绘制了不同的内容。这样就实现了基本的多页绘制效果。

使用freeRTOS运行

#include 
// 使用 U8g2库 创建 OLED 对象
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

void oledTask(void * pvParam) {
  // 初始化 OLED 对象
  u8g2.begin();
  for (;;) {
    // 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!");
    u8g2.sendBuffer();
    // 延时一段时间
    vTaskDelay(1000);
  }
}

void setup() {//setup运行在核心1

  xTaskCreatePinnedToCore(oledTask,"OLED Task",1024*6,NULL,1,NULL,1);

  vTaskDelete(NULL);
}

void loop() {

}

FreeRTOS 任务，负责控制 OLED 屏幕的显示。在一个无限循环中，首先清空显示屏的内容，然后添加一行文本，最后将缓冲区的内容发送到显示屏。任务会每隔 1000 毫秒（1秒）执行一次。
setup 函数中，使用 xTaskCreatePinnedToCore 函数创建了一个在核心 1 上运行的任务。创建任务后，调用 vTaskDelete(NULL) 使得 setup 函数结束时任务不会继续执行,这样单片机资源全部运作在oledTask这个任务上