STC8单片机驱动I2C屏幕：实现时间、日期与温湿度显示

STC8 单片机驱动 I2C 屏幕：实现时间、日期与温湿度显示

在单片机项目中，“数据可视化” 是核心需求之一 —— 将时间、温湿度等关键信息实时显示在屏幕上，能让项目更具实用性。本文以STC8 系列单片机为核心，搭配 I2C 接口的 OLED 屏幕、RTC 实时时钟模块和温湿度传感器，手把手教你实现 “时间 + 日期 + 温湿度” 的一体化显示功能，从硬件选型到代码调试全程覆盖，新手也能轻松上手。

一、项目核心硬件清单（附选型理由）

STC8 系列单片机无硬件 I2C 外设，需通过软件模拟 I2C驱动外设，因此选择 I2C 接口的模块可减少引脚占用，简化接线。以下是经过实测的稳定硬件组合：

模块	推荐型号	关键参数	通信方式	选型理由
主控单片机	STC8A8K64U	8051 内核，64KB Flash	-	性价比高，IO 口充足，支持 5V/3.3V 供电
I2C 显示屏幕	128x64 OLED（SSD1306）	0.96 英寸，对比度可调	I2C	功耗低、显示清晰，I2C 仅需 2 根线
实时时钟（RTC）	PCF8563	精度 ±2ppm，支持掉电走时	I2C	无需单片机计时，时间稳定性远超软件延时
温湿度传感器	DHT11（入门）/SHT30（进阶）	DHT11：±2℃精度；SHT30：±0.3℃	单总线 / I2C	DHT11 接线简单，SHT30 精度更高
辅助元件	4.7kΩ 上拉电阻（2 个）	-	-	I2C 总线强制要求，保证通信稳定

二、硬件接线图（关键！避免接错）

STC8 的 I2C 引脚需自定义（软件模拟），建议优先选择 P2 口（电平稳定），接线时需注意 “共地”—— 所有模块的 GND 必须连接到单片机的 GND，否则会因电平紊乱导致通信失败。
![在这里插入图片描述] Alt

三、软件核心逻辑：从驱动到显示

项目软件分为 “底层驱动” 和 “上层显示逻辑” 两部分，底层驱动是基础，需先确保各外设能正常通信，再整合数据显示。以下代码基于 Keil C51 开发环境编写，关键函数已标注注释。

1. 第一步：实现通用 I2C 驱动（复用核心）

STC8 无硬件 I2C，需用软件模拟 I2C 时序（起始、停止、发送、接收），该驱动可同时供 OLED 和 SSD1306使用，避免重复代码。

代码文件：`I2C.h`（头文件，定义引脚和函数声明）

#ifndef	__I2C_H
#define	__I2C_H#include	"config.h"//========================================================================
//                               I2C设置
//========================================================================#define		I2C_Function(n)	(n==0?(I2CCFG &= ~0x80):(I2CCFG |= 0x80))	//0：禁止 I2C 功能；1：使能 I2C 功能
#define		I2C_ENABLE()	I2CCFG |= 0x80		/* 使能 I2C 功能 */
#define		I2C_DISABLE()	I2CCFG &= ~0x80		/* 禁止 I2C 功能 */
#define		I2C_Master()	I2CCFG |=  0x40		/* 1: 设为主机	*/
#define		I2C_Slave()		I2CCFG &= ~0x40		/* 0: 设为从机	*/
#define		I2C_SetSpeed(n)	I2CCFG = (I2CCFG & ~0x3f) | (n & 0x3f)	/* 总线速度=Fosc/2/(Speed*2+4) */#define		I2C_WDTA_EN()		I2CMSAUX |= 0x01		/* 使能自动发送 */
#define		I2C_WDTA_DIS()	I2CMSAUX &= ~0x01		/* 禁止自动发送 */#define		I2C_ESTAI_EN(n)		I2CSLCR = (I2CSLCR & ~0x40) | (n << 6)		/* 使能从机接收START信号中断 */
#define		I2C_ERXI_EN(n)		I2CSLCR = (I2CSLCR & ~0x20) | (n << 5)		/* 使能从机接收1字节数据中断 */
#define		I2C_ETXI_EN(n)		I2CSLCR = (I2CSLCR & ~0x10) | (n << 4)		/* 使能从机发送1字节数据中断 */
#define		I2C_ESTOI_EN(n)		I2CSLCR = (I2CSLCR & ~0x08) | (n << 3)		/* 使能从机接收STOP信号中断 */
#define		I2C_SLRET()				I2CSLCR |= 0x01			/* 复位从机模式 */#define		I2C_Address(n)	I2CSLADR = (I2CSLADR & 0x01) | (n << 1)	/* 从机地址 */
#define		I2C_MATCH_EN()	I2CSLADR &= ~0x01	/* 使能从机地址比较功能，只接受相匹配地址 */
#define		I2C_MATCH_DIS()	I2CSLADR |= 0x01	/* 禁止从机地址比较功能，接受所有设备地址 *///========================================================================
//                              定义声明
//========================================================================#define DEV_ADDR    0xA0    //从机设备写地址#define	I2C_BUF_LENTH	8#define		I2C_ESTAI					0x40		/* 从机接收START信号中断 */
#define		I2C_ERXI					0x20		/* 从机接收1字节数据中断 */
#define		I2C_ETXI					0x10		/* 从机发送1字节数据中断 */
#define		I2C_ESTOI					0x08		/* 从机接收STOP信号中断 */typedef struct
{u8	I2C_Speed;				//总线速度=Fosc/2/(Speed*2+4),      0~63u8	I2C_Enable;				//I2C功能使能,   ENABLE, DISABLEu8	I2C_Mode;					//主从模式选择,  I2C_Mode_Master,I2C_Mode_Slaveu8	I2C_MS_WDTA;				//主机使能自动发送,  ENABLE, DISABLEu8	I2C_SL_ADR;				//从机设备地址,  0~127u8	I2C_SL_MA;				//从机设备地址比较使能,  ENABLE, DISABLE
} I2C_InitTypeDef;typedef struct
{u8	isma;				//MEMORY ADDRESS 接收判断标志u8	isda;				//DEVICE ADDRESS 接收判断标志u8	addr;				//ADDRESS 缓存
} I2C_IsrTypeDef;extern u8 xdata I2C_Buffer[I2C_BUF_LENTH];
extern bit DisplayFlag;void I2C_Init(I2C_InitTypeDef *I2Cx);
void I2C_WriteNbyte(u8 dev_addr, u8 mem_addr, u8 *p, u8 number);
void I2C_ReadNbyte(u8 dev_addr, u8 mem_addr, u8 *p, u8 number);
u8 Get_MSBusy_Status(void);
void SendCmdData(u8 cmd, u8 dat);#endif

代码文件：`I2C.c`（驱动实现，关键时序）

#include	"I2C.h"u8 xdata I2C_Buffer[I2C_BUF_LENTH];//========================================================================
// 函数: void I2C_Init(I2C_InitTypeDef *I2Cx)
// 描述: I2C初始化程序.
// 参数: I2Cx: 结构参数,请参考I2C.h里的定义.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2012-11-22
//========================================================================
void I2C_Init(I2C_InitTypeDef *I2Cx)
{if(I2Cx->I2C_Mode == I2C_Mode_Master){I2C_Master();			//设为主机	I2CMSST = 0x00;		//清除I2C主机状态寄存器I2C_SetSpeed(I2Cx->I2C_Speed);if(I2Cx->I2C_MS_WDTA == ENABLE)		I2C_WDTA_EN();	//使能自动发送else									I2C_WDTA_DIS();	//禁止自动发送}else{I2C_Slave();	//设为从机I2CSLST = 0x00;		//清除I2C从机状态寄存器I2C_Address(I2Cx->I2C_SL_ADR);if(I2Cx->I2C_SL_MA == ENABLE)		I2C_MATCH_EN();	//从机地址比较功能，只接受相匹配地址else									I2C_MATCH_DIS();	//禁止从机地址比较功能，接受所有设备地址}I2C_Function(I2Cx->I2C_Enable);
}//========================================================================
// 函数: u8	Get_MSBusy_Status (void)
// 描述: 获取主机忙碌状态.
// 参数: none.
// 返回: 主机忙碌状态.
// 版本: V1.0, 2012-11-22
//========================================================================
u8 Get_MSBusy_Status(void)
{return (I2CMSST & 0x80);
}//========================================================================
// 函数: void	Wait (void)
// 描述: 等待主机模式I2C控制器执行完成I2CMSCR.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2012-11-22
//========================================================================
void Wait()
{while (!(I2CMSST & 0x40));I2CMSST &= ~0x40;
}//========================================================================
// 函数: void Start (void)
// 描述: I2C总线起始函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void Start()
{I2CMSCR = 0x01;                         //发送START命令Wait();
}//========================================================================
// 函数: void SendData (char dat)
// 描述: I2C发送一个字节数据函数.
// 参数: 发送的数据.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void SendData(char dat)
{I2CTXD = dat;                           //写数据到数据缓冲区I2CMSCR = 0x02;                         //发送SEND命令Wait();
}//========================================================================
// 函数: void RecvACK (void)
// 描述: I2C获取ACK函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void RecvACK()
{I2CMSCR = 0x03;                         //发送读ACK命令Wait();
}//========================================================================
// 函数: char RecvData (void)
// 描述: I2C读取一个字节数据函数.
// 参数: none.
// 返回: 读取数据.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
char RecvData()
{I2CMSCR = 0x04;                         //发送RECV命令Wait();return I2CRXD;
}//========================================================================
// 函数: void SendACK (void)
// 描述: I2C发送ACK函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void SendACK()
{I2CMSST = 0x00;                         //设置ACK信号I2CMSCR = 0x05;                         //发送ACK命令Wait();
}//========================================================================
// 函数: void SendNAK (void)
// 描述: I2C发送NAK函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void SendNAK()
{I2CMSST = 0x01;                         //设置NAK信号I2CMSCR = 0x05;                         //发送ACK命令Wait();
}//========================================================================
// 函数: void Stop (void)
// 描述: I2C总线停止函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void Stop()
{I2CMSCR = 0x06;                         //发送STOP命令Wait();
}//========================================================================
// 函数: void SendCmdData (u8 cmd, u8 dat)
// 描述: I2C发送一个字节数据函数.
// 参数: 命令/数据.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void SendCmdData(u8 cmd, u8 dat)
{I2CTXD = dat;                           //写数据到数据缓冲区I2CMSCR = cmd;                          //设置命令Wait();
}//========================================================================
// 函数: void I2C_WriteNbyte(u8 dev_addr, u8 mem_addr, u8 *p, u8 number)
// 描述: I2C写入数据函数.
// 参数: dev_addr: 设备地址, mem_addr: 存储地址, *p写入数据存储位置, number写入数据个数.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void I2C_WriteNbyte(u8 dev_addr, u8 mem_addr, u8 *p, u8 number)  /*  DeviceAddress,WordAddress,First Data Address,Byte lenth   */
{Start();                                //发送起始命令SendData(dev_addr);                     //发送设备地址+写命令RecvACK();SendData(mem_addr);                     //发送存储地址RecvACK();do{SendData(*p++);RecvACK();}while(--number);Stop();                                 //发送停止命令
}//========================================================================
// 函数: void I2C_ReadNbyte(u8 dev_addr, u8 mem_addr, u8 *p, u8 number)
// 描述: I2C读取数据函数.
// 参数: dev_addr: 设备地址, mem_addr: 存储地址, *p读取数据存储位置, number读取数据个数.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-15
//========================================================================
void I2C_ReadNbyte(u8 dev_addr, u8 mem_addr, u8 *p, u8 number)   /*  DeviceAddress,WordAddress,First Data Address,Byte lenth   */
{Start();                                //发送起始命令SendData(dev_addr);                     //发送设备地址+写命令RecvACK();SendData(mem_addr);                     //发送存储地址RecvACK();Start();                                //发送起始命令SendData(dev_addr|1);                   //发送设备地址+读命令RecvACK();do{*p = RecvData();p++;if(number != 1) SendACK();          //send ACK}while(--number);SendNAK();                              //send no ACK	Stop();                                 //发送停止命令
}

2. 第二步：驱动关键外设（OLED+PCF8563+DHT11）

（1）OLED 屏幕驱动（PCF8563.h）

实现屏幕初始化、显示字符串 / 数字等基础功能，重点是 “固定显示区域”（避免全屏刷新导致闪烁）。

代码文件：`PCF8563.h`（关键函数声明）

#ifndef __PCF8563_H__
#define __PCF8563_H__#include	"GPIO.h"
#include    "NVIC.h"
#include    "Switch.h"
#include	"I2C.h"// 设备地址
#define		PCF8563_DEV_ADDR		0xa2
// 存储地址(寄存器地址): 时间(秒)存储地址
#define		PCF8563_REG_SECOND		0x02// 10进制数转BCD数：十位取出左移4位 + 个位 (得到BCD数)
#define WRITE_BCD(val) 	((val / 10) << 4) + (val % 10)
// BCD数转10进制数：将高4位乘以10 + 低四位 (得到10进制数)
#define READ_BCD(val) 	(val >> 4) * 10 + (val & 0x0F) // ======================时间日期
typedef struct {u16 year;u8 month;u8 day;u8 weekday;u8 hour;u8 minute;u8 second;
} Clock_t;// PCF8563初始化
void PCF8563_init();// 设置时间
void PCF8563_set_clock(Clock_t temp);// 获取时间
void PCF8563_get_clock(Clock_t *temp);//=============================闹钟
typedef struct {// 设置分\时\天\周，如果为-1，禁用此项char minute ;char hour ;char day ;char weekday;
} Alarm_t;// 设置闹钟
void PCF8563_set_alarm(Alarm_t alarm);
// 启用闹钟
void PCF8563_enable_alarm();
// 禁用闹钟Alarm
void PCF8563_disable_alarm();
// 清理闹钟标记
void PCF8563_alarm_clear_flag();//=============================定时器
// 国产芯片的HZ1有问题，不要使用，建议使用HZ64
typedef enum { HZ4096 = 0, HZ64 = 1, HZ1 = 2, HZ1_60 = 3} TimerFreq;// 启动定时器
void PCF8563_enable_timer();
// 禁用定时器
void PCF8563_disable_timer();
// 清除定时器标志位
void PCF8563_clear_timer();     
// 设置定时器，参数1：时钟频率 参数2：倒计时计算值，时间为：参数2/参数1
void PCF8563_set_timer(TimerFreq freq, u8 countdown);// 闹钟中断处理函数，需要用户定义此函数
void PCF8563_on_alarm();
// 定时器中断处理函数，需要用户定义此函数
void PCF8563_on_timer();#endif

（2）PCF8563RTC 驱动（获取时间 / 日期）

PCF8563的时间 / 日期存储在 0x00-0x06 寄存器中，需通过 I2C 读写这些寄存器，注意 “BCD 码转换”（寄存器值为 BCD 码，需转为十进制才能显示）。

代码片段：`PCF8563.c`（读取时间核心函数）

#include "PCF8563.h"// GPIO
static void GPIO_config(void) {GPIO_InitTypeDef	GPIO_InitStructure;		//结构定义// P32 P33 开漏输出GPIO_InitStructure.Pin  = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;		//指定要初始化的IO,GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_OUT_OD;	//指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PPGPIO_Inilize(GPIO_P3, &GPIO_InitStructure);//初始化// INT3: P37   准双向口GPIO_InitStructure.Pin  = GPIO_Pin_7;		//指定要初始化的IO,GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp;	//指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PPGPIO_Inilize(GPIO_P3, &GPIO_InitStructure);//初始化}/****************  I2C初始化函数 *****************/
static void	I2C_config(void)
{I2C_InitTypeDef		I2C_InitStructure;I2C_InitStructure.I2C_Mode      = I2C_Mode_Master;	//主从选择   I2C_Mode_Master, I2C_Mode_SlaveI2C_InitStructure.I2C_Enable    = ENABLE;			//I2C功能使能,   ENABLE, DISABLEI2C_InitStructure.I2C_MS_WDTA   = DISABLE;			//主机使能自动发送,  ENABLE, DISABLEI2C_InitStructure.I2C_Speed     = 13;				//总线速度=Fosc/2/(Speed*2+4),      0~63// 400k, 24M => 13/*总线速度=Fosc/2/(Speed*2+4),      0~63400 k  = =24 M/2/(Speed*2+4)400 000 = 24 000 000 / 2 / (Speed*2+4)*/I2C_Init(&I2C_InitStructure);NVIC_I2C_Init(I2C_Mode_Master,DISABLE,Priority_0);	//主从模式, I2C_Mode_Master, I2C_Mode_Slave; 中断使能, ENABLE/DISABLE; 优先级(低到高) Priority_0,Priority_1,Priority_2,Priority_3I2C_SW(I2C_P33_P32);					//I2C_P14_P15,I2C_P24_P25,I2C_P33_P32
}
// PCF8563初始化
void PCF8563_init() {// 一定要EAXSFR();		/* 扩展寄存器访问使能 */GPIO_config();I2C_config();
}
// 设置时间
void PCF8563_set_clock(Clock_t temp) {u8 p[7], C;//              8  4  2  1  8421码// 7  6  5  4   3  2  1  0  位置，从右往左算// y  y  y  y   x  x  x  x  内容占位// 秒的寄存器地址为： 0x02// 秒p[0]:  第0~3位记录个位，第4~6位记录十位p[0] =  WRITE_BCD(temp.second);// 分p[1]: 第0~3位，保存个数，第4到6位，保存十位p[1] =  WRITE_BCD(temp.minute);// 时p[2]：第0~3位，保存个数，第4到5位，保存十位p[2] =  WRITE_BCD(temp.hour);// 日p[3]：第0~3位，保存个数，第4到5位，保存十位p[3] =  WRITE_BCD(temp.day);// 周p[4]：第0~2位，保存个数p[4] =  temp.weekday;// 月_世纪p[5]:  第0~3位记录个位，第4位记录十位，第7位为0，世纪数为20xx，为1，世纪数为21xxC = temp.year >= 2100 ? 1 : 0;  // 第7位为0，世纪数为20xx，为1，世纪数为21xxp[5] =   WRITE_BCD(temp.month) + (C << 7);// 年p[6]：第0~3位，保存个数，第4到7位，保存十位// 2024   取出 24 中  2 和 4// p[6] =  (year % 10) + ((year % 100 / 10) << 4);p[6] = WRITE_BCD(temp.year % 100);// 写// I2C_WriteNbyte(0xa2, 0x02, &p[0], 7);I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, PCF8563_REG_SECOND, p, 7);
}// 获取时间
void PCF8563_get_clock(Clock_t *temp) {u8 p[7], C;// 读I2C_ReadNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, PCF8563_REG_SECOND, p, 7);//              8  4  2  1  8421码// 7  6  5  4   3  2  1  0  位置，从右往左算// y  y  y  y   x  x  x  x  内容占位// 秒的寄存器地址为： 0x02// 秒p[0]:  第0~3位记录个位，第4~6位记录十位temp->second = READ_BCD(p[0]);// 分p[1]: 第0~3位，保存个数，第4到6位，保存十位temp->minute = READ_BCD(p[1]);// 时p[2]：第0~3位，保存个数，第4到5位，保存十位temp->hour = READ_BCD(p[2]);// 日p[3]：第0~3位，保存个数，第4到5位，保存十位temp->day = READ_BCD(p[3]);// 周p[4]：第0~2位，保存个数temp->weekday = p[4];// 月_世纪p[5] C:  第0~3位记录个位，第4位记录十位，第7位为0，世纪数为20xx，为1，世纪数为21xx// 取出最高位C =  p[5] >> 7;// p[5] 第7位置0p[5] &= ~(1 << 7);temp->month = READ_BCD(p[5]);// 年p[6]：第0~3位，保存个数，第4到7位，保存十位temp->year = READ_BCD(p[6]) + (C == 0 ? 2000 : 2100);}
//=============================闹钟
// 设置闹钟
void PCF8563_set_alarm(Alarm_t alarm) {u8 p[4];// 默认第7位为0，默认启动的// 分p[0]: 第0~3位,记录个数, 第4~6位记录十位, 第7位：置0启动, 置1禁用if (alarm.minute == -1) {p[0] = (1 << 7); // 禁用    1 << 7 ===> 0x80} else {p[0] =  WRITE_BCD(alarm.minute);}// 时p[1]: 第0~3位,记录个数, 第4~5位记录十位, 第7位：置0启动, 置1禁用p[1] =  alarm.hour == -1 ? 0x80 : WRITE_BCD(alarm.hour);// 日p[2]: 第0~3位,记录个数, 第4~5位记录十位, 第7位：置0启动, 置1禁用p[2] =   alarm.day == -1 ? 0x80 : WRITE_BCD(alarm.day);// 周p[3]: 第0~2位,记录个数, 第7位：置0启动, 置1禁用p[3] =  alarm.weekday == -1 ? 0x80 : alarm.weekday ;// 写数据I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x09, p, 4);}// 启用闹钟
void PCF8563_enable_alarm() {u8 cfg;//===================2.2 闹钟开启 寄存器地址 0x01//a) 读原来的配置(不要乱改配置，只改自己的位，其它维持不变)I2C_ReadNbyte(0xa2, 0x01, &cfg,  1);//b) 在原来配置的基础上，清除标志位  第3位：置0清除标志位，置1维持不变cfg &= ~(1 << 3);//c) 在原来配置基础上，启动闹钟，第1位：置0禁用，置1启动cfg |= (1 << 1);  // 置1启动//d) 重新写入配置I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);}// 禁用闹钟Alarm
void PCF8563_disable_alarm() {u8 cfg;//===================2.2 闹钟开启 寄存器地址 0x01//a) 读原来的配置(不要乱改配置，只改自己的位，其它维持不变)I2C_ReadNbyte(0xa2, 0x01, &cfg,  1);//b) 在原来配置的基础上，清除标志位  第3位：置0清除标志位，置1维持不变cfg &= ~(1 << 3);//c) 在原来配置基础上，启动闹钟，第1位：置0禁用，置1启动cfg &= ~(1 << 1); // 置0禁用//d) 重新写入配置I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);
}
// 清理闹钟标记
void PCF8563_alarm_clear_flag() {u8 cfg;//===================寄存器地址 0x01//a) 读原来的配置(不要乱改配置，只改自己的位，其它维持不变)I2C_ReadNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg,  1);//b) 在原来配置的基础上，清除标志位  第3位：置0清除标志位，置1维持不变cfg &= ~(1 << 3);//c) 重新写入配置I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1); 
}//=============================定时器
// 启动定时器
void PCF8563_enable_timer() {u8 cfg;//============2 定时器开启  寄存器地址 0x01//a) 读原来的配置(不要乱改配置，只改自己的位，其它维持不变)I2C_ReadNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);//b) 在原来配置的基础上，清除标志位，第2位：置0清除标志位，置1维持不变cfg &= ~(1 << 2);//c) 在原来配置基础上，启动定时器，第0位：置0禁用，置1启用cfg |= (1 << 0);   // 第0位：置1启用 //d) 重新写入配置I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);}// 禁用定时器
void PCF8563_disable_timer() {u8 cfg;//============2 定时器  寄存器地址 0x01//a) 读原来的配置(不要乱改配置，只改自己的位，其它维持不变)I2C_ReadNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);//b) 在原来配置的基础上，清除标志位，第2位：置0清除标志位，置1维持不变cfg &= ~(1 << 2);//c) 在原来配置基础上，启动定时器，第0位：置0禁用，置1启用cfg &= ~(1 << 0);   // 第0位：置0禁用//d) 重新写入配置I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);
}// 清除定时器标志位
void PCF8563_clear_timer() {u8 cfg;//a) 读原来的配置(不要乱改配置，只改自己的位，其它维持不变)I2C_ReadNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);//b) 在原来配置的基础上，清除标志位，第2位：置0清除标志位，置1维持不变cfg &= ~(1 << 2);    //c) 重新写入配置I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x01, &cfg, 1);
}// 设置定时器，参数1：时钟频率 参数2：倒计时计算值，时间为：参数2/参数1
void PCF8563_set_timer(TimerFreq freq, u8 countdown) {u8 p[2];//============1 定时器设置 寄存器地址 0x0e//a) 时钟频率// 0x00: 4.096 khz   0x01: 64 hz  0x02: 1hz(咱们芯片用不了)  0x03: 1/60 hz// 第7位为0，定时器禁用，第七位为1，定时器启用p[0] = freq + (1 << 7);//b) 计数值(0~255) ===》时间为： 计数值/时钟频率p[1] = countdown;// 写I2C_WriteNbyte(PCF8563_DEV_ADDR, 0x0e, p, 2);
}// INT3 中断回调函数
void exti_int3_call() {u8 cfg;//寄存器地址 0x01//a) 读原来的配置(不要乱改配置，只改自己的位，其它维持不变)I2C_ReadNbyte(0xa2, 0x01, &cfg,  1);// 闹钟第1位和第3位为1，说明是闹钟触发了中断if ((cfg & 0x02) && (cfg & 0x08)) {PCF8563_on_alarm(); // 调用// 清除标志位后，闹钟，才能重复使用PCF8563_alarm_clear_flag();} if ((cfg & 0x01) && (cfg & 0x04)) {  // 定时器第0位和第2位为1，说明是定时器触发了中断PCF8563_on_timer(); // 调用//============定时器清除标志位，才能重复  寄存器地址 0x01PCF8563_clear_timer();}}

（3）DHT11 温湿度驱动（单总线）

DHT11 对时序要求严格，需精确控制 “拉低总线→等待响应→读取 40 位数据” 的过程，建议用_nop_()微调延时。

代码片段：`DHT11.h`（读取温湿度）

注意：由于DHT11.c里面有使用printf，所以，main函数一定要配置串口打印

#ifndef __DHT11_H__
#define __DHT11_H__#include "GPIO.h"
#include "delay.h"// 注意：由于DHT11.c里面有使用printf，所以，main函数一定要配置串口打印#define DHT		P46	// DHT11引脚void DHT11_init();
// 返回-1：获取数据失败， 返回0：获取数据成功
char DHT11_get_humidity_temperature(int *humidity, float *temperature);#endif

代码片段：`DHT11.c`（读取温湿度）

#include "DHT11.h"#define wait_level_change(level, min, max, desc)  { cnt = 0;  \do { cnt++; Delay1us(); } while (DHT == level); \if (cnt < min || cnt > max) { printf("%s err cnt = %d\n", desc, (int)cnt); return -1;}   }// XDATA内存模型 NOP5()  DATA内存模型 NOP10()    
void Delay1us(void) {NOP5();
}// GPIO
static void GPIO_config(void) {GPIO_InitTypeDef	GPIO_InitStructure;		//结构定义// P46GPIO_InitStructure.Pin  = GPIO_Pin_6;		//指定要初始化的IO,GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp;	//指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PPGPIO_Inilize(GPIO_P4, &GPIO_InitStructure);//初始化
}void DHT11_init() {GPIO_config();
}// 返回-1：获取数据失败， 返回0：获取数据成功
char DHT11_get_humidity_temperature(int *humidity, float *temperature) {u16 cnt = 0;u8 num = 0;char i, j;u8 dat[5] = {0};// printf("start\n");// 1. 主机(stc8h) 拉低  18ms ~ 30msDHT = 0;delay_ms(20);DHT = 1;// 2. 主机释放总时间 10us ~ 35uscnt = 0;do {cnt++;Delay1us();} while(DHT == 1 && cnt < 50);if (cnt < 10 || cnt > 35) {printf("%s err cnt = %d\n", "主机释放总时间", (int)cnt);return -1;}// 3. 响应低电平时间 78us ~ 88uswait_level_change(0, 78, 88, "响应低电平时间");// 4. 响应高电平时间 80us ~ 92uswait_level_change(1, 80, 92, "响应高电平时间");// 5. 收到主机起始信号后，传感器一次性从数据总线（SDA)串出40位数据，高位先出// 40位数据，1字节8位，需要5个字节for (i = 0; i < 5; i++)  {for (j = 0; j < 8; j++)  {// 5.1 信号低电平时间 50us ~ 58uswait_level_change(0, 45, 58, "信号低电平时间");// 5.2 真正的0、1数据 23us ~74 us// 信号0 高电平时间  23us ~ 27us// 信号1 高电平时间  68us ~ 74us// wait_level_change(1, 23, 74, "真正的数据");cnt = 0;do {Delay1us();cnt++;} while (DHT == 1);dat[i] <<= 1;if (cnt >= 68) {dat[i] |= 0x01;}}}// 6. 数据校验// 湿度高 8 位    湿度低 8 位        温度高 8 位    温度低 8 位    校验位// dat[0]           dat[1]            dat[2]         dat[3]        dat[4]// 6.1 校验位＝湿度高位+湿度低位+温度高位+温度低位if (dat[4] != (dat[0]    +      dat[1]    +       dat[2]    +    dat[3] )) {printf("校验失败\n");return - 1;}// 6.2 湿度高位为湿度整数部分数据，湿度低位为湿度小数部分数据，其中湿度小数部分为 0*humidity = (int)dat[0];//printf("湿度: %d %%\n", (int)dat[0]);// 6.3 温度高位为温度整数部分数据，温度低位为温度小数部分数据(1位小数点)// 且温度低位 Bit8 (最高位) 为 1 则表示负温度，否则为正温度*temperature = dat[2] + (dat[3] & 0x7f) * 0.1;if (dat[3] & 0x80) {*temperature = -(*temperature);}//printf("温度: %.1f °\n", t);return 0;
}

3. 第三步：主函数整合（数据采集 + 显示）

主函数逻辑很简单：初始化外设→循环采集数据→格式化显示，重点是 “定时刷新”（1 秒刷新一次，避免屏幕闪烁）。

代码文件：`main.c`（核心逻辑）

#include    "config.h"
#include    "oled.h"
#include    "bmp.h"
#include    "GPIO.h"
#include    "UART.h"
#include    "NVIC.h"
#include    "Switch.h"
#include    "Delay.h"
#include    "PCF8563.h"
#include	"Exti.h"
#include    "DHT11.h" // 注意：由于DHT11.c里面有使用printf，所以，main函数一定要配置串口打印
// GPIO
void GPIO_config(void) {GPIO_InitTypeDef	GPIO_InitStructure;		//结构定义// UART1: P30   P31   准双向口GPIO_InitStructure.Pin  = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;		//指定要初始化的IO,GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp;	//指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PPGPIO_Inilize(GPIO_P3, &GPIO_InitStructure);//初始化// P32 P33 开漏输出P3_MODE_OUT_OD(GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3);
}// 串口配置的函数定义
void UART_config(void) {// >>> 记得添加 NVIC.c, UART.c, UART_Isr.c <<<//   结构体类型      变量COMx_InitDefine		a;					//结构定义a.UART_Mode      = UART_8bit_BRTx;	//模式, UART_ShiftRight,UART_8bit_BRTx,UART_9bit,UART_9bit_BRTxa.UART_BRT_Use   = BRT_Timer1;			//选择波特率发生器, BRT_Timer1, BRT_Timer2 (注意: 串口2固定使用BRT_Timer2)a.UART_BaudRate  = 115200ul;			//波特率, 一般 110 ~ 115200a.UART_RxEnable  = ENABLE;				//接收允许,   ENABLE或DISABLEa.BaudRateDouble = DISABLE;			//波特率加倍, ENABLE或DISABLEUART_Configuration(UART1, &a);		//初始化串口1 UART1,UART2,UART3,UART4NVIC_UART1_Init(ENABLE,Priority_1);		//中断使能, ENABLE/DISABLE; 优先级(低到高) Priority_0,Priority_1,Priority_2,Priority_3UART1_SW(UART1_SW_P30_P31);		// 引脚选择, UART1_SW_P30_P31,UART1_SW_P36_P37,UART1_SW_P16_P17,UART1_SW_P43_P44
}/******************** INT配置 ********************/
void	Exti_config(void)
{EXTI_InitTypeDef	Exti_InitStructure;							//结构定义// INT3Exti_InitStructure.EXTI_Mode      = EXT_MODE_RiseFall;//中断模式,   EXT_MODE_RiseFall,EXT_MODE_FallExt_Inilize(EXT_INT3,&Exti_InitStructure);				//初始化NVIC_INT3_Init(ENABLE,Priority_0);		//中断使能, ENABLE/DISABLE; 优先级(低到高) Priority_0,Priority_1,Priority_2,Priority_3
}// PCF8563_on_alarm和PCF8563_on_timer一定要定义，除非把函数调用注释// 闹钟中断处理函数
void PCF8563_on_alarm() {}// 定时器中断处理函数
void PCF8563_on_timer() {}void main() {Clock_t clk;u8 buf[30];char res;float t;int h;// PCF8563初始化PCF8563_init();// 调用函数GPIO_config();UART_config();Exti_config(); // 中断DHT11_init();OLED_Init();//初始化OLEDOLED_ColorTurn(0);//0正常显示，1 反色显示OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示// 串口，要使用到中断，需要打开开关、EA = 1;//==================================写时间日期clk.year = 2025;clk.month = 4;clk.day = 21;// 0  星期天  1 星期一   6 星期六clk.weekday = 0; // 星期几  (0~6范围)clk.hour = 23;clk.minute = 58;clk.second = 55;PCF8563_set_clock(clk);   // 设置时间while(1) {PCF8563_get_clock(&clk);  // 获取时间sprintf(buf, "date: %02d-%02d-%02d", (int)clk.year, (int)clk.month, (int)clk.day);OLED_ShowString(0, 0, buf, 16);sprintf(buf, "time: %02d:%02d:%02d", (int)clk.hour, (int)clk.minute, (int)clk.second);OLED_ShowString(0, 2, buf, 16);res = DHT11_get_humidity_temperature(&h, &t);if (res == 0) {sprintf(buf, "temp: %.1f", t);OLED_ShowString(0, 4, buf, 16);sprintf(buf, "humidity: %d", h);OLED_ShowString(0, 6, buf, 16);}delay_ms(250);delay_ms(250);delay_ms(250);delay_ms(250);}
}

在这里插入图片描述

oled.h 代码文件时我买i2c屏幕中的赠送的库函数

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H#include "config.h"		  	 //#define  u8 unsigned char  // 记得注释，不然，后面串口打印有问题
//#define  u16 unsigned int
//#define  u32 unsigned int#define OLED_CMD  0	//写命令
#define OLED_DATA 1	//写数据sbit OLED_SCL=P3^2;//SCL
sbit OLED_SDA=P3^3;//SDA
sbit OLED_RES =P1^2;//RES//-----------------OLED端口定义----------------#define OLED_SCL_Clr() OLED_SCL=0
#define OLED_SCL_Set() OLED_SCL=1#define OLED_SDA_Clr() OLED_SDA=0
#define OLED_SDA_Set() OLED_SDA=1#define OLED_RES_Clr() OLED_RES=0
#define OLED_RES_Set() OLED_RES=1////OLED控制用函数
//void delay_ms(unsigned int ms);
void OLED_ColorTurn(u8 i);
void OLED_DisplayTurn(u8 i);
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd);
void OLED_Set_Pos(u8 x, u8 y);
void OLED_Display_On(void);
void OLED_Display_Off(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 sizey);
u32 oled_pow(u8 m,u8 n);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 sizey);
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 sizey);
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 no,u8 sizey);
void OLED_DrawBMP(u8 x,u8 y,u8 sizex, u8 sizey,u8 BMP[]);
void OLED_Init(void);#endif

在这里插入图片描述

oled.c 代码文件时我买i2c屏幕中的赠送的库函数


#include "oled.h"
#include "oledfont.h" 
#include	"Delay.h"
#include	"I2C.h"//OLED的显存
//存放格式如下.
//[0]0 1 2 3 ... 127	
//[1]0 1 2 3 ... 127	
//[2]0 1 2 3 ... 127	
//[3]0 1 2 3 ... 127	
//[4]0 1 2 3 ... 127	
//[5]0 1 2 3 ... 127	
//[6]0 1 2 3 ... 127	
//[7]0 1 2 3 ... 127 			   
//void delay_ms(unsigned int ms)
//{                         
//	unsigned int a;
//	while(ms)
//	{
//		a=1800;
//		while(a--);
//		ms--;
//	}
//	return;
//}//反显函数
void OLED_ColorTurn(u8 i)
{if(i==0){OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//正常显示}if(i==1){OLED_WR_Byte(0xA7,OLED_CMD);//反色显示}
}//屏幕旋转180度
void OLED_DisplayTurn(u8 i)
{if(i==0){OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//正常显示OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);}if(i==1){OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD);//反转显示OLED_WR_Byte(0xA0,OLED_CMD);}
}//延时
void IIC_delay(void)
{u8 t=1;while(t--);
}//起始信号
void I2C_Start(void)
{OLED_SDA_Set();OLED_SCL_Set();IIC_delay();OLED_SDA_Clr();IIC_delay();OLED_SCL_Clr();}//结束信号
void I2C_Stop(void)
{OLED_SDA_Clr();OLED_SCL_Set();IIC_delay();OLED_SDA_Set();
}//等待信号响应
void I2C_WaitAck(void) //测数据信号的电平
{OLED_SDA_Set();IIC_delay();OLED_SCL_Set();IIC_delay();OLED_SCL_Clr();IIC_delay();
}//写入一个字节
void Send_Byte(u8 dat)
{u8 i;for(i=0;i<8;i++){OLED_SCL_Clr();//将时钟信号设置为低电平if(dat&0x80)//将dat的8位从最高位依次写入{OLED_SDA_Set();}else{OLED_SDA_Clr();}IIC_delay();OLED_SCL_Set();IIC_delay();OLED_SCL_Clr();dat<<=1;}
}//发送一个字节
//向SSD1306写入一个字节。
//mode:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 mode)
{/*I2C_Start();Send_Byte(0x78);I2C_WaitAck();if(mode){Send_Byte(0x40);}else{Send_Byte(0x00);}I2C_WaitAck();Send_Byte(dat);I2C_WaitAck();I2C_Stop(); */if(mode) { // 0x78  0x40I2C_WriteNbyte(0x78,0x40, &dat, 1);} else { // 0x78  0x00I2C_WriteNbyte(0x78 , 0x00, &dat, 1);}}//坐标设置void OLED_Set_Pos(u8 x, u8 y) 
{ OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);OLED_WR_Byte((x&0x0f),OLED_CMD);
}   	  
//开启OLED显示    
void OLED_Display_On(void)
{OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD);  //DCDC ONOLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD);  //DISPLAY ON
}
//关闭OLED显示     
void OLED_Display_Off(void)
{OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD);  //DCDC OFFOLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD);  //DISPLAY OFF
}		   			 
//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!	  
void OLED_Clear(void)  
{  u8 i,n;		    for(i=0;i<8;i++)  {  OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA); } //更新显示
}//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63				 
//sizey:选择字体 6x8  8x16
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 sizey)
{      	u8 c=0,sizex=sizey/2;u16 i=0,size1;if(sizey==8)size1=6;else size1=(sizey/8+((sizey%8)?1:0))*(sizey/2);c=chr-' ';//得到偏移后的值OLED_Set_Pos(x,y);for(i=0;i<size1;i++){if(i%sizex==0&&sizey!=8) OLED_Set_Pos(x,y++);if(sizey==8) OLED_WR_Byte(asc2_0806[c][i],OLED_DATA);//6X8字号else if(sizey==16) OLED_WR_Byte(asc2_1608[c][i],OLED_DATA);//8x16字号
//		else if(sizey==xx) OLED_WR_Byte(asc2_xxxx[c][i],OLED_DATA);//用户添加字号else return;}
}
//m^n函数
u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
{u32 result=1;	 while(n--)result*=m;    return result;
}				  
//显示数字
//x,y :起点坐标
//num:要显示的数字
//len :数字的位数
//sizey:字体大小		  
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 sizey)
{         	u8 t,temp,m=0;u8 enshow=0;if(sizey==8)m=2;for(t=0;t<len;t++){temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;if(enshow==0&&t<(len-1)){if(temp==0){OLED_ShowChar(x+(sizey/2+m)*t,y,' ',sizey);continue;}else enshow=1;}OLED_ShowChar(x+(sizey/2+m)*t,y,temp+'0',sizey);}
}
//显示一个字符号串
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 sizey)
{u8 j=0;while (chr[j]!='\0'){		OLED_ShowChar(x,y,chr[j++],sizey);if(sizey==8)x+=6;else x+=sizey/2;}
}
//显示汉字
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 no,u8 sizey)
{u16 i,size1=(sizey/8+((sizey%8)?1:0))*sizey;for(i=0;i<size1;i++){if(i%sizey==0) OLED_Set_Pos(x,y++);if(sizey==16) OLED_WR_Byte(Hzk[no][i],OLED_DATA);//16x16字号
//		else if(sizey==xx) OLED_WR_Byte(xxx[c][i],OLED_DATA);//用户添加字号else return;}				
}//显示图片
//x,y显示坐标
//sizex,sizey,图片长宽
//BMP：要显示的图片
void OLED_DrawBMP(u8 x,u8 y,u8 sizex, u8 sizey,u8 BMP[])
{ 	u16 j=0;u8 i,m;sizey=sizey/8+((sizey%8)?1:0);for(i=0;i<sizey;i++){OLED_Set_Pos(x,i+y);for(m=0;m<sizex;m++){      OLED_WR_Byte(BMP[j++],OLED_DATA);	    	}}
} //初始化				    
void OLED_Init(void)
{OLED_RES_Clr();delay_ms(200);OLED_RES_Set();OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panelOLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column addressOLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column addressOLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control registerOLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD); // Set SEG Output Current BrightnessOLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0左右反置 0xa1正常OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0上下反置 0xc8正常OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal displayOLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 dutyOLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset	Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offsetOLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequencyOLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/SecOLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge periodOLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 ClockOLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configurationOLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomhOLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect LevelOLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disableOLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disableOLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7) OLED_Clear();OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); /*display ON*/ 
}

bmp.h 是专门存放照片文件的，在买屏幕的时候，官方会有写的可以参考学习一下，还有画一个图案实现在屏幕上。

#ifndef __BMP_H
#define __BMP_H
unsigned char code BMP1[] =
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