ESP32_u8g2移植

前言
U8g2 是一个用于嵌入式设备的单色图形库。U8g2支持单色OLED和LCD，并支持如SSD1306 SSD1315等多种类型的OLED驱动，几乎市面上常见都支持。
U8g2源码 download：https://github.com/olikraus/u8g2
在这里插入图片描述
1：环境
ESP32 S3(ESP32-S3-DevKitC-1 44pin)
vscdoe+idf5.4.1

2: 在vscode 创建个工程模块helloworld就行

3：增加组件
idf.py create-component -C components/u8g2
会创建u8g2 目录里面有还有include目录（u8g2.h）于u8g2.c cmakefile
1>把 u8g2-master\csrc
.h 文件拷贝到工程/components/u8g2/include 4个文件 u8g2.h覆盖就好
u8g2.c 移动到src 目录
2> 删除多余文件
u8x8_d_*****.c 这里只保留u8x8_d_ssd1306_128x64_noname.c 与 u8x8_d_ssd1315_128x64_noname.c
其他都删除了，这里保留2个，可能还会用到1315 所以先保留下来
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3>u8g2_d_setup.c
以128*64 为例
_f 全缓冲（Full） 128×64÷8 = 1024 字节一次性渲染全屏幕，速度最快内存充足的设备（如 ESP32）
_1 单页缓冲（Page 1） 128×8÷8 = 128 字节逐页渲染，需循环处理 8 页内存紧张的设备（如 Arduino Uno）
_2 双页缓冲（Page 2） 128×16÷8 = 256 字节逐页渲染，减少页切换频率内存有限但需稍快速度
只保留了2个函数

/* ssd1306 f */
void u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(u8g2_t *u8g2, const u8g2_cb_t *rotation, u8x8_msg_cb byte_cb, u8x8_msg_cb gpio_and_delay_cb)
{uint8_t tile_buf_height;uint8_t *buf;u8g2_SetupDisplay(u8g2, u8x8_d_ssd1306_128x64_noname, u8x8_cad_ssd13xx_fast_i2c, byte_cb, gpio_and_delay_cb);buf = u8g2_m_16_8_f(&tile_buf_height);u8g2_SetupBuffer(u8g2, buf, tile_buf_height, u8g2_ll_hvline_vertical_top_lsb, rotation);
}
/* ssd1315 f */
void u8g2_Setup_ssd1315_i2c_128x64_noname_f(u8g2_t *u8g2, const u8g2_cb_t *rotation, u8x8_msg_cb byte_cb, u8x8_msg_cb gpio_and_delay_cb)
{uint8_t tile_buf_height;uint8_t *buf;u8g2_SetupDisplay(u8g2, u8x8_d_ssd1315_128x64_noname, u8x8_cad_ssd13xx_fast_i2c, byte_cb, gpio_and_delay_cb);buf = u8g2_m_16_8_f(&tile_buf_height);u8g2_SetupBuffer(u8g2, buf, tile_buf_height, u8g2_ll_hvline_vertical_top_lsb, rotation);
}

4>修改u8g2_d_memory.c
只保留上面2个函数用到的函数(默认情况下全是静态变量，内存如果足够大，这个文件可以不修改，全保留)

uint8_t *u8g2_m_16_8_f(uint8_t *page_cnt)
{#ifdef U8G2_USE_DYNAMIC_ALLOC*page_cnt = 8;return 0;#elsestatic uint8_t buf[1024];*page_cnt = 8;return buf;#endif
}

5>修改 components/u8g2的cmakefile

#idf_component_register(SRCS "u8g2.c"
#                   INCLUDE_DIRS "include")
# 定义变量，存储所有 .c 文件路径
file(GLOB MY_C_FILES "src/*.c")  # "src/" 是目标目录，"*.c" 匹配所有 .c 文件
## 递归匹配 "src" 目录及所有子目录下的 .c 文件
#file(GLOB_RECURSE MY_C_FILES "src/*.c")
# 在 ESP-IDF 中，将文件添加到组件编译（如果是 main 组件）
idf_component_register(SRCS ${MY_C_FILES}  # 通过变量引用所有 .c 文件INCLUDE_DIRS "include"    # 包含目录（根据实际情况修改）
)
# 排除 "src/test" 目录下的 .c 文件
#file(GLOB_RECURSE MY_C_FILES 
#    "src/*.c"
#   PATTERN "src/test/*" EXCLUDE  # 排除指定路径
#)

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6>其他配置
在这里插入图片描述

4：上main.c

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/i2c_master.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "u8g2.h"
#include "driver/i2c.h"
#include "esp_system.h"
#include "nvs_flash.h"
#include <xtensa/xtruntime.h>
#include "esp_log.h"// 日志标签
static const char *TAG = "OLED_EXAMPLE";// 引脚定义（SCL: GPIO9, SDA: GPIO10）
#define BOARD_I2C_SDA         47
#define BOARD_I2C_SCL         21#define OLED_SCL_GPIO BOARD_I2C_SCL
#define OLED_SDA_GPIO BOARD_I2C_SDA
// 可选：LED引脚（如果需要）
#define LED_GPIO 38 //or  48  需要锡焊下，这里就免了// 函数声明
void OLED_W_SCL(uint8_t BitValue);
void OLED_W_SDA(uint8_t BitValue);
void OLED_GPIO_Init(void);
void led_init(void);
void LED(uint8_t state);
void LED_TOGGLE(void);// 微秒级延时（ESP32内置函数）
#define ets_delay_us(us) ({ \uint32_t _count = (us) * (XTAL_CLK_FREQ / 1000000) / 2; \while (_count--) { \__asm__ __volatile__("nop"); \} \
})// 自定义延时函数（纳秒级，近似）
void ns_delay(int ns) {// 1ns约对应XTAL时钟的1/40（ESP32默认40MHz XTAL）int nop_count = ns / 25; for (int i = 0; i < nop_count; i++) {__asm__ __volatile__("nop");}
}// U8g2的GPIO和延时回调函数
uint8_t u8g2_gpio_and_delay_esp32(U8X8_UNUSED u8x8_t *u8x8, U8X8_UNUSED uint8_t msg, U8X8_UNUSED uint8_t arg_int, U8X8_UNUSED void *arg_ptr) {switch(msg) {case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:  // 毫秒级延时vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(arg_int));break;case U8X8_MSG_DELAY_10MICRO:  // 10微秒延时（修正原10ms错误）ets_delay_us(10);break;case U8X8_MSG_DELAY_100NANO:  // 100纳秒延时ns_delay(100);break;case U8X8_MSG_GPIO_I2C_CLOCK:  // I2C时钟线控制OLED_W_SCL(arg_int);break;case U8X8_MSG_GPIO_I2C_DATA:  // I2C数据线控制OLED_W_SDA(arg_int);break;default:return 0;  // 未实现的消息}return 1;  // 成功处理
}// 绘制圆形任务
void draw_circle_fun(u8g2_t* u8g2) {u8g2_ClearBuffer(u8g2);  // 清空缓冲区// 1. 绘制完整圆形轮廓（圆心(64,32)，半径20）u8g2_DrawCircle(u8g2, 64, 32, 20, U8G2_DRAW_ALL);// 2. 绘制填充圆形（圆心(30,30)，半径15）//u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2, 30, 30, 15, U8G2_DRAW_ALL);u8g2_DrawFilledEllipse(u8g2,       // U8g2实例30, 30,      // 中心坐标(x0=64, y0=32)，对应128x64屏幕的中心15, 15,      // rx=40（水平半径），ry=20（垂直半径）U8G2_DRAW_ALL  // 绘制完整椭圆);// 3. 绘制部分圆弧（右上象限，圆心(100,30)，半径10）u8g2_DrawCircle(u8g2, 100, 30, 10, U8G2_DRAW_UPPER_RIGHT);u8g2_DrawBox(u8g2, 100, 30,20,20);u8g2_SendBuffer(u8g2);  // 将缓冲区内容发送到屏幕vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));  // 每秒刷新一次}void app_main(void) {esp_err_t ret;// 初始化NVS（非易失性存储）
// 需要调用 nvs_flash_init() 的场景
// 如果你的应用程序使用了以下功能，必须初始化 NVS：
// WiFi / 蓝牙功能：WiFi 的连接凭证（SSID、密码）、蓝牙的配对信息等默认存储在 NVS 中，不初始化会导致 WiFi / 蓝牙无法正常工作。
// OTA 升级：OTA 相关的状态信息（如当前固件版本、升级标志）需要 NVS 存储。
// 分区表中的 NVS 分区：默认的 ESP-IDF 分区表包含 nvs 分区（用于用户数据）和 nvs_keys 分区（用于加密密钥），若需使用这些分区存储自定义数据（如设备配置），必须初始化。
// 其他依赖 NVS 的组件：如 esp_http_client 的缓存、esp_https_ota 的状态记录等，底层可能依赖 NVS。ret = nvs_flash_init();if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());ret = nvs_flash_init();}ESP_ERROR_CHECK(ret);// 初始化LED（可选，用于调试）led_init();// 初始化OLED引脚（SCL/SDA）OLED_GPIO_Init();// 初始化U8g2u8g2_t u8g2;// 配置SSD1306 128x64，全屏缓冲，软件I2Cu8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_sw_i2c,  // 软件I2C发送函数u8g2_gpio_and_delay_esp32);  // 回调函数u8g2_InitDisplay(&u8g2);  // 初始化显示器u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0);  // 唤醒显示器u8g2_ClearBuffer(&u8g2);  // 清空缓冲区// 绘制十字线u8g2_DrawLine(&u8g2, 0, 0, 127, 63);u8g2_DrawLine(&u8g2, 127, 0, 0, 63);u8g2_SendBuffer(&u8g2);  // 发送缓冲区数据到屏幕// 主循环while (1) {LED_TOGGLE();  // 闪烁LED表示程序运行vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));  // 延时500msdraw_circle_fun(&u8g2);}
}// 控制SCL引脚电平
void OLED_W_SCL(uint8_t BitValue) {gpio_set_level(OLED_SCL_GPIO, BitValue);ets_delay_us(2);  // 小延时保证I2C时序稳定
}// 控制SDA引脚电平
void OLED_W_SDA(uint8_t BitValue) {gpio_set_level(OLED_SDA_GPIO, BitValue);ets_delay_us(2);  // 小延时保证I2C时序稳定
}// 初始化OLED的SCL和SDA引脚（开漏输出+上拉）
void OLED_GPIO_Init(void) {gpio_config_t gpio_init_struct = {.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE,  // 禁用中断.mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD,     // 开漏输出（I2C必需）.pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,  // 使能上拉（I2C无外部上拉时）.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,.pin_bit_mask = (1ULL << OLED_SCL_GPIO) | (1ULL << OLED_SDA_GPIO)  // 配置SCL和SDA引脚};gpio_config(&gpio_init_struct);// 初始化为高电平（释放总线）OLED_W_SCL(1);OLED_W_SDA(1);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));  // 等待引脚稳定
}// 初始化LED引脚（可选，用于调试）
void led_init(void) {gpio_config_t gpio_init_struct = {.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE,.mode = GPIO_MODE_OUTPUT,.pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,.pin_bit_mask = 1ULL << LED_GPIO};gpio_config(&gpio_init_struct);LED(0);  // 初始关闭
}// 控制LED状态
void LED(uint8_t state) {gpio_set_level(LED_GPIO, state);
}// 翻转LED状态
void LED_TOGGLE(void) {uint8_t current = gpio_get_level(LED_GPIO);gpio_set_level(LED_GPIO, !current);
}

主要是2个回调函数
在这里插入图片描述
主要是回调函数 u8x8_msg_cb，u8x8_msg_cb
typedef uint8_t (*u8x8_msg_cb)(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr);
u8x8_msg_cb 可以用uint8_t u8x8_byte_sw_i2c(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void arg_ptr) //现成的
/ ssd1306 f */
void u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(u8g2_t *u8g2, const u8g2_cb_t *rotation, u8x8_msg_cb byte_cb, u8x8_msg_cb gpio_and_delay_cb)
u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(
&u8g2, // U8g2 上下文结构体，保存配置和状态
U8G2_R0, // 屏幕旋转方向（U8G2_R0：不旋转；U8G2_R180：翻转180度等）
u8g2_esp32_i2c_byte_cb, // I2C 字节发送回调（底层实现 I2C 写操作）
u8g2_esp32_gpio_and_delay_cb // GPIO 控制和延时回调（处理复位、延时）
);