????????~~呆萌的瓦力平衡機(jī)器人~~的顯示UI我希望做得精致一些 所以尋覓了好久，最終尋來(lái)了U8g2這款精巧的圖形庫(kù)，這款ui圖形庫(kù)可以算得上是圖形庫(kù)里面的瑞士小軍?，深得吾愛(ài)，所以該系列的文章既是我篩選圖形庫(kù)過(guò)程的心路歷程，也是在選中U8g2這款圖形庫(kù)后的一些開(kāi)發(fā)記錄；

U8g2圖形庫(kù)簡(jiǎn)介：

1.U8g2 是用于嵌入式設(shè)備的單色圖形庫(kù)。

• 支持顯示控制器：SSD1305、SSD1306、SSD1309、SSD1316、SSD1322、SSD1325、SSD1327、SSD1329、SSD1606、 SSD1607、 SH1106、SH1107、SH1108、SH1122、T6963、RA8835、LC7981、PCD8544、PCF8812、HX1230、UC1601、UC1604、UC1608、UC1610、 UC1611， UC1617， UC1701， ST7511， ST7528， ST7565， ST7567， ST7571， ST7586， ST7588， ST75256， ST75320， NT7 534， ST7920， IST3020， IST7920， LD7032， KS0108， KS0713， SED1520， SBN1661， IL3820， MAX7219 等。

2.U8g2 還包括 U8x8 庫(kù)。U8g2 和 U8x8 的功能包括：

• U8g2
  • 包括所有圖形程序（線/框/圓畫(huà)）。
  • 支持很豐富的字體庫(kù)。
  • 需要微控制器中的一些內(nèi)存來(lái)渲染顯示屏（需要消耗較多的ram空間資源）。
• U8x8
  • 僅文本輸出（字符）設(shè)備。
  • 僅允許使用每個(gè)字符固定大小（8x8 像素）的字體。
  • 直接寫(xiě)到顯示屏上，無(wú)需微控制器中的緩沖（需要消耗較少的ram空間資源）。

U8g2圖形庫(kù)使用技巧（硬件驅(qū)動(dòng)接口部分的分析和選擇）：

? ? ? ? U8g2圖形庫(kù)的驅(qū)動(dòng)接口主要取決于所選用的lcd屏幕的驅(qū)動(dòng)芯片方案，目前常用的驅(qū)動(dòng)接口多為spi和i2c兩種串行總線，如果需要較高的刷新幀率，spi的驅(qū)動(dòng)方式是比較好的選擇，spi的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘頻率一般可以達(dá)到8Mbit，而i2c的方式一般只能達(dá)到400Kbit，但是使用spi方式驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，需要比較多的io管腳資源，一般最少需要3個(gè)io（三線spi方式），而i2c方式一般只需要2個(gè)io就可以滿(mǎn)足，考慮到~~呆萌的瓦力平衡機(jī)器人~~包含了兩路對(duì)時(shí)序要求很高的foc電機(jī)控制，所以果斷選擇了比較高效的spi方式（選用的oled模組的驅(qū)動(dòng)方案采用的是SSD1306，該方案既支持i2c方式，也支持spi的方式）；

?U8g2圖形庫(kù)使用技巧（軟件驅(qū)動(dòng)程序分析和記錄）：

? ? ? ? U8g2圖形庫(kù)的代碼框架寫(xiě)得非常的完善，只需要實(shí)現(xiàn)底層幾個(gè)讀寫(xiě)接口函數(shù)，就可以把整個(gè)圖形庫(kù)驅(qū)動(dòng)起來(lái)，它的幾乎所有的初始化函數(shù)接口都定義在u8g2_d_setup.c源文件中，該源文件實(shí)現(xiàn)了u8g2圖形庫(kù)所有支持lcd驅(qū)動(dòng)方案的初始化方法，通過(guò)函數(shù)名來(lái)區(qū)分，初始化函數(shù)的名字包含了很多硬件相關(guān)的信息，就拿我在使用的oled模組的初始化函數(shù)來(lái)作為例子，模組驅(qū)動(dòng)方案為SSD1306，分辨率為128x64，驅(qū)動(dòng)接口為三線spi方式，所以可選的初始化方法如下：

u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_1 /*芯片SSD1306，分辨率128x64，128字節(jié)頁(yè)大小*/u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_2 /*芯片SSD1306，分辨率128x64，256字節(jié)頁(yè)大小*/u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f /*芯片SSD1306，分辨率128x64，1024字節(jié)頁(yè)大小*/

?考慮到esp32的ram資源比較充足的，果斷選擇了u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f方法，到這里了就結(jié)束了！spi的驅(qū)動(dòng)方式體現(xiàn)在哪里呢？

接著往里扒--->

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)

該函數(shù)需要傳入四個(gè)參數(shù)--->

u8g2_t *u8g2;                  /*u8g2圖形庫(kù)結(jié)構(gòu)體指針*/const u8g2_cb_t *rotation;     /*u8g2圖形庫(kù)ui旋轉(zhuǎn)：U8G2_R0(無(wú)旋轉(zhuǎn)),U8G2_R1(順時(shí)針90°),U8G2_R2(順時(shí)針180°)......*/u8x8_msg_cb byte_cb;           /*u8g2圖形庫(kù)字節(jié)交互回調(diào)函數(shù)*/u8x8_msg_cb gpio_and_delay_cb; /*u8g2圖形庫(kù)gpio和延時(shí)回調(diào)函數(shù)*/

所以和spi部分相關(guān)的就是--->

u8x8_msg_cb byte_cb;           /*u8g2圖形庫(kù)字節(jié)交互回調(diào)函數(shù)*/

這個(gè)callback函數(shù)需要我們自己實(shí)現(xiàn)如下的方法--->

uint8_t u8x8_byte_hw_spi(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr){  uint8_t max_transfer_sz = 0;	  switch(msg)  {    case U8X8_MSG_BYTE_SEND:		//ESP_LOGI(TAG, "U8X8_MSG_BYTE_SEND:%d,%d", arg_int ,spi_device_max_transfer_sz(u8g2_spi));		max_transfer_sz = spi_device_max_transfer_sz(u8g2_spi);		if (arg_int <= max_transfer_sz) {			u8g2_tran.length 	 = arg_int*8,			u8g2_tran.tx_buffer	 = (const void *)arg_ptr,			u8g2_tran.rxlength	 = 0,			u8g2_tran.rx_buffer	 = NULL,				spi_device_polling_transmit(u8g2_spi, &u8g2_tran);			} else {			int packet_num = arg_int/max_transfer_sz;			int packet_remain = arg_int%max_transfer_sz;			uint8_t *data_prt = (uint8_t *)arg_ptr;						if (packet_num > 0) {				for (int i=0;i 0) {				u8g2_tran.length	 = packet_remain*8,				u8g2_tran.tx_buffer  = (const void *)data_prt,				u8g2_tran.rxlength	 = 0,				u8g2_tran.rx_buffer  = NULL,					spi_device_polling_transmit(u8g2_spi, &u8g2_tran);			}		}      	break;          case U8X8_MSG_BYTE_SET_DC:		u8g2_ssd1306_set_dc(arg_int);      	break;          default:      return 0;  }  return 1;}

?而剩下的u8x8_msg_cb gpio_and_delay_cb這個(gè)callback主要是用來(lái)做輸入相關(guān)功能的回調(diào)接口(瓦力ui配合rc遙控器實(shí)現(xiàn)的輸入交互就是通過(guò)該接口實(shí)現(xiàn)的)，u8g2庫(kù)可以通過(guò)該接口來(lái)讀取硬件按鍵輸入的狀態(tài)信息然后進(jìn)行處理--->

uint8_t u8x8_gpio_and_delay(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, U8X8_UNUSED void *arg_ptr){	case U8X8_MSG_GPIO_MENU_SELECT:	  u8x8->gpio_result = u8g2_gpio_menu_select();	  vTaskDelay(3);      break;	case U8X8_MSG_GPIO_MENU_NEXT:	  u8x8->gpio_result = u8g2_gpio_menu_next();	  vTaskDelay(3);      break;	case U8X8_MSG_GPIO_MENU_PREV:	  u8x8->gpio_result = u8g2_gpio_menu_prev();	  vTaskDelay(3);      break;	case U8X8_MSG_GPIO_MENU_HOME:	  u8x8->gpio_result = u8g2_gpio_menu_home();	  vTaskDelay(3);      break;	case U8X8_MSG_GPIO_MENU_UP:	  u8x8->gpio_result = u8g2_gpio_menu_up();	  vTaskDelay(3);      break;	case U8X8_MSG_GPIO_MENU_DOWN:	  u8x8->gpio_result = u8g2_gpio_menu_down();	  vTaskDelay(3);      break;	case U8X8_MSG_GPIO_RESET:	  u8g2_ssd1306_set_rst(arg_int);	  break;    default:	  break;  }  return 1;}

到此底層相關(guān)的工作基本做完，接下來(lái)就是一些基于上層API接口的花活了--->

void u8g2_ssd1306_init(spi_device_handle_t handle){	u8g2_spi = handle;    //Initialize non-SPI GPIOs    gpio_set_direction(PIN_NUM_DC,  GPIO_MODE_OUTPUT);    gpio_set_direction(PIN_NUM_RST, GPIO_MODE_OUTPUT);    //Reset the display    gpio_set_level(PIN_NUM_RST, 0);    vTaskDelay(100 / portTICK_RATE_MS);    gpio_set_level(PIN_NUM_RST, 1);    vTaskDelay(100 / portTICK_RATE_MS);		u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f(		&u8g2,		U8G2_R0,		u8x8_byte_hw_spi,		u8x8_gpio_and_delay);  // init u8g2 structure	ESP_LOGI(TAG, "u8g2_InitDisplay");	u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,	ESP_LOGI(TAG, "u8g2_SetPowerSave");	u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display		ESP_LOGI(TAG, "u8g2_ClearBuffer");	u8g2_ClearBuffer(&u8g2);	ESP_LOGI(TAG, "u8g2_SetFont");	u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_6x10_mf);		ESP_LOGI(TAG, "u8g2_DrawStr");	u8g2_DrawStr(&u8g2, 20, 14, "esp32 foc +-x%/");	ESP_LOGI(TAG, "u8g2 init all done!");}

雖然是花活，其中也有一些需要注意的地方，例如在設(shè)置字庫(kù)的時(shí)候，如果選擇了一些精簡(jiǎn)字庫(kù)，會(huì)導(dǎo)致字符刷新出現(xiàn)字符像素殘留的現(xiàn)象，特別是在動(dòng)態(tài)刷新一些數(shù)字的情景下，效果很差，十分影響顯示效果；

小結(jié)：

?????????這次主要記錄了為~~呆萌的瓦力平衡機(jī)器人~~選擇ui圖像庫(kù)的心路歷程以及在開(kāi)始使用該圖形庫(kù)時(shí)所需要做的一些前期分析和實(shí)操過(guò)程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)；

以下是一些和本文相關(guān)的文章鏈接和U8g2的wiki鏈接：

一、~~呆萌的瓦力平衡機(jī)器人~~鏈接：

? ? ? ? 1.基于ESP32雙無(wú)刷FOC電機(jī)的瓦力平衡機(jī)器人（1）；

????????2.基于ESP32雙無(wú)刷FOC電機(jī)的瓦力平衡機(jī)器人（2）;

二、U8g2 wiki鏈接：

? ? ? ? 1.U8g2_wiki；

后續(xù)的計(jì)劃：

? ? ? ?下一期準(zhǔn)備記錄在做U8g2界面刷新和兩路foc電機(jī)驅(qū)動(dòng)遇到的沖突問(wèn)題，以及我的解決思路；

???????????????? ? ??大家如果也感興趣，可以加qun交流學(xué)習(xí)（群里提供了豐富的esp32資料）：

????????????????????????????????????????????????????????燥起來(lái)吧，sao年?。。。。?！?