[开发工具][002] [ESP32开发笔记] u8g2移植到esp32-idf

芯片型号：ESP32-S2-MINI-1
开发环境：VS Code + ESP-IDF插件

• 从官方下载u8g2源码：u8g2
• 复制csrc文件夹到工程目录下
  
• 将不必要的外设驱动（u8x8_d_xxx.c）删除，只保留需要使用的驱动（u8g2_d_memory.c和u8g2_d_setup.c要保留），下面以ssd1306为例，保留u8x8_d_ssd1306_128x64_noname.c文件
  
• 删除后，将c/h文件独立放在两个文件夹下：

u8g2
    ├─inc
    │      mui.h
    │      mui_u8g2.h
    │      u8g2.h
    │      u8x8.h
    │      
    └─src
            mui.c
            mui_u8g2.c
            u8g2_bitmap.c
            u8g2_box.c
            u8g2_buffer.c
            u8g2_button.c
            u8g2_circle.c
            u8g2_cleardisplay.c
            u8g2_d_memory.c
            u8g2_d_setup.c
            u8g2_font.c
            u8g2_fonts.c
            u8g2_hvline.c
            u8g2_input_value.c
            u8g2_intersection.c
            u8g2_kerning.c
            u8g2_line.c
            u8g2_ll_hvline.c
            u8g2_message.c
            u8g2_polygon.c
            u8g2_selection_list.c
            u8g2_setup.c
            u8log.c
            u8log_u8g2.c
            u8log_u8x8.c
            u8x8_8x8.c
            u8x8_byte.c
            u8x8_cad.c
            u8x8_capture.c
            u8x8_debounce.c
            u8x8_display.c
            u8x8_d_ssd1306_128x64_noname.c
            u8x8_fonts.c
            u8x8_gpio.c
            u8x8_input_value.c
            u8x8_message.c
            u8x8_selection_list.c
            u8x8_setup.c
            u8x8_string.c
            u8x8_u16toa.c
            u8x8_u8toa.c

• 将u8g2文件夹放在components组件下
  
• 修改components组件的CMakeLists.txt

# components组件编译时会被自动构建(依据idf_component_register包含的头文件)
file(GLOB_RECURSE SOURCES u8g2/src/*.c)
idf_component_register(SRCS ${SOURCES}
                       INCLUDE_DIRS "u8g2/inc") 

• 删除u8g2_d_setup.c中不必要的内容，只保留u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f函数

#include "u8g2.h"

/* ssd1306 f */
void u8g2_Setup_ssd1306_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_001, 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);
}

• 删除u8g2_d_memory.c中不必要的内容，只保留u8g2_m_16_8_f函数

#include "u8g2.h"

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

• 在main组件中新建oled.c和oled.h
• oled.h包含如下头文件

#ifndef __OLED_H_
#define __OLED_H_

#include "u8g2.h"
#include "u8x8.h"

void oled_init(void);

#endif

• oled.c编写u8g2的GPIO和延时回调函数，下面以软件模拟spi为例

#define OLED_SCK    (36U)
#define OLED_SDA    (35U)
#define OLED_RST    (34U)
#define OLED_DC     (33U)

u8g2_t u8g2;

static void oled_gpio_init(void)
{
    gpio_config_t io_conf = {
        .pin_bit_mask = (1ULL << OLED_SCK) | (1ULL << OLED_SDA) | (1ULL << OLED_RST) | (1ULL << OLED_DC),
        .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
        .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
        .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_ENABLE,
        .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE          // GPIO interrupt type 
    };
    gpio_config(&io_conf);
}

uint8_t gpio_and_delay_cb(u8x8_t *u8x8, uint8_t msg, uint8_t arg_int, void *arg_ptr)
{
    switch (msg)
    {
    case U8X8_MSG_GPIO_AND_DELAY_INIT:
        oled_gpio_init();                    
        break;
    case U8X8_MSG_GPIO_SPI_DATA:
        gpio_set_level(OLED_SDA, arg_int);
        break;
    case U8X8_MSG_GPIO_SPI_CLOCK:
        gpio_set_level(OLED_SCK, arg_int);
        break;        
    case U8X8_MSG_GPIO_CS:  // CS默认接地
        break;
    case U8X8_MSG_GPIO_DC:
        gpio_set_level(OLED_DC, arg_int);
        break;
    case U8X8_MSG_GPIO_RESET:
        gpio_set_level(OLED_RST, arg_int);
        break;
    case U8X8_MSG_DELAY_MILLI:
        vTaskDelay(arg_int / portTICK_PERIOD_MS);	// 1000hz
        break;
    default:
        return 0;   //A message was received which is not implemented, return 0 to indicate an error
    }
  return 1;
}

• 然后调用u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f函数初始化u8g2

u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_4wire_sw_spi, gpio_and_delay_cb);

其中u8x8_byte_4wire_sw_spi是u8g2帮我们编写好的软件模拟spi驱动代码，此外，还自带以下几种传输字节的方式：

函数内部宏的含义为：

硬件通信需要自己实现，文末会给出参考链接。

• 最后对oled进行初始化

void oled_init(void)
{
    u8g2_Setup_ssd1306_128x64_noname_f(&u8g2, U8G2_R0, u8x8_byte_4wire_sw_spi, gpio_and_delay_cb);  // 初始化u8g2

    u8g2_InitDisplay(&u8g2);                // 初始化显示器
    u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0);            // 唤醒显示器
    u8g2_ClearBuffer(&u8g2);                // 清空缓冲区的内容
}

• 测试hello world

u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_6x12_mr); // 设置英文字体
u8g2_DrawStr(&u8g2, 0, 30, "hello world");
u8g2_SendBuffer(&u8g2);		// 一定要发送buffer

参考：

1. 移植到新的 MCU 平台
2. ESP32 U8G2 library support
3. 移植u8g2单色图形库驱动OLED
4. YouTube教程