📚 课程目录第1章课程导论与硬件准备

1. 课程导论与硬件准备

各位同学好，我是你们的嵌入式讲师。今天咱们正式开始这门课——STM32F103 OLED显示驱动与DMA传输驱动开发实战。

第一节课，我不打算直接扔代码。咱们先把手头的家伙事儿认清楚。你想想看，做嵌入式开发，硬件都认不全，后面出了问题你都不知道该怀疑谁。

1.1 STM32F103开发板——我们的主心骨

STM32F103，Cortex-M3内核，72MHz主频。说实话，这颗芯片在2025年的今天已经不算新了。但为什么我还要用它来讲课？

原因很简单：它太经典了。市面上绝大多数工业产品、物联网终端、甚至一些医疗设备，里面跑的还是F103。你学会了它，再去看F4、H7系列，上手会非常快。

我个人习惯用最小系统板，就是那种蓝色或黑色的板子，带一个USB口、一个复位键、引出所有GPIO。为什么？因为便宜、灵活，坏了不心疼。我在项目中遇到过好几次，客户要求改方案，最小系统板拔下来换一块就行，成本才十几块钱。

参数	值	备注
内核	ARM Cortex-M3	32位RISC
主频	72 MHz	实际可超频到96MHz（不推荐）
Flash	64KB ~ 512KB	根据具体型号
SRAM	20KB ~ 64KB	做DMA传输时要注意别溢出
GPIO	最多80个	大部分可复用为其他功能
DMA	7通道	这是我们课程的重点之一

我的建议：如果你手头还没有开发板，买一块STM32F103C8T6最小系统板就行。淘宝上20块钱左右，性价比极高。别买那种带一堆外设的“大板子”，咱们做驱动开发，引脚引出来自己接，反而学得更扎实。

1.2 0.96寸OLED模块（SSD1306）——显示的主角

这块小屏幕，尺寸只有0.96英寸，分辨率128×64。说白了，就是128列、64行像素点。每个点可以独立控制亮灭。

它用的驱动芯片是SSD1306。这颗芯片很有意思——它内部自带GRAM（显存），大小是128×64位，也就是1KB。你往GRAM里写数据，它就自动刷新显示。这意味着什么？意味着MCU只需要告诉它“哪个点亮、哪个灭”，剩下的刷新工作它自己搞定。

我曾经在一个手持设备项目里用过这块屏。当时客户要求低功耗，我算了一下，SSD1306在正常显示时功耗只有20mA左右，休眠模式更是低到微安级。嗯，这个数据在电池供电产品里非常吃香。

参数	值	说明
分辨率	128 × 64	横向128点，纵向64点
驱动芯片	SSD1306	支持I²C和SPI两种接口
显存	1KB（128×64位）	MCU只需写GRAM，自动刷新
工作电压	3.3V ~ 5V	模块自带稳压，3.3V供电即可
接口	I²C / SPI	本课程使用SPI接口（速度更快）
功耗	正常20mA，休眠<10μA	适合电池供电

注意：市面上很多0.96寸OLED模块，背面有跳线电阻或焊盘，用来选择I²C还是SPI模式。买回来先检查一下，别焊错了。我曾经有个学生，焊了半天不亮，结果发现是I²C/SPI选择焊盘没接对。

1.3 杜邦线连接与原理图解读

好，硬件都认识了，接下来咱们把它们连起来。

我用的接口方式是SPI。为什么不用I²C？因为SPI速度更快。SSD1306的SPI最高可以跑到10MHz，而I²C通常只有400kHz。你想想看，如果我们要做动画或者快速刷新，SPI的优势就出来了。

连接方式如下：

VCC → 3.3V（开发板供电）
GND → GND
SCL → PA5（SPI1_SCK）
SDA → PA7（SPI1_MOSI）
RES → PB0（复位引脚，软件控制）
DC → PB1（数据/命令选择）
CS → PA4（SPI1_NSS，片选）

这里我要特别说一下DC引脚。它决定了你发给SSD1306的是命令还是数据。DC=0，发的是命令；DC=1，发的是数据。这个区分非常重要，后面写驱动的时候你会反复用到。

  核心逻辑：SPI负责高速传输数据，DC引脚负责告诉屏幕“你收到的是命令还是像素数据”。两者配合，才能正确驱动OLED。

下面这张图，是我画的本次课程的整体硬件架构。你可以看到数据是怎么从STM32流向OLED的。

这张图里，你可以看到两条路径：

数据路径：STM32的DMA把显存数据搬到SPI发送寄存器，SPI自动把数据串行发送给OLED的GRAM。
控制路径：CS、DC、RES三个引脚由GPIO控制，告诉OLED“现在发的是命令还是数据”。

为什么要用DMA？说白了，就是解放CPU。如果没有DMA，你要刷新一屏128×64的数据，CPU得一条一条地搬，搬完这一屏，其他事就别干了。有了DMA，你只需要告诉它“从内存地址A搬1024字节到SPI数据寄存器”，然后CPU就可以去干别的事，比如处理按键、跑算法。DMA搬完了，会给你发个中断通知一声。

一个小技巧：连接杜邦线的时候，我建议你把线整理好，用扎带或者胶带固定一下。别小看这个细节——我在调试一个项目时，就是因为杜邦线松动，SPI时钟线接触不良，导致屏幕时不时花屏。查了整整两天才找到原因。从那以后，我所有实验板的线都扎得整整齐齐。

1.4 原理图快速解读

咱们来看一下SSD1306模块的原理图（我这里用文字描述，你可以在网上搜到标准原理图）。

核心芯片是SSD1306，它周围有：

VCC和GND：供电引脚，模块上通常有一个3.3V稳压芯片（比如XC6206），所以你可以直接用5V供电，但建议用3.3V。
SCL和SDA：SPI模式下的时钟和数据线。
RES：复位引脚，低电平有效。上电后需要拉低再拉高，完成复位。
DC：数据/命令选择。这个前面说过了。
CS：片选，低电平选中。
BS0、BS1、BS2：接口模式选择引脚。模块上通常用电阻上拉或下拉，固定为SPI 4线模式。你不需要动它。

嗯，这里要注意：有些模块的RES引脚是直接接在VCC上的，也就是说上电自动复位。但我不建议你依赖这个——最好还是用MCU的GPIO来控制复位，这样你可以随时软件复位屏幕。

避坑指南：我曾经遇到过一块OLED模块，它的CS引脚内部已经拉低了，结果我外部又接了一个GPIO控制CS，导致电平冲突，屏幕死活不亮。后来用万用表一量，才发现CS引脚一直是低电平，根本不受我控制。所以，买模块的时候问清楚，或者自己用万用表测一下默认电平。

1.5 本章小结

好，第一节课的内容就到这里。咱们认识了STM32F103开发板、0.96寸OLED模块（SSD1306），也搞清楚了它们之间怎么连线、数据怎么流动。