基于STM32F4的智能门锁超详细解析（矩阵键盘、OLED、舵机、HC-05蓝牙、F407ZG最小系统）可用于毕业设计

前言：

对于刚学习STM32单片机的小伙伴，学习了理论知识和部分可驱动的模块，但是综合项目还没有触碰过多少。所以本文已最简单的模块进行简单的知识梳理和疑问解答。本文有参考其他博主内容，会在使用这些内容时附加原网址，以便向这些最牛博主学习！

实现功能：

可以使用蓝牙进行开锁，可以使用4*4矩阵键盘进行开锁。在锁定界面时可按下*号键查看按键表，在锁定界面按下#号键可进行密码输入，在锁定界面除*号和#号键以外其他按键均不起作用。当密码输入时，可有删除、清除、锁定、确认四种按键进行操作。当密码正确进入系统时，可进行系统锁定和更改密码操作。其他类似操作可在此基础上进行增加。

注：本文将讲述了很多模块的使用方法，这些模块的使用方法都是在本人整理过之后的驱动下写的，如果有需要改动的或者移植时，请修改模块驱动程序。

前言：

实现功能：

F407ZG最小系统

矩阵键盘

OLED显示

舵机

HC-05蓝牙模块

连线说明

代码解析

总代码下载网址

以下为总体展示图：

F407ZG最小系统

作者本人采用的是正点原子的STM32F4ZGT6带SRAM版。因为带SRAM没有片选SRAM使用的IO口所以选用几个独立的IO口进行操作。选取IO口的方法为先查看数据手册还有正点原子增值资料中的IO口表格文档，查找适合本次实验所需的IO口。

例如我需要一个USART3的串口进行蓝牙通信，我在芯片手册中查找USART3_TX/RX这两个IO口，查找到之后去IO口表格文档中查找这两个引脚对应的连接属性，经本次操作可知，USART3_TX/RX两个口完全独立并且IO口已引出，可以进行外设连接操作。

其中相应的数据手册和IO口表格，可根据不同开发板提供的资料进行查找。

矩阵键盘

作者本人采用的是最普通的4*4矩阵键盘，某宝几块钱就可以获取的。

线路连接：（上四IO口为列，下四IO口为行，表格以从下到上说明）

IO选择原因：此次程序操作了IDR和ODR寄存器，如此选择IO口，可方便寄存器的操作，以便实现代码。

**线路连接列表**
矩阵键盘IO口	行IO4	行IO3	行IO2	行IO1	列IO1	列IO2	列IO3	列IO4
单片机IO口	PC0	PC1	PC2	PC3	PC4	PC5	PG6	PG7

矩阵键盘的操作原理：上四列IO口设置为输入模式，下四行IO口设置为输出模式。由原理图可知当按下其中一个键时，其中两个IO口短接。输入一端的IO口读取到了输出一段的IO口的电平，单片机会将这一采取结果返回给程序进行判断。具体操作与代码流程如下。

1.写44KEY头文件44KEY.h的代码，其中包含两个函数一个GPIO初始化函数一个按键操作函数。

#ifndef _44KEY_H
#define _44KEY_H
#include "sys.h"
void gpio_init_key4(void);//矩阵键盘引脚初始化
u16 key_init_44(void);//4*4矩阵键盘函数(单次按键模式)
#endif

2.写44KEY.c中gpio_init_key4的函数，此函数的目的是为了初始化矩阵键盘相关的GPIO。正如本小结开头所说，其中PC的0、1、2、3设置成为了推挽输出模式，其余的PC4、5、PG6、7设置成为了输入模式。

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC|RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//输入模式GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);//初始化  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//输入模式GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);//初始化

3.写44KEY.c中key_init_44的函数，此函数的目的是为了读取相关的IO口，并进行判断是哪一个按键按下的，使用的方法为扫描法。以按下S1按键为例（第一行第一列的按键）进行第一行的扫描，由于没有按键按下时列输入IO读取到的值为初始的全高（IO引脚悬空时默认为高），以此为方法进行判断。令第一行输出低电平，如果某处按键按下则对应列输入信号为低电平，其余因为没有按键按下造成短路所以依旧为高电平（IO引脚悬空时默认为高）。此时PC0、1、2、3、4、5和PG6、7的GPIO的值为1110 0111，在寄存器储存值为0xE7，则判断成功为S1按键按下。

8个IO口的储存=(GPIOC->IDR&0x37)|(GPIOG->IDR&0xC0);

        GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2);GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_3);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){delay_ms(10);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){temp=(GPIOC->IDR&0x37)|(GPIOG->IDR&0xC0);switch(temp){case 0xE7:Key_val=1;break;case 0xD7:Key_val=2;break;case 0xB7:Key_val=3;break;case 0x77:Key_val=4;break;default :Key_val=0;break;}}}

矩阵键盘部分主要参考：https://blog.csdn.net/Kevin_8_Lee/article/details/88084516

OLED显示

作者本人采用的是某宝较为便宜的0.96寸7针OLED显示使用的是SPI通信协议的。

线路连接：

OLED的IO	GND	VCC	DO	DI	RES	DC	CS
单片机的IO	GND	+5V	PF8	PF7	PF6	PB13	PB12

OLED的原理：根据所给数据的16进制数进行点亮和熄灭，例如逐列式顺式第一列点阵（一列16个点），如果给了一个16进制数为0x00ff，则表示前8个点不点亮后8个点点亮。

取字模的方法：使用PCtoLCD2002.exe取模软件进行文字取模，主要设置如下阴码、列行式、逆向。格式处为C51的格式，其余可以不做改动。过程如下图所示。（主要生成16*16的字模，其余大小字体方法类似）

字模生成以后将其复制到主程序字库中，作者本人字库是放在oledfone.h头文件中定义的，其中如果字体数量超过了你能保存的大小则需要修改数组的大小。如下图所示，我定义了一个密字，则将代码复制于此。此字库中一共保存了50个字（每个字需要两行16进制组成，则每两个数组保存一个字）每个字的生成大小为16*16。

取图片模的方法：使用PCtoLCD2002.exe取模软件进行图片取模，首先需要先切换到图片模式（取模软件处点击模式，选择图片模式）。

在图片取模之前需要先对图片进行处理，首先选择一张颜色单一的图片（也就是只有深色和白色的但不能包含浅色的图片，不然识别不出来图片的质量会下降）以画图的方式打开选择重新调整大小，调整大小范围在长128宽64之内（作者本人使用的是128*64的OLED屏幕，如果其他屏幕可更改此处设置）。然后就是保存图片，保存图片的方法为点击另存为选择BMP类图片保存，然后在选择为单色图。如图所示。

之后就是将图片在PCtoLCD2002.exe取模软件中打开进行图片取模，跟文字取模一样需要对取模方式进行一些设置，其中设置阴码、列行式、逆向，格式为C51格式并且去除两个大括号。如图所示。

最后就是将取模成功后的图片放置到程序中，我保存在bmp.h的头文件中，方法与取字模方法相同。如图所示。

驱动程序保存在程序总代码中，如有需要请自行提取。

舵机

作者本人使用的是TD-7015MG舵机，因为手头只有这一种舵机。

定时器控制PWM输出知识参考此博客：PWM知识学习

舵机构造和简单原理参考：http://www.geek-workshop.com/thread-70-1-1.html

线路连接：

舵机IO	红线	棕线	黄线
单片机IO	+5V	GND	PC6

驱动程序讲解：

由舵机转动的原理，我们将频率设置为50HZ即0.002秒一个周期（使用定时器），我们设置的脉冲为0.0019时为顺时针转动，设置的脉冲为0.0018时为逆时针转动，符合我们开关门锁的要求。具体代码操作如下。

    //进行结构体声明GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM3);//GPIO初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);//定时器计时初始化TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=8399;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=200;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);//输出PWM设置TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

HC-05蓝牙模块

本文作者使用的时某宝购买的HC-05蓝牙模块，如下图所示。

原理：我们使用蓝牙模块当作媒介来使用单片机的某个串口进行串口通信。

线路连接：（因为只使用建议的蓝牙从模式所以STATE和EN接口未连接）

蓝牙与单片机
蓝牙IO	STATE	RXD	TXD	GND	VCC	EN
单片机IO	未连	PB10	PB11	GND	+5V	未连

蓝牙IO	STATE	RXD	TXD	GND	VCC	EN
TTLUSBIO	未连	TXD	RXD	GND	+5V	未连

蓝牙模块模式设置：

蓝牙模块常用指令集
操作	指令	格式/备注
是否连接成功	AT	返回值为OK
获取串口信息	AT+UART?	返回值为串口信息
修改串口信息	AT+UART=115200,0,0	返回值为OK，修改串口波特率为115200，并且一位停止位，没有校验位
获取连接密码	AT+PSWD?	返回值为连接密码
修改连接密码	AT+PSWD=1234	返回值为OK，修改连接密码为1234
获取蓝牙设备名称	AT+NAME?	一般会获取失败
修改蓝牙设备名称	AT+NAME=BEIJING	返回值为OK，修改名字为BEIJING
修改主从模式	AT+ROLE=0	返回值为OK，设置为从模式

将蓝牙模块与TTLUSB进行连接进行蓝牙设置，蓝牙设置模式需要在蓝牙上电之前将KEY小开关按住，使KEY为高进入AT设置模式。或者在上电之后按一下KEY键进入AT模式。

进入AT模式之后，打开XCOM.exe，进行波特率为38400和串口的设置。

逐次发送：AT、AT+NAME=BEIJING、AT+ROLE=0、AT+PSWD=1234、AT+UART=115200,0,0命令进行蓝牙模块作为从设备的设置

蓝牙模块与手机连接、代码分析

在蓝牙模块设置好模式之后，使用手机随便打开一个蓝牙串口助手，等待搜索到蓝牙并进行连接。串口和定时器的初始化，不再过多的赘述，都是简单的配置，如果有知识不明白，可参考这位博主的文章：其他博主串口知识讲解

以下是串口3的初始化和中断服务函数

void usart3_init(u32 bound)
{  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_DeInit(USART3);  //复位串口3RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE); //使能GPIOB时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//使能USART3时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_10; //GPIOB11和GPIOB10初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHzGPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //初始化GPIOB11，和GPIOB10GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_USART3); //GPIOB11复用为USART3GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART3); //GPIOB10复用为USART3   USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率一般设置为9600;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    //收发模式USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口3USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断  USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串口 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2 ;//抢占优先级2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;       //子优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器TIM7_Int_Init(100-1,8400-1);  //10ms中断一次TIM_Cmd(TIM7, DISABLE); //关闭定时器7USART3_RX_STA=0;             //清零
}
void USART3_IRQHandler(void)
{u8 res;        if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据{   res =USART_ReceiveData(USART3);       if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据{ if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN)     //还可以接收数据{TIM_SetCounter(TIM7,0);//计数器清空                         if(USART3_RX_STA==0)     TIM_Cmd(TIM7, ENABLE);  //使能定时器7 USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res;     //记录接收到的值    }else {USART3_RX_STA|=1<<15;                    //强制标记接收完成} }   }
}

定时器的初始化

void TIM7_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM7, ENABLE);//TIM7时钟使能    //定时器TIM7初始化TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM7, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_ITConfig(TIM7,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM7中断,允许更新中断TIM_Cmd(TIM7,ENABLE);//使能定时器7NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM7_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0 ;//抢占优先级0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;      //子优先级1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器}
void TIM7_IRQHandler(void)
{   if (TIM_GetITStatus(TIM7, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断{                USART3_RX_STA|=1<<15; //标记接收完成TIM_ClearITPendingBit(TIM7, TIM_IT_Update  );  //清除TIM7更新中断标志    TIM_Cmd(TIM7, DISABLE);  //关闭TIM7 }
}

连线说明

各模块与单片机的连接合理，并且不影响单片机其他的功能。

矩阵键盘的连线：

矩阵键盘IO口	行IO4	行IO3	行IO2	行IO1	列IO1	列IO2	列IO3	列IO4
单片机IO口	PC0	PC1	PC2	PC3	PC4	PC5	PG6	PG7

OLED屏幕的连线：

OLED的IO	GND	VCC	DO	DI	RES	DC	CS
单片机的IO	GND	+5V	PF8	PF7	PF6	PB13	PB12

舵机的连线：

舵机IO	红线	棕线	黄线
单片机IO	+5V	GND	PC6

蓝牙的连线：

蓝牙IO	STATE	RXD	TXD	GND	VCC	EN
单片机IO	未连	PB10	PB11	GND	+5V	未连

代码解析

44KEY.C代码:按照之前对4*4矩阵键盘讲解的扫描模式，完整的程序代码。其中使用了单次按键的方法，防止长按KEY产生的错误影响。

u16 key_init_44(void)//4*4矩阵键盘函数(单次按键模式)
{static u8 t=1;u16 Key_val=0;u32 temp=0;gpio_init_key4();if(t){GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2);GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_3);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){delay_ms(10);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){temp=(GPIOC->IDR&0x37)|(GPIOG->IDR&0xC0);switch(temp){case 0xE7:Key_val=1;break;case 0xD7:Key_val=2;break;case 0xB7:Key_val=3;break;case 0x77:Key_val=4;break;default :Key_val=0;break;}}}GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_3);GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){delay_ms(10);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){temp=(GPIOC->IDR&0x3B)|(GPIOG->IDR&0xC0);switch(temp){case 0xEB:Key_val=5;break;case 0xDB:Key_val=6;break;case 0xBB:Key_val=7;break;case 0x7B:Key_val=8;break;default :Key_val=0;break;}}}GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_2);GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){delay_ms(10);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){temp=(GPIOC->IDR&0x3D)|(GPIOG->IDR&0xC0);switch(temp){case 0xED:Key_val=9;break;case 0xDD:Key_val=10;break;case 0xBD:Key_val=11;break;case 0x7D:Key_val=12;break;default :Key_val=0;break;}}}GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2);GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){delay_ms(10);if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))!=0xF0){temp=(GPIOC->IDR&0x3E)|(GPIOG->IDR&0xC0);switch(temp){case 0xEE:Key_val=13;break;case 0xDE:Key_val=14;break;case 0xBE:Key_val=15;break;case 0x7E:Key_val=16;break;default :Key_val=0;break;}}}if(Key_val!=0){t=0;}return Key_val;}else if(((GPIOC->IDR&0x30)|(GPIOG->IDR&0xC0))==0xF0){t=1;}return 0;}

OLED.C代码：OLED驱动显示屏部分

u8 OLED_GRAM[144][8];//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);}
}void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{   u8 i;             if(cmd)OLED_DC_Set();elseOLED_DC_Clr();OLED_CS_Clr();for(i=0;i<8;i++){OLED_SCLK_Clr();if(dat&0x80)OLED_SDIN_Set();else OLED_SDIN_Clr();OLED_SCLK_Set();dat<<=1;   }                        OLED_CS_Set();OLED_DC_Set();
}//开启OLED显示
void OLED_DisPlay_On(void)
{OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//电荷泵使能OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//开启电荷泵OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//点亮屏幕
}//关闭OLED显示
void OLED_DisPlay_Off(void)
{OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//电荷泵使能OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//关闭电荷泵OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//关闭屏幕
}//更新显存到OLED
void OLED_Refresh(void)
{u8 i,n;for(i=0;i<8;i++){OLED_WR_Byte(0xb0+i,OLED_CMD); //设置行起始地址OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);   //设置低列起始地址OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);   //设置高列起始地址for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA);}
}
//清屏函数
void OLED_Clear(void)
{u8 i,n;for(i=0;i<8;i++){for(n=0;n<128;n++){OLED_GRAM[n][i]=0;//清除所有数据}}OLED_Refresh();//更新显示
}//画点
//x:0~127
//y:0~63
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y)
{u8 i,m,n;i=y/8;m=y%8;n=1<<m;OLED_GRAM[x][i]|=n;
}//清除一个点
//x:0~127
//y:0~63
void OLED_ClearPoint(u8 x,u8 y)
{u8 i,m,n;i=y/8;m=y%8;n=1<<m;OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];OLED_GRAM[x][i]|=n;OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];
}//画线
//x:0~128
//y:0~64
void OLED_DrawLine(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2)
{u8 i,k,k1,k2,y0;if((x1<0)||(x2>128)||(y1<0)||(y2>64)||(x1>x2)||(y1>y2))return;if(x1==x2)    //画竖线{for(i=0;i<(y2-y1);i++){OLED_DrawPoint(x1,y1+i);}}else if(y1==y2)   //画横线{for(i=0;i<(x2-x1);i++){OLED_DrawPoint(x1+i,y1);}}else      //画斜线{k1=y2-y1;k2=x2-x1;k=k1*10/k2;for(i=0;i<(x2-x1);i++){OLED_DrawPoint(x1+i,y1+i*k/10);}}
}
//x,y:圆心坐标
//r:圆的半径
void OLED_DrawCircle(u8 x,u8 y,u8 r)
{int a, b,num;a = 0;b = r;while(2 * b * b >= r * r)      {OLED_DrawPoint(x + a, y - b);OLED_DrawPoint(x - a, y - b);OLED_DrawPoint(x - a, y + b);OLED_DrawPoint(x + a, y + b);OLED_DrawPoint(x + b, y + a);OLED_DrawPoint(x + b, y - a);OLED_DrawPoint(x - b, y - a);OLED_DrawPoint(x - b, y + a);a++;num = (a * a + b * b) - r*r;//计算画的点离圆心的距离if(num > 0){b--;a--;}}
}//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//size:选择字体 12/16/24
//取模方式 逐列式
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1)
{u8 i,m,temp,size2,chr1;u8 y0=y;size2=(size1/8+((size1%8)?1:0))*(size1/2);  //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数chr1=chr-' ';  //计算偏移后的值for(i=0;i<size2;i++){if(size1==12){temp=asc2_1206[chr1][i];} //调用1206字体else if(size1==16){temp=asc2_1608[chr1][i];} //调用1608字体else if(size1==24){temp=asc2_2412[chr1][i];} //调用2412字体else return;for(m=0;m<8;m++)           //写入数据{if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y);else OLED_ClearPoint(x,y);temp<<=1;y++;if((y-y0)==size1){y=y0;x++;break;}}}
}//显示字符串
//x,y:起点坐标
//size1:字体大小
//*chr:字符串起始地址
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1)
{while((*chr>=' ')&&(*chr<='~'))//判断是不是非法字符!{OLED_ShowChar(x,y,*chr,size1);x+=size1/2;if(x>128-size1)  //换行{x=0;y+=2;}chr++;}
}//m^n
u32 OLED_Pow(u8 m,u8 n)
{u32 result=1;while(n--){result*=m;}return result;
}显示2个数字
x,y :起点坐标
len :数字的位数
size:字体大小
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1)
{u8 t,temp;for(t=0;t<len;t++){temp=(num/OLED_Pow(10,len-t-1))%10;if(temp==0){OLED_ShowChar(x+(size1/2)*t,y,'0',size1);}else {OLED_ShowChar(x+(size1/2)*t,y,temp+'0',size1);}}
}//显示汉字
//x,y:起点坐标
//num:汉字对应的序号
//取模方式 列行式
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1)
{u8 i,m,n=0,temp,chr1;u8 x0=x,y0=y;u8 size3=size1/8;while(size3--){chr1=num*size1/8+n;n++;for(i=0;i<size1;i++){if(size1==16){temp=Hzk1[chr1][i];}//调用16*16字体else if(size1==24){temp=Hzk2[chr1][i];}//调用24*24字体else if(size1==32)       {temp=Hzk3[chr1][i];}//调用32*32字体else if(size1==64){temp=Hzk4[chr1][i];}//调用64*64字体else return;for(m=0;m<8;m++){if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y);else OLED_ClearPoint(x,y);temp>>=1;y++;}x++;if((x-x0)==size1){x=x0;y0=y0+8;}y=y0;}}
}//num 显示汉字的个数
//space 每一遍显示的间隔
void OLED_ScrollDisplay(u8 num,u8 space)
{u8 i,n,t=0,m=0,r;while(1){if(m==0){OLED_ShowChinese(128,24,t,16); //写入一个汉字保存在OLED_GRAM[][]数组中t++;}if(t==num){for(r=0;r<16*space;r++)      //显示间隔{for(i=0;i<144;i++){for(n=0;n<8;n++){OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];}}OLED_Refresh();}t=0;}m++;if(m==16){m=0;}for(i=0;i<144;i++)   //实现左移{for(n=0;n<8;n++){OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];}}OLED_Refresh();}
}//配置写入数据的起始位置
void OLED_WR_BP(u8 x,u8 y)
{OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);//设置行起始地址OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);OLED_WR_Byte((x&0x0f),OLED_CMD);
}//x0,y0：起点坐标
//x1,y1：终点坐标
//BMP[]：要写入的图片数组
void OLED_ShowPicture(u8 x0,u8 y0,u8 x1,u8 y1,u8 BMP[])
{u32 j=0;u8 x=0,y=0;if(y%8==0)y=0;else y+=1;for(y=y0;y<y1;y++){OLED_WR_BP(x0,y);for(x=x0;x<x1;x++){OLED_WR_Byte(BMP[j],OLED_DATA);j++;}}
}

PWM.C代码：输出一个20ms为周期的PWM波，定时器产生PWM波形计算方法：84000000/（8399+1）*（199+1）=0.02。

void TIM3_PWM_Init(void)
{                            GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM3);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=8399;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=199;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); }

USART3.C代码：进行串口的初始化，并使能相应的接收中断函数，来达到可接收函数解锁的目的。

void usart3_init(u32 bound)
{  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_DeInit(USART3);  //复位串口3RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE); //使能GPIOB时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//使能USART3时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_10; //GPIOB11和GPIOB10初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHzGPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //初始化GPIOB11，和GPIOB10GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_USART3); //GPIOB11复用为USART3GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART3); //GPIOB10复用为USART3   USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率一般设置为9600;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    //收发模式USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口3USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断  USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串口 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2 ;//抢占优先级2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;       //子优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器TIM7_Int_Init(100-1,8400-1);  //10ms中断一次TIM_Cmd(TIM7, DISABLE); //关闭定时器7USART3_RX_STA=0;             //清零
}
void USART3_IRQHandler(void)
{u8 res;        if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据{   res =USART_ReceiveData(USART3);       if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据{ if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN)     //还可以接收数据{TIM_SetCounter(TIM7,0);//计数器清空                         if(USART3_RX_STA==0)     TIM_Cmd(TIM7, ENABLE);  //使能定时器7 USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res;     //记录接收到的值    }else {USART3_RX_STA|=1<<15;                    //强制标记接收完成} }   }
}

TIMER.C代码：USART3的定时器设置。

void TIM7_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM7, ENABLE);//TIM7时钟使能    //定时器TIM7初始化TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM7, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_ITConfig(TIM7,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM7中断,允许更新中断TIM_Cmd(TIM7,ENABLE);//使能定时器7NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM7_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0 ;//抢占优先级0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;      //子优先级1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器}
void TIM7_IRQHandler(void)
{   if (TIM_GetITStatus(TIM7, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断{                USART3_RX_STA|=1<<15; //标记接收完成TIM_ClearITPendingBit(TIM7, TIM_IT_Update  );  //清除TIM7更新中断标志    TIM_Cmd(TIM7, DISABLE);  //关闭TIM7 }
}

GUI.C代码：通过调用OLED中的驱动函数设计出了一下OLED画面。

void GUI_OLED_LOCK(void)//锁屏面板初始化
{OLED_Clear();OLED_ShowChinese(48,0,13,16);OLED_ShowChinese(64,0,36,16);OLED_ShowChinese(0,16,0,16);OLED_ShowChinese(16,16,1,16);OLED_ShowString(32,16,":",16);//密码开始打印位置为x=40，y=16OLED_Refresh();OLED_ShowPicture(48,4,80,8,BMP1);
}
void GUI_OLED_UNLOCHING(void)//进行开锁中
{u8 i;double t=0.0;char buf[8];OLED_Clear();OLED_ShowChinese(32,0,2,16);OLED_ShowChinese(48,0,7,16);OLED_ShowChinese(64,0,19,16);OLED_ShowChinese(80,0,13,16);OLED_ShowChinese(0,16,29,16);OLED_ShowChinese(16,16,30,16);OLED_Refresh();for(i=0;i<80;i++){t=t+1.25;sprintf((char *)buf,"%3.0f%%",t);OLED_DrawLine(i+32,16,i+32,32);OLED_ShowString(88,48,(uint8_t *)buf,16);OLED_Refresh();OLED_ShowPicture(48,4,80,8,BMP1);delay_ms(50);}}
void GUI_OLED_UNLOCK_OK(void)//开锁成功
{u8 i;double t=0.0;char buf[8];OLED_Clear();OLED_ShowChinese(32,0,19,16);OLED_ShowChinese(48,0,13,16);OLED_ShowChinese(64,0,10,16);OLED_ShowChinese(80,0,11,16);OLED_ShowChinese(0,16,31,16);OLED_ShowChinese(16,16,32,16);OLED_Refresh();for(i=0;i<80;i++){t=t+1.25;sprintf((char *)buf,"%3.0f%%",t);OLED_DrawLine(i+32,16,i+32,32);OLED_ShowString(88,48,(uint8_t *)buf,16);OLED_Refresh();OLED_ShowPicture(43,4,85,8,BMP2);delay_ms(50);}
}
void GUI_OLED_UNLOCK_NO(void)//开锁失败
{u8 i;double t=0.0;char buf[8];OLED_Clear();OLED_ShowChinese(32,0,19,16);OLED_ShowChinese(48,0,13,16);OLED_ShowChinese(64,0,8,16);OLED_ShowChinese(80,0,9,16);OLED_ShowChinese(0,16,25,16);OLED_ShowChinese(16,16,33,16);OLED_Refresh();for(i=0;i<80;i++){t=t+1.25;sprintf((char *)buf,"%3.0f%%",t);OLED_DrawLine(i+32,16,i+32,32);OLED_ShowString(88,48,(uint8_t *)buf,16);OLED_Refresh();OLED_ShowPicture(48,4,80,8,BMP1);delay_ms(50);}
}
void GUI_OLED_UNLOCK(void)//开锁成功返回操控界面
{OLED_Clear();OLED_ShowChinese(32,0,14,16);OLED_ShowChinese(48,0,15,16);OLED_ShowChinese(64,0,16,16);OLED_ShowChinese(80,0,17,16);OLED_ShowChinese(0,16,37,16);OLED_ShowChinese(16,16,38,16);OLED_ShowChinese(32,16,39,16);OLED_ShowChinese(48,16,40,16);OLED_ShowString(64,16,":",16);OLED_ShowString(0,32,"*:",16);OLED_ShowChinese(16,32,34,16);OLED_ShowChinese(32,32,35,16);OLED_ShowChinese(48,32,0,16);OLED_ShowChinese(64,32,1,16);OLED_ShowString(0,48,"#:",16);OLED_ShowChinese(16,48,13,16);OLED_ShowChinese(32,48,36,16);OLED_Refresh();
}
void GUI_PSSKEY(void)//按键说明界面
{OLED_Clear();OLED_ShowNum(8,0,1,1,16);OLED_ShowNum(40,0,2,1,16);OLED_ShowNum(72,0,3,1,16);OLED_ShowChinese(96,0,41,16);OLED_ShowChinese(112,0,42,16);OLED_ShowNum(8,16,4,1,16);OLED_ShowNum(40,16,5,1,16);OLED_ShowNum(72,16,6,1,16);OLED_ShowChinese(96,16,43,16);OLED_ShowChinese(112,16,42,16);OLED_ShowNum(8,32,7,1,16);OLED_ShowNum(40,32,8,1,16);OLED_ShowNum(72,32,9,1,16);OLED_ShowChinese(96,32,13,16);OLED_ShowChinese(112,32,36,16);OLED_ShowString(8,48,"*",16);OLED_ShowNum(40,48,0,1,16);OLED_ShowString(72,48,"#",16);OLED_ShowChinese(96,48,3,16);OLED_ShowChinese(112,48,44,16);OLED_Refresh();
}
void GUI_PCHANGE(void)//密码修改界面
{OLED_Clear();OLED_ShowChinese(32,0,45,16);OLED_ShowChinese(48,0,35,16);OLED_ShowChinese(64,0,0,16);OLED_ShowChinese(80,0,1,16);OLED_ShowChinese(0,16,37,16);OLED_ShowChinese(16,16,38,16);OLED_ShowChinese(32,16,39,16);OLED_ShowChinese(48,16,40,16);OLED_ShowString(64,16,":",16);OLED_ShowChinese(0,32,26,16);OLED_ShowChinese(16,32,0,16);OLED_ShowChinese(32,32,1,16);OLED_ShowString(48,32,":",16);OLED_ShowChinese(96,48,3,16);OLED_ShowChinese(112,48,44,16);OLED_Refresh();
}

以上GUI函数设计出的画面：

MAIN.C代码：（修改密码系统部分）

思路：进入一次while函数进行一个死循环，只有当按键按下时才进行下面的操作。在下面的操作当中，合理的运用if和else if设置一个按键优先级顺序，按照这样的优先级顺序来进行按键操作。运用goto函数来进行每次按键回反的操作。

while((key4_val3=key_init_44())==RESET);
if(key4_val3==13)//按下*即S13键进行修改密码
{   GUI_PCHANGE();for(i=0;i<7;i++){delay_ms(200);while((key4_val4=key_init_44())==RESET);if(key4_val4==13)//返回系统主界面{goto loop2;}else if(key4_val4==4)//删除{i=-1;for(j=0;j<6;j++){keysd[j]=j+1;}key4_val4=0;GUI_PCHANGE();}else if(key4_val4==8)//清除{if(i>0){i--;keysd[i]=i+1;OLED_ShowString((56+i*8),32," ",16);OLED_Refresh();i--;}key4_val4=0;}else if(key4_val4==16)//确认{if(i==6){for(i=0;i<6;i++){keysd[i]=keysa[i];}OLED_ShowChinese(0,48,10,16);OLED_ShowChinese(16,48,11,16);OLED_Refresh();goto loop2;}key4_val4=0;}else if((key4_val4!=15)&&(key4_val4!=12))//数字输入{u8 temp;if(i<6){switch(key4_val4){case 1:temp=1;break;case 2:temp=2;break;case 3:temp=3;break;case 5:temp=4;break;case 6:temp=5;break;case 7:temp=6;break;case 9:temp=7;break;case 10:temp=8;break;case 11:temp=9;break;case 14:temp=0;break;default:temp=10;break;}keysa[i]=temp;OLED_ShowString((56+i*8),32,"*",16);OLED_Refresh();}else{i--;}}else{i--;}key4_val4=0;}
}
else if(key4_val3==15)//按下#即S15键进行系统锁定
{key4_val3=0;key4_val2=0;TIM_SetCompare1(TIM3,180);delay_ms(2000);TIM_SetCompare1(TIM3,100);goto loop1;
}

总代码下载网址

https://download.csdn.net/download/weixin_46619338/21772343