第七章：OLED温湿度显示系统

ESP32 + DHT11 + OLED（I2C 4线）温湿度显示系统

📝 项目概述

本教程将教你如何使用ESP32连接DHT11温湿度传感器和4线I2C OLED显示屏（通常为SSD1306驱动），实时显示环境温湿度数据。

📦 所需材料

• ESP32开发板
• DHT11温湿度传感器
• 0.96寸I2C OLED显示屏（SSD1306，4线接口）
• 面包板和杜邦线

🔌 硬件连接（4线I2C OLED）

OLED显示屏通常有4个引脚：

OLED引脚	ESP32引脚
VCC	3.3V
GND	GND
SCL	GPIO22
SDA	GPIO21

DHT11连接方式：

• VCC → 3.3V
• DATA → GPIO4
• GND → GND

⚠️ 注意：部分OLED模块可能标注SCK/SDA而不是SCL/SDA，但连接方式相同。

💻 软件准备

1. 安装必要的库：
   • DHT sensor library（Adafruit）
   • Adafruit SSD1306（OLED驱动）
   • Adafruit GFX（图形库）
   • Wire（I2C通信，通常已内置）
2. 在Arduino IDE中安装库：
   • 打开 工具 → 管理库，搜索并安装上述库。

🔑OLED显示屏关键细节

坐标系统：

• OLED 的坐标原点 (0,0) 在 左上角（与数学坐标系不同）

• X 轴向右增加，Y 轴向下增加

• 示例（128x64像素的OLED）：

  (0,0) ---------------------> (127,0)
  |                           |
  |                           |
  v                           v
  (0,63) -------------------> (127,63)
  

U8G2库的使用

为了比较方便的显示中文，引入U8g2图形库，它多平台支持，内置矢量字体引擎

📌 Arduino完整代码

/** ESP32温湿度监测系统 - 优化版* 功能：* - 通过DHT11采集温湿度数据* - OLED显示实时数据（含中文）* - 串口输出监测结果* - 完善的错误处理机制* * 硬件配置：* - DHT11: GPIO4* - OLED: SCL=GPIO5, SDA=GPIO6 (I2C)* * 库依赖：* - U8g2 v2.32.x* - DHT sensor library v1.4.4*/#include <U8g2lib.h>  // U8g2 OLED驱动库
#include <DHT.h>      // DHT传感器库// ================= 硬件配置 =================
#define DHTPIN 4       // DHT11数据引脚
#define DHTTYPE DHT11  // 传感器类型// ================= 全局对象初始化 =================
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);  // 初始化DHT传感器// OLED配置(128x64分辨率，硬件I2C)
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0,              // 屏幕方向(0°)/* reset=*/ U8X8_PIN_NONE,  // 无硬件复位/* clock=*/ 5,        // SCL引脚(GPIO5)/* data=*/ 6          // SDA引脚(GPIO6)
);// ================= 自定义图标 =================
// 16x16像素的温度计图标(XBM格式)
static const unsigned char tempIcon[] PROGMEM = {0x00, 0x00, 0x1C, 0x00, 0x22, 0x00, 0x22, 0x00,0x22, 0x00, 0x22, 0x00, 0x22, 0x00, 0x22, 0x00,0x3E, 0x00, 0x3E, 0x00, 0x3E, 0x00, 0x3E, 0x00,0x3E, 0x00, 0x3E, 0x00, 0x1C, 0x00, 0x00, 0x00
};// ================= 主程序 =================
void setup() {// 初始化串口通信Serial.begin(115200);Serial.println("\n系统启动中...");// 初始化DHT传感器dht.begin();// 初始化OLED显示if(!u8g2.begin()) {Serial.println("OLED初始化失败！");while(1);  // 停止执行}// 配置OLED显示参数u8g2.enableUTF8Print();            // 启用UTF-8支持u8g2.setFont(u8g2_font_wqy16_t_gb2312);  // 设置16点阵中文字体// 显示启动画面showSplashScreen();delay(1000);  // 展示启动画面1秒
}void loop() {static unsigned long lastReadTime = 0;const unsigned long readInterval = 2000;  // 采样间隔2秒// 定时读取传感器数据if(millis() - lastReadTime >= readInterval) {lastReadTime = millis();// 读取温湿度数据（带重试机制）float temperature = readTemperatureWithRetry(3);float humidity = readHumidityWithRetry(3);// 检查数据有效性if(!isnan(temperature) && !isnan(humidity)) {displayData(temperature, humidity);  // 显示数据printToSerial(temperature, humidity); // 串口输出} else {showSensorError();  // 显示错误信息}}
}// ================= 功能函数 =================/*** 显示启动画面*/
void showSplashScreen() {u8g2.clearBuffer();// 绘制温度计图标（居中显示）u8g2.drawXBMP((128-16)/2,  // x坐标居中10,          // y坐标16,          // 图标宽度16,          // 图标高度tempIcon     // 图标数据);// 显示启动文字（居中）const char* msg = "系统启动中...";u8g2.setCursor((128 - u8g2.getUTF8Width(msg))/2, 50);u8g2.print(msg);u8g2.sendBuffer();
}/*** 显示温湿度数据* @param temp 温度值(℃)* @param humi 湿度值(%)*/
void displayData(float temp, float humi) {u8g2.clearBuffer();// 1. 绘制界面边框u8g2.drawFrame(0, 0, 128, 64);// 2. 显示标题（居中）const char* title = "环境监测";u8g2.setCursor((128 - u8g2.getUTF8Width(title))/2, 18);u8g2.print(title);// 3. 显示温度数据u8g2.setCursor(20, 38);u8g2.print("温度: ");u8g2.print(temp, 1);  // 显示1位小数u8g2.print(" °C");// 4. 显示湿度数据u8g2.setCursor(20, 58);u8g2.print("湿度: ");u8g2.print(humi, 1);  // 显示1位小数u8g2.print(" %");u8g2.sendBuffer();
}/*** 带重试的温度读取* @param retries 重试次数* @return 温度值(℃)或NAN*/
float readTemperatureWithRetry(uint8_t retries) {float temp = NAN;while(retries-- > 0) {temp = dht.readTemperature();if(!isnan(temp)) break;delay(100);}return temp;
}/*** 带重试的湿度读取* @param retries 重试次数* @return 湿度值(%)或NAN*/
float readHumidityWithRetry(uint8_t retries) {float humi = NAN;while(retries-- > 0) {humi = dht.readHumidity();if(!isnan(humi)) break;delay(100);}return humi;
}/*** 串口输出数据*/
void printToSerial(float temp, float humi) {Serial.print("温度: ");Serial.print(temp, 1);  // 1位小数Serial.print(" °C\t");Serial.print("湿度: ");Serial.print(humi, 1);  // 1位小数Serial.println(" %");
}/*** 显示传感器错误信息*/
void showSensorError() {u8g2.clearBuffer();// 错误图标u8g2.setFont(u8g2_font_open_iconic_embedded_2x_t);u8g2.drawGlyph(54, 30, 66);  // 警告符号// 错误信息u8g2.setFont(u8g2_font_wqy16_t_gb2312);const char* errMsg = "传感器错误!";u8g2.setCursor((128 - u8g2.getUTF8Width(errMsg))/2, 55);u8g2.print(errMsg);u8g2.sendBuffer();Serial.println("错误：无法读取DHT11数据！");
}

🔍 代码说明

1. OLED初始化：
   • 使用 Adafruit_SSD1306 库驱动OLED。
   • 默认I2C地址是 0x3C（部分可能是 0x3D）。
   • 如果初始化失败，会在串口提示错误。
2. DHT11数据读取：
   • 每2秒读取一次温湿度数据。
   • 如果读取失败，会在串口提示。
3. u8g2的使用：
   • display.clearDisplay() 清屏。
   • display.setCursor(x, y) 设置文本位置。
   • display.display() 更新屏幕内容。

🚀 运行效果

• OLED屏幕显示：

  

• 串口监视器输出：

  

我是林师傅，你的学习好伙伴，有什么问题可以留言哈！！