STM32 综合实战：SHT30/SHT45 双传感器兼容采集 + SPI-OLED 实时显示，模块化分层代码深度解析

一、前言（项目完整业务场景）
实际工业采集终端需求：本地实时可视化温湿度，无需上位机即可直观查看数值，同时兼容两种主流高精度温湿度芯片 SHT30、SHT45，方便硬件选型替换。
项目开发遇到典型综合类问题：
IIC 与 SPI 总线并行运行，时序冲突导致屏幕花屏、传感器读取失败；
屏幕频繁全屏刷新出现明显闪烁，视觉效果差；
SHT30 与 SHT45 指令、CRC 算法不一致，切换芯片需要大面积改代码；
采集、显示业务耦合严重，无法单独裁剪某一外设；
缺少数据容错机制，总线干扰下脏数据直接打印到屏幕。
本文核心优化点：
统一封装温湿度读取接口，宏切换兼容 SHT30/SHT45；
软件 SPI 局部刷新 OLED，消除屏幕闪烁；
总线分时互斥调度，IIC/SPI 无抢占冲突；
CRC 校验过滤错误数据，异常状态屏幕提示报错；
分层架构：底层总线→传感器业务→屏幕显示→主逻辑，模块完全解耦。
二、硬件与底层原理深度解析
2.1 硬件整体架构
主控：STM32F103C8T6 标准库。
温湿度总线：通用软件 IIC（PA8-SCL、PA9-SDA）。
SHT30：地址 0x44，单次测量指令 0x2400。
SHT45：地址 0x44，单次测量指令 0xFD，内置独立 CRC8 校验。
OLED 显示总线：通用软件 SPI（PA13-SCK、PA15-MOSI、PA0-CS、PA2-DC），模式 0 时序。
外设联动：AT24C02 保存温度校准偏移，RS485 上传采集数据至 PLC，SD 卡定时存储日志。
2.2 SHT30 与 SHT45 核心差异与兼容方案

2.3 SPI-OLED 防闪屏原理
常规全屏刷新：每次清空整屏再重绘，屏幕频繁黑白切换造成闪烁；
本文采用局部坐标刷新：仅重绘数字区域，静态文字、标题只初始化绘制一次，大幅降低屏幕刷新负荷，完全消除频闪。
2.4 多总线并行调度逻辑
软件 IIC 与软件 SPI 共用 CPU 轮询时序，同一时间只执行一类总线操作：
采集传感器 → 关闭 IIC 总线 → 切换 SPI 总线刷新屏幕，严格分时互斥，避免电平时序错乱。
三、项目分层文件结构
工程
├─底层总线
│ soft_iic.h / soft_iic.c 通用模拟IIC
│ soft_spi.h / soft_spi.c 通用模拟SPI
├─传感器业务层
│ sht_x.h / sht_x.c 兼容SHT30/SHT45，带CRC校验
├─显示业务层
│ oled.h / oled.c SPI-OLED局部刷新驱动
├─参数存储