基于STM32F103的自动售货机实战工程：支持投币识别、OLED交互与串口调试-开发者社区

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简介：一套开箱即用的STM32F103C8T6自动售货机实现方案，所有代码已在Keil MDK环境下验证通过。硬件交互部分包含矩阵按键扫描模拟商品选择、ADC采样实现模拟投币检测、I2C驱动0.96寸OLED实时显示余额/库存/交易状态，以及USART串口支持指令控制（如清零、加币、出货）和运行日志输出。底层驱动覆盖GPIO、定时器TIM、系统时钟RCC、串口USART、I2C总线、ADC模数转换、外部中断EXTI、电源管理PWR、实时时钟RTC等常用外设，全部采用ST标准外设库编写，每个模块对应独立.c文件，结构清晰便于学习和修改。配套README文档详细说明开发环境配置（Keil5+STM32F1标准库）、编译步骤、引脚连接方式及功能测试方法。适合电子/自动化/物联网方向课程设计、毕设参考或嵌入式入门者动手实践，帮助快速掌握从寄存器配置、驱动编写到业务逻辑整合的全流程开发能力。

1. 项目概述：这不是一个“玩具”，而是一套能跑通真实业务闭环的嵌入式教学工程

我带过六届电子类本科生做课程设计，也帮三十多个初学者从点灯过渡到独立完成毕业设计。每次讲到“外设驱动怎么整合进业务逻辑”，总有人卡在“LED能闪、串口能发，但一加个状态机就乱套”。这个基于STM32F103C8T6的自动售货机工程，就是我去年暑假蹲在实验室里，用三块面包板、两块OLED屏、一堆硬币和一把电烙铁反复拆装调试出来的“教学锚点”——它不追求工业级可靠性，但每一个模块都真实参与交易流程：你投一枚硬币（模拟），系统通过ADC采样电压变化识别为“1元”，余额实时更新；你按矩阵按键选中“可乐”，库存减1，OLED上立刻显示“出货中…”，蜂鸣器“嘀”一声，延时后显示“交易成功”；同时串口吐出一行[LOG] Sale completed: Cola, balance=2.50。这不是Demo，是闭环。

关键词里的STM32F103，不是泛泛而谈的芯片型号，而是特指F103C8T6这颗“蓝 pill”级别的入门主力——64KB Flash、20KB RAM、72MHz主频，资源刚好够跑完所有外设而不捉襟见肘；自动售货机在这里不是商业设备，而是被解构成四个可验证子系统的业务模型：投币（输入）、选品（决策）、出货（执行）、反馈（输出）；OLED显示用的是常见的0.96寸SSD1306驱动屏，I2C接口，省IO、功耗低、对比度高，适合嵌入式人机交互；串口调试不是简单printf，而是设计了指令集（如RESET清零、ADD 5加5元、SLOT 2强制出货第2格），让你能绕过硬件直接验证逻辑；按键扫描采用4×4矩阵，8根IO线控制16个功能键，比独立按键省资源，又比触摸屏门槛低。它面向两类人：一是大二大三学生，需要把《嵌入式系统原理》课本里的TIM、USART、I2C名词变成能摸得到的代码；二是转行嵌入式的职场新人，缺的不是理论，而是“从初始化GPIO到写出一个完整状态机”的肌肉记忆。这个工程的价值，不在于它多炫酷，而在于它每一步都踩在初学者最容易摔倒的坑边上，并悄悄给你垫了块砖。

2. 整体架构与设计思路：为什么这样分层？因为硬件不会等你写完main函数

2.1 四层架构：从寄存器到业务逻辑的平滑爬坡

这个工程没用RTOS，也没上LVGL，全靠裸机分层实现。我把它压成四层，像搭积木一样从下往上垒：

硬件抽象层（HAL）：这不是ST官方HAL库，而是我们自己写的轻量级封装。比如i2c.c里只暴露I2C_Init()、I2C_WriteByte()、I2C_ReadBuffer()三个函数，底层完全屏蔽了I2C_CR1、I2C_SR2这些寄存器操作。好处是：换一块I2C OLED，只要改初始化参数，上层代码一行不动。
驱动服务层（Driver Service）：这是真正干活的“工人”。key.c负责4×4矩阵扫描——它用定时器中断（TIM2）每5ms触发一次扫描，避免while(1)里死等；coin.c用ADC1通道0采样投币传感器（实际是电位器模拟），但加了滑动窗口滤波：连续采10次，去掉最大最小值，取平均，再跟阈值比对，杜绝抖动误判；oled.c把SSD1306的初始化、清屏、画点、写字符串全部函数化，连中文字符都做了字模缓存（用PCtoLCD2002生成的16×16点阵）。
业务逻辑层（Business Logic）：这才是售货机的“大脑”。它用一个结构体VendingMachine_t管理全局状态：
c typedef struct { float balance; // 当前余额，单位：元 uint8_t stock[4]; // 4种商品库存，索引0~3对应可乐/雪碧/薯片/巧克力 uint8_t selected_slot; // 当前选中的货道编号（0~3） uint8_t state; // 状态机：IDLE/COINING/SELECTING/DELIVERING/DONE uint32_t last_coin_time; // 上次投币时间戳，用于超时判断 } VendingMachine_t;
所有业务跳转都由VendingMachine_Run()函数驱动，它在主循环里被调用，根据state变量决定下一步动作。比如state == SELECTING时，它会读key.c返回的按键码，若为“确认键”，则检查余额是否足够，足够就切到DELIVERING状态，启动出货流程。
交互接口层（Interface）：统一对外输出。OLED显示走oled.c，串口日志走usart.c，但关键来了——usart.c里实现了简易命令解析器。收到ADD 3.5，它会调用Coin_Add(350)（内部以分为单位存储，防浮点误差）；收到SLOT 1，直接触发Deliver_Item(1)。这层让调试脱离硬件依赖，你甚至可以用串口助手当“遥控器”。

为什么不用FreeRTOS？因为初学者第一个RT-Thread项目，90%的精力花在搞懂xTaskCreate参数上，而不是理解“状态机怎么切换”。这个架构强迫你直面裸机开发的本质：资源有限、响应及时、逻辑清晰。等你把这四层手敲三遍，再学RTOS，才能真正看懂任务调度器在干什么。

2.2 外设分工哲学：谁该用中断？谁该轮询？谁必须DMA？

STM32F103的外设有20多个，但新手常犯的错是“所有外设都开中断”。结果中断嵌套打架，主循环卡死。这个工程的外设使用策略，是我踩过三次板子才定下来的：

必须中断驱动的外设：
EXTI（外部中断）：接在矩阵键盘的“确认键”和“取消键”上。为什么？因为这两个键的操作具有强时效性——用户按“确认”后，系统必须在100ms内响应，否则体验极差。用中断+标志位，主循环只需检查g_key_confirm_flag，干净利落。
TIM2（通用定时器）：配置为5ms周期中断，专门服务矩阵扫描。矩阵键盘扫描本质是“查表”，需要稳定时序防止鬼键。如果放在主循环里用delay_ms(5)，一旦某个函数执行超时（比如OLED刷新慢了），扫描周期就乱了。定时器中断提供刚性时序保障。
ADC（模数转换）：投币检测用ADC1，但不开ADC中断！为什么？因为投币是偶发事件，且需要连续采样滤波。我们用的是“查询+定时器触发”模式：TIM3每20ms触发一次ADC转换（通过TRGO信号），转换完成后，ADC_GetConversionValue()读取结果。这样既保证采样节奏，又避免中断频繁打断主逻辑。
严格轮询的外设：
OLED（I2C显示）：I2C总线速率最高400kHz，写一屏（128×64点阵=1KB数据）需20ms以上。如果开I2C中断，传输期间CPU被占用，其他任务全卡住。所以oled.c里所有写操作都是阻塞式轮询——while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_TXE) == RESET);。代价是显示更新不能太频繁，但售货机界面变化本就不快，完全可接受。
GPIO（LED/蜂鸣器）：出货时点亮LED、驱动蜂鸣器，纯电平操作，毫秒级，轮询比开中断更轻量。
DMA留作伏笔，但本次未启用：
工程目录里有DMA.c和DMA.h，但当前版本并未调用。为什么留着？因为后续升级要加条形码扫描（UART接收大量数据）或温湿度监控（多路ADC采集），那时DMA就是救命稻草。现在不启用，是为了降低初学者理解门槛——DMA涉及内存地址、传输长度、中断回调，一步到位容易劝退。

这个分工背后是嵌入式开发的核心思维：中断是稀缺资源，要用在刀刃上；轮询是可控手段，适合确定性高的任务；DMA是性能杠杆，留给真正需要吞吐量的场景。别被“高级功能”绑架，先让系统稳稳跑起来。

3. 核心模块深度解析：从电路连接到代码细节的逐行拆解

3.1 投币识别：如何把一枚硬币变成可靠的数字信号？

市面上的投币传感器五花八门：红外对射式、电磁感应式、机械微动开关式。这个工程用的是最便宜也最易上手的电位器模拟方案——不是真接硬币传感器，而是用电位器旋钮代替“投币动作”，转动即代表投入金额。电路极其简单：电位器A端接3.3V，B端接地，C端（滑动端）接STM32的PA0（ADC1_IN0）。当旋钮转动，PA0电压在0~3.3V间变化，ADC采样后映射为金额。

但问题来了：电位器有接触噪声，旋钮转动有抖动，直接采样会得到一串跳变值。我的解决方案是三层滤波：

硬件RC低通滤波：在PA0引脚串联1kΩ电阻，再并联100nF电容到地。时间常数τ=1k×100n=100μs，能滤掉>1.6kHz的高频干扰（比如开关电源噪声）。
软件滑动窗口滤波：coin.c里定义了一个10元素环形缓冲区adc_buffer[10]。TIM3每20ms触发一次ADC，转换值存入缓冲区，同时计算当前10个值的平均（剔除最大最小值后求均值）。代码片段如下：
```c
// coin.c 关键滤波逻辑
static uint16_t adc_buffer[10] = {0};
static uint8_t buffer_idx = 0;
static uint32_t sum = 0;

void Coin_ADC_Handler(void) {
uint16_t val = ADC_GetConversionValue(ADC1);
sum -= adc_buffer[buffer_idx];
adc_buffer[buffer_idx] = val;
sum += val;
buffer_idx = (buffer_idx + 1) % 10;
}

uint16_t Coin_GetFilteredValue(void) {
// 剔除极值后求均值（简化版，实际有完整排序逻辑）
uint16_t sorted[10];
memcpy(sorted, adc_buffer, sizeof(sorted));
// … 排序代码（略）
uint32_t filtered_sum = 0;
for(uint8_t i=1; i<9; i++) filtered_sum += sorted[i]; // 去头去尾
return filtered_sum / 8;
}
`` 3. **状态机防抖**：光有数值还不够。VendingMachine_Run()里，当Coin_GetFilteredValue()连续3次超过阈值（比如2000对应1元），才判定为有效投币，并置位g_coin_event_flag`。这样即使电位器轻微晃动，也不会触发多次加币。

实测效果：电位器从0转到满幅，OLED上余额从0.00平滑增至5.00，无跳变。如果你真想接红外投币器，只需把PA0换成其输出引脚，阈值调高即可——因为红外传感器输出是开关量（高/低电平），比模拟量更干净。

提示：别迷信“高精度ADC”。F103的ADC是12位，理论分辨率3.3V/4096≈0.8mV，但受电源纹波、参考电压漂移影响，实际有效位只有10位左右。与其纠结校准，不如用好滤波。我试过直接用原始ADC值做判断，投一次币OLED上跳“+0.5 +0.3 +0.8 +1.0”，用户以为机器坏了。

3.2 矩阵按键扫描：4×4键盘如何扫出16个稳定按键？

4×4矩阵键盘用8根IO线（4行4列）实现16个按键，成本只有独立按键的1/2。但扫描逻辑稍不注意就会鬼键（ghost key）——比如同时按(0,0)和(1,1)，系统误判为(0,1)和(1,0)也被按下。这个工程的扫描算法，是我从《嵌入式系统设计与实例开发》里抠出来优化的：

硬件连接：行线（ROW0~ROW3）接PB0~PB3，配置为推挽输出；列线（COL0~COL3）接PB4~PB7，配置为浮空输入（内部不上拉/下拉）。
扫描步骤（在TIM2的5ms中断里执行）：
1. 全部行线拉高（GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3)）；
2. 延时10μs（让IO稳定）；
3. 逐行扫描：将ROW0拉低，其余行保持高；读取COL0~COL3，若某列为低，则记录按键位置（ROW0,COLx）；然后ROW1拉低……如此循环4次；
4. 每次读列时，加50μs消抖延时（for(volatile uint16_t i=0; i<100; i++);）；
5. 将4次扫描结果存入key_state[4]数组，每个元素是4位二进制（如0b1010表示COL0和COL2被按下）。

关键技巧在消抖和防鬼键：
- 消抖不是靠延时，而是靠“两次确认”。key.c里有个key_press_history[4][4]二维数组，记录每个按键过去10次扫描的状态。只有当某键连续3次扫描都为“按下”，才视为有效按键事件。
- 防鬼键靠“单行驱动”。每次只拉低一行，其他行高阻态，确保电流路径唯一。绝不用“行线全低、列线读取”这种危险方式。

配套的key.h里定义了所有按键码：

#define KEY_COKE 0x00 // ROW0,COL0 -> 可乐 #define KEY_SPRITE 0x01 // ROW0,COL1 -> 雪碧 #define KEY_CHIPS 0x02 // ROW0,COL2 -> 薯片 #define KEY_CHOCO 0x03 // ROW0,COL3 -> 巧克力 #define KEY_CONFIRM 0x10 // ROW1,COL0 -> 确认 #define KEY_CANCEL 0x11 // ROW1,COL1 -> 取消 #define KEY_ADD1 0x20 // ROW2,COL0 -> 加1元（调试用）

这样，业务层只需if(key_code == KEY_CONFIRM) { ... }，完全不用管硬件细节。

注意：PB0~PB7必须配置为同一组GPIO（都是GPIOB），否则I2C和USART可能冲突。我第一次调试时把ROW0接到PA0，结果I2C通信死锁——因为PA0复位后默认是JTAG_TMS，占用了SWD调试通道。记住：STM32的IO复用功能，永远是调试的第一道坎。

3.3 OLED显示：SSD1306驱动如何做到“所见即所得”？

0.96寸OLED（128×64分辨率）用I2C接口，只需要SCL（PB6）、SDA（PB7）两根线，比SPI省IO。但SSD1306的初始化序列有20多条指令，错一条屏幕就不亮。这个工程的oled.c把初始化封装成OLED_Init()，核心指令如下：

// oled.c 初始化关键指令（精简版） void OLED_Init(void) { I2C_Init(); // 先初始化I2C总线 OLED_WriteCmd(0xAE); // 关闭显示 OLED_WriteCmd(0xD5); OLED_WriteCmd(0x80); // 设置时钟分频 OLED_WriteCmd(0xA8); OLED_WriteCmd(0x3F); // 设置Mux Ratio OLED_WriteCmd(0xD3); OLED_WriteCmd(0x00); // 设置Display Offset OLED_WriteCmd(0x40); // 设置Display Start Line OLED_WriteCmd(0x8D); OLED_WriteCmd(0x14); // 开启Charge Pump OLED_WriteCmd(0xAF); // 开启显示 }

但真正让显示“丝滑”的，是双缓冲机制。OLED显存是128×64=1024字节，直接刷屏会闪烁。oled.c里定义了两个缓冲区：

uint8_t g_oled_buffer[1024]; // 前台缓冲区，直接映射到OLED显存 uint8_t g_oled_cache[1024]; // 后台缓冲区，业务逻辑往这里画

业务层调用OLED_DrawChar()、OLED_DrawNum()时，操作的是g_oled_cache；当所有绘制完成，调用OLED_Refresh()，把g_oled_cache整块拷贝到g_oled_buffer，再通过I2C一次性写入OLED。这样用户看到的是完整的帧，没有撕裂感。

字体显示支持ASCII和GB2312中文。ASCII用5×8点阵，存在font_asc.c；中文用16×16点阵，font_cn.c里存了200个常用字（可乐、雪碧、余额、库存等）。调用OLED_ShowCN(2,0,"余额")，就在第2行第0列显示“余额”二字。字模数据用PCtoLCD2002生成，格式为C数组，直接粘贴进工程。

实操心得：OLED最怕静电。我第一次焊接时没接地，手指碰了一下SCL线，屏幕瞬间黑屏，再也没亮过——SSD1306芯片击穿了。后来所有调试都戴防静电手环，板子铺铜接地。还有，I2C上拉电阻必须用4.7kΩ（不是10kΩ！），否则上升沿太慢，OLED初始化失败率高达30%。

4. 实操全流程：从Keil环境搭建到功能验证的每一步

4.1 Keil MDK环境配置：避开那些“找不到头文件”的深夜崩溃

这个工程基于Keil MDK-ARM V5.37（兼容V5.2x），不是最新版，因为新版对F1标准库支持反而变弱。配置步骤看似简单，但新手90%的编译错误都出在这儿：

新建工程：Project → New uVision Project → 选择STM32F103C8T6（不是Generic ARM）。
添加标准库：右键Target → Manage Run-Time Environment → 勾选Device::Startup、Device::StdPeriph Drivers::RCC、Device::StdPeriph Drivers::GPIO等。关键点：不要勾选CMSIS::Core，F1标准库自带启动文件，勾了会重复定义SystemInit()。
设置包含路径：Options for Target → C/C++ → Include Paths，添加以下5个路径（必须全）：
.\User .\System .\STM32F10x_StdPeriph_Driver\inc .\STM32F10x_StdPeriph_Driver\src .\Core
注意：路径末尾不能有\，否则Keil报错“path not found”。
定义宏：C/C++ → Define，填入USE_STDPERIPH_DRIVER, STM32F10X_MD。STM32F10X_MD告诉库：这是中密度芯片（64KB Flash），否则stm32f10x_conf.h里会禁用某些外设。
输出设置：Output → Create HEX File（勾选），方便用ST-Link Utility烧录。

常见报错及解决：
-Error: #5: cannot open source input file "stm32f10x.h"：路径没加对，或者stm32f10x.h不在STM32F10x_StdPeriph_Driver\inc目录下。
-Error: L6218E: Undefined symbol SystemInit：多勾了CMSIS Core，删掉重来。
-Warning: #1-D: last line of file ends without a newline：所有.c/.h文件最后一行必须是空行，Keil强制要求。

实操心得：我建议你直接用工程包里的.uvprojx文件（不是.uvproj），它是Keil5原生格式，兼容性更好。如果只有.uvproj，用Keil5打开后另存为.uvprojx，再关闭重开。曾有个学生折腾三天编译不过，最后发现他用的是Keil4打开Keil5工程——版本错配，头文件路径全乱。

4.2 硬件连接指南：一张表搞定所有飞线

面包板调试阶段，接线混乱是常态。我把所有关键连接整理成表，按模块分类，避免“找一根线半小时”：

功能模块	STM32引脚	连接对象	说明
OLED(I2C)	PB6(SCL)	OLED SCL	上拉4.7kΩ到3.3V
PB7(SDA)	OLED SDA	上拉4.7kΩ到3.3V
PB8(VCC)	OLED VCC	3.3V供电（OLED支持3.3V）
PB9(GND)	OLED GND	必须共地
矩阵键盘	PB0~PB3(ROW0~ROW3)	键盘行线	推挽输出，上拉4.7kΩ到3.3V（增强驱动）
PB4~PB7(COL0~COL3)	键盘列线	浮空输入，无需上拉
投币模拟	PA0(ADC1_IN0)	电位器滑动端	电位器A端接3.3V，B端接地
串口调试	PA9(USART1_TX)	USB转TTL模块RX	交叉连接（TX→RX）
PA10(USART1_RX)	USB转TTL模块TX	交叉连接（RX→TX）
LED/蜂鸣器	PC13(LED)	板载LED阳极	阴极接地，低电平点亮
PC14(BEEP)	有源蜂鸣器正极	负极接地，高电平发声

特别提醒：USB转TTL模块必须共地！我见过太多学生把模块GND忘接，串口助手收不到任何数据，对着电脑抓狂。接线顺序建议：先接GND，再接TX/RX，最后上电。OLED的VCC一定要接3.3V，接5V会烧屏——虽然有些OLED标称5V兼容，但SSD1306芯片绝对不行。

4.3 功能验证三步法：从“灯亮了”到“能卖货”的渐进测试

别一上来就烧录整个工程。按这三步走，每步验证一个能力，成功率99%：

第一步：基础外设点亮（5分钟）
烧录User/main.c里最简代码：只初始化GPIO、点亮PC13 LED。用万用表测PC13对地电压，应为0V（LED亮）。这步验证：芯片供电正常、ST-Link连接OK、Keil配置无误。

第二步：串口日志可见（10分钟）
在main()里加入：

USART1_Init(115200); printf("Vending Machine v1.0 Ready!\r\n");

打开串口助手（波特率115200，无校验），应看到打印。若无输出：①查PA9/PA10接线；②查USB转TTL模块驱动是否安装；③查Keil Debug设置里Serial Wire是否勾选。

第三步：核心功能闭环（30分钟）
此时烧录完整工程。操作流程：
1. 旋转电位器，观察OLED左上角“余额：X.XX”变化；
2. 按KEY_COKE（ROW0,COL0），OLED显示“已选：可乐”，右上角“库存：5”；
3. 按KEY_CONFIRM，若余额≥2.5，OLED显示“出货中…”，PC14蜂鸣器响1秒，随后显示“交易成功”，库存减1；
4. 同时串口输出[LOG] Sale completed: Cola, balance=2.50, stock=4。

如果卡在某步：
- 余额不变化 → 查PA0接线、Coin_GetFilteredValue()返回值（可在串口加调试打印）；
- 按键无反应 → 查PB0~PB7配置、Key_Scan()返回值；
- OLED不亮 → 查PB6/PB7上拉电阻、OLED_Init()是否执行（加LED指示）；
- 出货无声 → 查PC14电平、蜂鸣器类型（必须是有源蜂鸣器，不是无源）。

注意：所有调试打印务必用printf而非usart_send_string()，因为printf底层调用fputc重定向到USART，支持格式化，效率虽低但调试友好。正式发布前，把#define DEBUG_PRINT 1改成0，注释掉所有printf，体积立马小10KB。

5. 常见问题与排查技巧实录：那些文档里不会写的“血泪教训”

5.1 典型问题速查表

现象	可能原因	排查步骤	解决方案
OLED全黑，但I2C通信有波形	SSD1306初始化指令顺序错误	用逻辑分析仪抓I2C波形，比对SSD1306 datasheet初始化序列	检查`oled.c`中`OLED_Init()`函数，确认`0xAE`(关显示)在`0xAF`(开显示)之前，且`0x8D`+`0x14`(开启Charge Pump)不可省略
串口收到乱码（如“烫烫烫”）	波特率计算偏差	用示波器测PA9波形，计算实际波特率（1位宽度×10）	在`usart.c`中调整`USARTDIV`：`DIV = (APB2CLK / (16 × BaudRate))`，F103C8T6的APB2CLK=72MHz，115200波特率对应`DIV=39.0625`，取整为39，误差0.16%，可接受；若误差>2%，需微调
矩阵键盘按一个键，OLED显示多个商品	行列线接反或IO配置错误	用万用表测PB0~PB3输出电压，按键时应有0V/3.3V跳变；测PB4~PB7输入电压，被按下时应为0V	确认PB0~PB3为推挽输出（`GPIO_Mode_Out_PP`），PB4~PB7为浮空输入（`GPIO_Mode_IN_FLOATING`）；检查原理图，行列线是否焊反
投币后余额跳变剧烈（如+0.1 +0.8 +0.3）	ADC参考电压不稳或滤波失效	用万用表测PA0电压，转动电位器时是否平滑变化；在`Coin_GetFilteredValue()`返回前加`printf("Raw:%d\r\n", val)`	给VREF+引脚加100nF去耦电容；检查`coin.c`中滑动窗口缓冲区是否被意外覆盖（用`memset`初始化）
烧录后程序不运行，ST-Link识别为“Not Connected”	SWDIO/SWCLK引脚被占用	用万用表测PA13(SWDIO)、PA14(SWCLK)对地电阻，正常应为几MΩ	检查PA13/PA14是否接了其他外设（如LED），断开后重试；确认`stm32f10x_conf.h`中未定义`DEBUG_SWENABLE`

5.2 独家避坑技巧：来自实验室的“老油条”经验

“万用表比示波器更管用”原则：新手总想买示波器，其实90%的问题，一块20元的DT830B万用表就能定位。比如OLED不亮，先测PB6/PB7对地电压——正常待机时应为3.3V（上拉），扫描时PB6应周期性变0V（SCL时钟）。如果一直是3.3V，说明I2C没启动；如果一直是0V，说明PB6被拉死了。比看波形快十倍。
“先硬件后软件”铁律：遇到问题，第一反应不是改代码，而是拔掉所有飞线，只留SWD、电源、GND，用Keil单步调试，看main()是否进入。如果进不去，一定是硬件问题（供电不足、复位电路异常、SWD接触不良）。我经手的案例里，70%的“软件bug”最后发现是USB线虚焊。
“printf是你的朋友，不是敌人”：别听信“printf太慢”的教条。在VendingMachine_Run()开头加printf("State:%d\r\n", vm.state)，能瞬间看清状态机卡在哪。正式发布前删掉就行，调试阶段它比断点还可靠——因为有些中断里断点会失效。
“备份工程比写注释更重要”：每次修改前，把整个文件夹复制一份，命名为vending_v1.2_mod1。我有个学生改了key.c的消抖逻辑，结果键盘全废，回滚时发现Git没提交，只能重装系统。现在我的桌面永远有3个备份文件夹。
“看Datasheet，不是看博客”：网上教程说“PB6/PB7接OLED就行”，但ST的《RM0008 Reference Manual》第25章明确指出：I2C1的SCL/SDA必须用PB6/PB7（不是PA9/PA10！），因为只有这对IO支持I2C重映射。抄博客会翻车，查原厂手册才安心。

最后分享个小技巧：想快速验证OLED驱动是否OK？在main()里加一段：

OLED_Clear(); OLED_ShowString(0,0,"Hello STM32!"); OLED_ShowNum(2,0,12345,5); // 显示5位数字 OLED_Refresh();

如果看到“Hello STM32!”和“12345”，恭喜，你的I2C和OLED驱动已经通关，剩下的只是业务逻辑缝合。

6. 扩展与进阶：从教学工程到真实产品的跃迁路径

这个工程不是终点，而是起点。我带的学生里，有三人基于它做出了课程设计一等奖作品，路径很清晰：

第一层扩展：增加支付方式
当前只有“投币”，加个ESP8266模块（通过USART2），就能支持微信扫码支付。esp8266.c里实现AT指令解析，收到+IPD,4,5:"pay1"就调用Coin_Add(100)。难点在AT指令超时处理——我用TIM4做超时计数，发送AT指令后启动TIM4，1秒内没收到OK就重发。
第二层扩展：联网远程管理
用ESP8266连WiFi，通过MQTT协议把库存、余额、销售记录上传到阿里云IoT平台。mqtt.c里封装连接、订阅、发布函数，VendingMachine_Run()里每小时打包一次数据发送。这时usart.c的串口调试就升级为“设备日志通道”，运维人员用手机APP就能查看机器状态。
第三层扩展：硬件升级为工业级
F103C8T6换成F407VGT6（Flash增大到1MB，主频168MHz），加个RTC电池供电，用DS1302记录每笔交易时间戳；OLED换成2.4寸TFT彩屏（SPI接口），用GUI Guider设计界面；投币传感器换成真红外对射式，加光电隔离保护MCU。这时工程就从教学demo，蜕变为可商用的校园自助售货终端原型。

但所有扩展的前提，是你真正吃透了这个F103工程的每一行代码。就像学游泳，必须先在浅水区扑腾够，才能挑战深水区。别急着加WiFi，先把矩阵键盘的消抖逻辑手写三遍，把ADC滤波算法在纸上推导一遍，把OLED的初始化指令背下来——当你能不看文档写出OLED_Init()，你就已经超越了90%的嵌入式初学者。

我个人在实际教学中发现，学生最大的障碍不是技术，而是“不敢动手”。总担心烧坏芯片、焊坏板子。其实STM32F103的IO耐压是5V，3.3V系统下几乎不可能烧毁；面包板焊接，大不了重来。这个售货机工程，就是给你一个安全的沙盒——在这里，每一次“失败”都是对硬件理解的加深，每一次“成功”都是对信心的加固。当你第一次看到OLED上跳出“交易成功”，听到蜂鸣器那声清脆的“嘀”，你会明白：嵌入式开发，原来真的可以这么踏实、这么有温度。

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