实践丨手把手教你用 STM32 设计 WiFi 语音播报日程表

2022 年 7 月 14 日
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本文分享自华为云社区《基于STM32设计的WiFi语音播报日程表》，作者： DS 小龙哥。

1. 前言

近年来，随着电子产品的发展，数字日程表这项应用在人们工作和生活中起到越来越重要的作用。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间，忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，遇上重要事务，一时的耽误可能酿成大祸。

因此从人们的日常生活到公司办公，从台式电脑到便携式智能手机，都要求标配上日程表的作用。人们要求随时随地都能快速准确的提醒当前事务，并且要求日程表能够更直观、更可靠、更便宜。这种要求催生了新型日程表的产生。除此之外，由于对社会责任的更多承担，人们要求所设计的产品能够产生尽量少的垃圾、能够消耗尽量少的能量。因此人们对日程表的又有了体积小、功耗低的要求。

2. 功能需求

2.1 硬件部分

整个项目在正点原子 stm32f103mini 开发板环境下进行。开发板主控是 stm32f103rct6。

项目模块由一些部分组成：

（1）2.8 寸 tft 触摸屏负责显示和进行交互;

（2）pcf8563t 用作时钟计时，并把日期和时间显示在屏幕上。

（3）时间采用 24 小时制显示，上位机要支持设备端 RTC 日期及时间信息更新.

（4）DHT11 温湿度传感器检测环境信息，并把信息显示在液晶屏幕上;

（5）使用 esp8266 作 WiFi 模块与手机 app 进行通信;

（6）单片机将接收到的内容存储在 w25Q64 内，同时可以在屏幕上指定位置将内容显示出来。内容包括具体日程的文字内容以及日程开始、结束的时间；

（7）使用蜂鸣器以及通过 syn6288 语音芯片合成的语音信息，通过喇叭播报实现提醒功能。在日程开始、结束前五分钟提前（这个提前提醒的时间要可以修改）通过蜂鸣器以及喇叭发出语音提示。

（8）显示屏（横屏显示）上应包含：

基础的日期、时间、温湿度信息显示，屏幕主体部分通过列表的方式显示从手机 app 端接收到的日程内容；屏幕上设置一个触屏按钮，按下该按钮是可以跳当前进行中的，或者还未开始的下一项即将开始的日程。

日程显示部分：因为 2.8 寸显示屏的空间有限，所以同屏范围内只显示一到两个日程的具体内容。需要显示出日程的文字内容，开始和结束的时间。当日程时间即将开始以及即将结束时触发语音提示；日程结束之后要从当前显示位置上清除，同时删除 w25Q64 上存储的信息。同时显示下一个待开始的日程。

显示的文本部分要求能够支持显示 16 和 24 大小的，包括中文字符在内的所有字符（无法兼容就做成 24 大小即可）。从手机端发送的中文文本信息在在屏幕上显示的同时要存储在 w25q64 内。并且单片机终端上要支持存储最少十五条日程内容。单片机要能识别具体日程的时间信息，根据时间排序，同时判断日程是否过时，过时的日程直接删除，删除和跳过日程不需要触发提示。

（9）语音提示内容：

1：您有待开始的日程，请注意时间。（如果可以实现将手机端输入的日程内容（主要是汉字）读出来，那么此句改为：下一项日程：XXX 即将开始，请注意时间。（XXX 内即为日程内容））

2：当前日程即将结束

3：连接成功（成功连上 app 时播报）

4：连接失败

5：日程已设置（单片机接收到手机上发送的日程内容。）

（10）每句提示播报前蜂鸣器响一声，响完后停顿一秒再播报。

2.2 软件部分

软件部分主要就是手机上的控制 app，手机的 app 包括可以选择添加日程的按钮，可以输入信息的文本框，可以将文本框内的内容发送到单片机的按钮。同时要可以在 app 上查看单片机终端的已录入的日程内容，以及加入一个可以删除已录入内容的按钮。文本框分为三部分，一部分输入文本内容（两到八个汉字字符左右的长度即可。）输入开始时间的文本框，输入结束时间的文本框。

2.3 功能总结

（1）STM32 采用正点原子 mini 板。正点原子的 2.8 寸 tft 触摸屏

（2）pcf8563t 用作时钟计时，并把日期和时间显示在屏幕上

（3）DHT11 温湿度传感器检测环境信息，并把信息显示在液晶屏幕上

（4）使用 esp8266 作 WiFi 模块与手机 app 进行通信;

（5）w25Q64 烧录字库，存放字库，存放日程提醒信息

实现思路：将 W25Q64 安装 FATFS 文件系统，方便数据存放读取，读写日程信息，字库信息。

（6）syn6288 语音芯片合成的语音信息，通过喇叭播报实现提醒功能

（7）开发手机 APP 输入提醒日程，单片机接收到手机上发送的日程内容。

单片机将接收到的内容存储在 w25Q64 内，同时可以在屏幕上指定位置将内容显示出来。内容包括具体日程的文字内容以及日程开始、结束的时间；日程信息采用文件形式存储,修改、读写都针对文件进行操作。

3. 软件运行效果

软件打开之后先输入设备端的 IP 地址和端口，连接成功之后就可以进行功能操作。

软件上有日程表查看页面（也就是主页面）、日志页面、新增日程提醒页面。

软件分为 windows 桌面版本和 Android 手机版本，下面演示的截图以 windows 桌面版本为例。

软件采用 QT 设计，Qt Creator 是跨平台的 Qt IDE， Qt Creator 是 Qt 被 Nokia 收购后推出的一款新的轻量级集成开发环境（IDE）。此 IDE 能够跨平台运行，支持的系统包括 Linux（32 位及 64 位）、Mac OS X 以及 Windows。

Qt Creator 官网下载地址：下载 Qt |嵌入式系统|实时嵌入式系统|断续器

QT 所有版本下载地址：索引 /archive/qt

QT 环境搭建，入门开发专栏： https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/category_11400392.html

（1）日程表查看页面（也就是主页面），查看日程提醒事件，点击更新日程按钮，可以从设备端获取最新的数据过来。

（2）日志页面用来查看软件与设备间交互的过程，可以调试了解发送的数据是否正常。

（3）新增日程提醒页面

在这个页面上可以填入提醒的事件内容，输入提醒的起始时间、结束时间，提前提醒的时，输入完毕后，点击新增提醒事件按钮，就可以将数据发送给设备端，并且在主页面添加数据显示。

（4）Android 手机运行效果

4. 通信协议

设备端与软件上位机之间数据交互的的协议：

（1）软件上位机对STM32发送:#update          让STM32发送当前存储的所有日程数据过来
STM32向上位机返回的数据格式:$update,起始时间，结束时间，事件内容，提前提醒时间（0~59分钟）$update,2022/02/22 13:15,2022/02/23 12:17,吃饭,5
（2）给STM32发送一条日程数据过去格式:$add,起始时间，结束时间，事件内容，提前提醒时间（0~59分钟）$add,2022/02/22 13:15,2022/02/23 12:17,吃饭,5
（3）给STM32发送校准时间  *20220222131338
（4）删除STM32上存储的日程数据$del,起始时间，结束时间，事件内容，提前提醒时间（0~59分钟）$del,2022/02/22 13:15,2022/02/23 12:17,吃饭,5

复制代码

5. 测试流程总结

设备端采用 ESP8266 与上位机进行通信，ESP8266 上电初始化为 AP+TCP 服务器模式，设置固定端口号。

采用电脑或者手机运行 APP 测试之前，先搜索 ESP8266 创建的 WIFI 热点连接上，然后打开软件，在软件里输入 ESP8266 服务器的 IP 地址和端口号点击连接，连接成功之后就可以与设备端进行交互。

如果没有设备端，也可以采用网络调试助手与上位机之前交互，测试功能。

6. 硬件部分

6.1 硬件实物

板子的串口正常提示：

（1）上电提示

(2) 更新事件提示

（3）SD 卡上生成的文件

6.2 外设硬件连线

(1) ESP8266 WIFIPB10--->ESP8266-RXPB11--->ESP8266-TX3.3v--->VCCGND---->GND(2) SYN6628PA2(TX)---SYN6628-RXPA3(RX)---SYN6628-TX3.3v---->VCCGND----->GND(3) DHT11 温湿度传感器PA5 ---->DHT11-OUT3.3v---->VCCGND----->GND
剩下的用的硬件是开发板本身自带--正点原子STM32F1战舰V3开发板，硬件连接详情看原理图接口。