每年的這個(gè)時(shí)候，總能看到許多為畢業(yè)設(shè)計(jì)而發(fā)愁的同學(xué)。大家手里握著熟悉的STM32，知道它性能強(qiáng)大、控制精準(zhǔn)，是完成畢設(shè)的可靠伙伴，但恰恰因?yàn)檫@份“可靠”，反而讓選題變得困難——能做的東西似乎都被人做過(guò)了，怎樣才能讓項(xiàng)目既有技術(shù)含量，又有些新意，足以讓人眼前一亮呢？

我們意識(shí)到，問(wèn)題的關(guān)鍵或許不在于STM32本身，而在于如何為它加點(diǎn)“料”——如何讓它與更前沿的技術(shù)結(jié)合起來(lái)。如今，“萬(wàn)物互聯(lián)”與“人工智能”已不再是遙遠(yuǎn)的概念，它們正越來(lái)越多地出現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中。那么，何不讓我們的STM32項(xiàng)目，也嘗試具備聯(lián)網(wǎng)、上云，甚至一點(diǎn)簡(jiǎn)單的“思考”能力？

這個(gè)想法，正是我們籌劃這一系列分享的初衷。我們希望能為你們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，提供一些不同的思路和具體的參考，增加一些創(chuàng)新點(diǎn)。在接下來(lái)的時(shí)間里，我們會(huì)陸續(xù)帶來(lái)從易上手的AI趣味小應(yīng)用，到綜合性項(xiàng)目的講解，包括13個(gè)AI入門應(yīng)用項(xiàng)目、2個(gè)小智AI項(xiàng)目、3個(gè)LVGL綜合項(xiàng)目、一個(gè)AI桌寵機(jī)器狗，以及那個(gè)經(jīng)典的、國(guó)民級(jí)嵌入式項(xiàng)目——AI智能小車。

本篇我們講解13個(gè)AI入門應(yīng)用項(xiàng)目之一。這個(gè)項(xiàng)目本身不復(fù)雜，但它能讓你直觀地感受到，當(dāng)STM32和AI技術(shù)結(jié)合起來(lái)后，能實(shí)現(xiàn)哪些不一樣的功能。

《AI智能風(fēng)扇》

01 項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景

• 智能家居環(huán)境監(jiān)控
• 辦公室舒適度調(diào)節(jié)
• 精準(zhǔn)溫控應(yīng)用場(chǎng)景

02 項(xiàng)目功能

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音交互式溫濕度監(jiān)測(cè)與智能調(diào)控系統(tǒng)。用戶通過(guò)語(yǔ)音指令（如"室內(nèi)溫度是多少"、"好熱啊"）觸發(fā)系統(tǒng)工作，STM32采集SHT20傳感器的溫度、濕度數(shù)據(jù)，通過(guò)雙芯通信返回給ESP32。ESP32根據(jù)用戶指令類型生成不同響應(yīng)：對(duì)于溫度/濕度查詢，直接播報(bào)當(dāng)前數(shù)值；對(duì)于"好熱"等指令，自動(dòng)控制風(fēng)扇運(yùn)行。風(fēng)扇通過(guò)PWM信號(hào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速（占空比），支持開(kāi)啟/關(guān)閉/調(diào)大/調(diào)小等多種控制指令，形成完整的"感知-決策-執(zhí)行"閉環(huán)。

03 項(xiàng)目硬件平臺(tái)

主硬件平臺(tái)：華清遠(yuǎn)見(jiàn)F103&ESP32-S3 AI開(kāi)發(fā)板（板載麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器）+2.8寸顯示屏。

擴(kuò)展模塊：可采用SHT20溫濕度傳感器（I2C接口）+直流PWM風(fēng)扇，也可以直接用我們的資源擴(kuò)展板（擴(kuò)展板上非常多的傳感器執(zhí)行器，非常方便多項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)）。

關(guān)于華清遠(yuǎn)見(jiàn)F103&ESP32-S3 AI開(kāi)發(fā)板：

這是一款能讓你的STM32項(xiàng)目瞬間擁有聯(lián)網(wǎng)和AI能力的雙核開(kāi)發(fā)板，集成了STM32F103和ESP32-S3。兩個(gè)核心都可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以協(xié)同工作。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，你可以把它當(dāng)成兩塊板子來(lái)分別學(xué)習(xí)（STM32F103開(kāi)發(fā)板+ESP32-S3開(kāi)發(fā)板）。對(duì)于項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)來(lái)說(shuō)，可以讓它們分工合作——ESP32作為“AI大腦”，STM32作為“控制雙手”，低成本實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更穩(wěn)定的高級(jí)應(yīng)用。

04 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)

1.SHT20傳感器控制 ：STM32通過(guò)I2C接口讀取溫度/濕度原始數(shù)據(jù)

2.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法 ：溫度(℃) = -46.85 + 175.72 × (原始數(shù)據(jù)/65536)；濕度(%RH) = -6 + 125 × (原始數(shù)據(jù)/65536)

3.PWM風(fēng)扇控制 ：通過(guò)TIM3_CH1通道生成PWM信號(hào)，占空比40%-100%（低于40%可能導(dǎo)致風(fēng)扇不轉(zhuǎn)）

4.雙芯通信協(xié)議 ：9字節(jié)固定幀格式，支持5類核心指令（溫度/濕度查詢、風(fēng)扇開(kāi)關(guān)/調(diào)速）

5.指令映射機(jī)制 ：將"好熱啊"等生活化指令映射到"開(kāi)啟風(fēng)扇"等具體控制動(dòng)作

05 涉及學(xué)習(xí)技術(shù)點(diǎn)

- I2C傳感器通信

- 傳感器數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換

- PWM信號(hào)生成與控制

- 雙芯架構(gòu)任務(wù)分工

- 語(yǔ)音識(shí)別與指令映射

- 串口通信協(xié)議設(shè)計(jì)

- 嵌入式系統(tǒng)定時(shí)器應(yīng)用

06 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)原理

1. 硬件原理

首先打開(kāi)【華清遠(yuǎn)見(jiàn)_F103&ESP32-S3 AI開(kāi)發(fā)板資料V1.0\05_硬件圖紙\ 1.F103&ESP32-S3 AI開(kāi)發(fā)板原理圖V4.3, 3.FS-MP1資源擴(kuò)展板原理圖V3.3】，根據(jù)擴(kuò)展板原理圖查看溫度傳感控制引腳。

上圖可以看出連接傳感器的I2C引腳為PB7和PB6，引腳定義如下表：

1)SHT20溫濕度傳感器是一種數(shù)字式溫濕度傳感器，它采用熱敏電阻式溫度傳感器，在測(cè)量環(huán)境溫度和濕度方面具有高精度和可靠性。

2)SHT20傳感器使用I2C總線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，它能夠快速、準(zhǔn)確地測(cè)量環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度。

2. 雙芯通信原理（ESP32-S3 為主機(jī)，STM32 為從機(jī)）

采用9 字節(jié)固定幀格式，支持 5 類核心指令，幀結(jié)構(gòu)與解析邏輯如下：

3. 溫濕度采集原理（STM32 端）

SHT20控制：STM32 通過(guò)I2C接口（默認(rèn) SDA=PB7，SCL=PB6）與SHT20 通信，發(fā)送 “測(cè)量溫度 / 濕度” 指令，等待傳感器返回 16 位原始數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：原始數(shù)據(jù)需去除校驗(yàn)位，按公式計(jì)算實(shí)際值：

溫度（℃）= -46.85 + 175.72 × (原始數(shù)據(jù) / 65536)；

濕度（% RH）= -6 + 125 × (原始數(shù)據(jù) / 65536)；

4. 風(fēng)扇控制原理（STM32 端）

PWM調(diào)速：STM32 通過(guò)定時(shí)器生成PWM信號(hào)（如 TIM3_CH1），輸出到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)模塊，占空比（0~100%）對(duì)應(yīng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；

控制邏輯：

開(kāi)關(guān)：占空比= 0%（關(guān)），占空比≥40%（開(kāi)，最小風(fēng)速）；

調(diào)速：每次調(diào)大/ 調(diào)小增加 / 減少20%占空比（如 40%→60%→80%→100%，100%→80%→60%→40%）；

極值保護(hù)：占空比≥100% 時(shí)鎖定為 100%，≤40% 時(shí)鎖定為 40%，避免低占空比導(dǎo)致風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。

07 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)步驟

完整的實(shí)驗(yàn)步驟目錄如下圖。

后臺(tái)私信（備注：AI智能風(fēng)扇），免費(fèi)領(lǐng)取項(xiàng)目完整文檔、源碼。

08 硬件平臺(tái)詳細(xì)介紹

《AI智能風(fēng)扇》項(xiàng)目硬件平臺(tái)是華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32F103&ESP32-S3 AIoT開(kāi)發(fā)板。

開(kāi)發(fā)板簡(jiǎn)介

F103&ESP32-S3 AI 開(kāi)發(fā)板是華清遠(yuǎn)見(jiàn)針對(duì)嵌入式與 AI 開(kāi)發(fā)市場(chǎng)需求，打造的高性能、低成本AIoT實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)。該開(kāi)發(fā)板采用雙核心設(shè)計(jì)，整合了STM32F103與ESP32-S3兩款芯片：以ESP32-S3作為AI中樞，承擔(dān)視覺(jué)識(shí)別、語(yǔ)音交互及 WiFi/BLE 無(wú)線通信任務(wù)；以STM32F103作為控制核心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制與多傳感器數(shù)據(jù)融合，二者通過(guò) UART 總線無(wú)縫協(xié)同，形成 “AI 決策 + 實(shí)時(shí)執(zhí)行” 的高效工作模式。

相較于僅使用STM32F103的方案，這一架構(gòu)提升了系統(tǒng)整體性能，同時(shí)擴(kuò)展了板載資源與外設(shè)接口，為更多AI及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展提供了便利。為了方便實(shí)戰(zhàn)練手，我們?yōu)樵撈脚_(tái)配套了多種硬件模塊及20個(gè)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，涵蓋13個(gè)AI基礎(chǔ)應(yīng)用項(xiàng)目、2個(gè)小智AI項(xiàng)目、3個(gè)LVGL物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以及AI桌寵機(jī)器狗和AI智能車各1個(gè)。所有項(xiàng)目均基于STM32F103與ESP32-S3協(xié)同開(kāi)發(fā)，“學(xué)完就能用”，助你快速打造硬核作品，輕松開(kāi)發(fā)智能AIoT應(yīng)用。相關(guān)資料持續(xù)更新中，可以在后臺(tái)私信領(lǐng)取。

STM32 與 ESP32 是單片機(jī)入門經(jīng)典 MCU，技術(shù)普及度、生態(tài)完整性和商業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著。STM32 擅長(zhǎng)精準(zhǔn)控制，是工業(yè)與教育首選；ESP32 及升級(jí)版 S3 主打物聯(lián)網(wǎng)，集成聯(lián)網(wǎng)與 AI 能力，廣泛應(yīng)用于 AIoT 終端。二者高度互補(bǔ)，所以我們提倡“雙核學(xué)習(xí)路徑” ，從入門到綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，建議先通過(guò) STM32 夯實(shí)通用 MCU 開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，再用 ESP32 拓展物聯(lián)網(wǎng)等開(kāi)發(fā)能力，掌握后可提升技術(shù)廣度與就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn) 1+1>2，這也是雙核心開(kāi)發(fā)板的教學(xué)設(shè)計(jì)初衷。

對(duì)于STM32/ESP32開(kāi)發(fā)感興趣的朋友，歡迎關(guān)注~！本開(kāi)發(fā)板也非常適用于高校嵌入式與AI教學(xué)、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、競(jìng)賽項(xiàng)目、個(gè)人學(xué)習(xí)及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

后臺(tái)私信備注“AIoT開(kāi)發(fā)板”，免費(fèi)領(lǐng)取開(kāi)發(fā)板教程/源碼。