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(mén)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(chē)。

本篇就讓我們從這個(gè)系列開(kāi)始，先從13個(gè)AI入門(mén)應(yīng)用講起。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智能照明助手》

01 項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景

• 智能家居照明自動(dòng)調(diào)節(jié)
• 辦公環(huán)境光線優(yōu)化
• 節(jié)能照明管理系統(tǒng)

02 項(xiàng)目功能

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了基于語(yǔ)音交互的智能光照監(jiān)測(cè)與設(shè)備控制系統(tǒng)。用戶通過(guò)自然語(yǔ)言（如"當(dāng)前光照強(qiáng)度是多少"、"窗簾拉上"）控制設(shè)備，STM32負(fù)責(zé)采集AP3216光照傳感器數(shù)據(jù)并控制執(zhí)行器。系統(tǒng)采用雙芯架構(gòu)：ESP32-S3處理語(yǔ)音輸入/輸出，STM32處理傳感器數(shù)據(jù)和執(zhí)行器控制。當(dāng)光照強(qiáng)度過(guò)低時(shí)，可開(kāi)啟燈光；當(dāng)光線過(guò)強(qiáng)時(shí)，可關(guān)閉窗簾。數(shù)碼管模擬窗簾狀態(tài)，LED燈光模塊模擬實(shí)際照明設(shè)備，形成完整的"感知-決策-執(zhí)行"閉環(huán)流程。

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AP3216光照傳感器（I2C接口）+窗簾模塊（數(shù)碼管模擬）+LED燈光模塊，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. AP3216傳感器控制 ：通過(guò)I2C接口讀取光照原始數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為實(shí)際lux值

2. 執(zhí)行器控制 ：STM32通過(guò)GPIO控制窗簾（開(kāi)/關(guān)）和燈光（亮/滅）

3. 雙芯通信協(xié)議 ：9字節(jié)固定幀格式，支持5類(lèi)指令（光照查詢、窗簾開(kāi)/關(guān)、燈開(kāi)/關(guān)）

4. 指令處理流程 ：ESP32喚醒后接收指令→下發(fā)對(duì)應(yīng)幀→STM32執(zhí)行并返回?cái)?shù)據(jù)→ESP32生成反饋

5. 狀態(tài)反饋 ：系統(tǒng)執(zhí)行控制后返回成功狀態(tài)，確認(rèn)執(zhí)行結(jié)果

05 涉及學(xué)習(xí)技術(shù)點(diǎn)

- I2C傳感器通信

- 光照傳感器數(shù)據(jù)處理

- GPIO數(shù)字輸出控制

- 雙芯架構(gòu)任務(wù)分工

- 語(yǔ)音交互與指令解析

- 串口通信協(xié)議設(shè)計(jì)

- 傳感器與執(zhí)行器聯(lián)動(dòng)

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)展板原理圖查看光照傳感控制引腳。

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)VDD：供電引腳，連接到正電源（3V-5V）的電源線上；

2)SCL：串行時(shí)鐘引腳，用于I2C通信時(shí)的時(shí)鐘同步。主控制器通過(guò)這個(gè)引腳提供時(shí)鐘信號(hào)；

3)LEDA：LED陽(yáng)極；

4)LEDC：LED陰極；

5)GND：接地引腳，連接到電源的負(fù)極或地線上；

6)LDR：LED驅(qū)動(dòng)器；

7)INT：中斷引腳，可由主控制器配置為接收傳感器的中斷信號(hào)。當(dāng)接近或環(huán)境光強(qiáng)度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，可以觸發(fā)中斷；

8)SDA：串行數(shù)據(jù)引腳，用于與主控制器進(jìn)行I2C通信。這個(gè)引腳用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。

原理圖

上圖可以看出片選引腳為PB12,SPI發(fā)送引腳為PB15,SPI接收引腳為PB14,SPI時(shí)鐘引腳為PB13，引腳定義如下表：

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

采用9 字節(jié)固定幀格式，幀結(jié)構(gòu)與解析邏輯如下：

1)指令處理流程：ESP32 喚醒后接收指令→下發(fā)對(duì)應(yīng)幀到 STM32→STM32 執(zhí)行（采集 / 控制）并返回?cái)?shù)據(jù)→ESP32 解析后生成差異化語(yǔ)音反饋；

2)執(zhí)行器控制：STM32 通過(guò) GPIO 驅(qū)動(dòng)窗簾（開(kāi) / 關(guān)）、燈光（亮 / 滅），執(zhí)行后返回成功幀。

3. 語(yǔ)音交互與指令處理原理

指令分類(lèi)處理邏輯

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智能照明助手），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智能照明助手》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(chē)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，可以私信領(lǐng)取。

STM32 與 ESP32 是單片機(jī)入門(mén)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(mén)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)。