基于STM32设计的WiFi语音播报日程表
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了基于STM32设计的WiFi语音播报日程表相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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：Download Qt | Embedded System | Real Time Embedded Systems | Qt
QT所有版本下载地址：Index of /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
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 WIFI
PB10--->ESP8266-RX
PB11--->ESP8266-TX
3.3v--->VCC
GND---->GND
(2) SYN6628
PA2(TX)---SYN6628-RX
PA3(RX)---SYN6628-TX
3.3v---->VCC
GND----->GND
(3) DHT11 温湿度传感器
PA5 ---->DHT11-OUT
3.3v---->VCC
GND----->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。
6.3 字库创建
6.4 SD卡上存放的字库文件
7. 设备端核心代码及实现思路
如果需要整个工程直接使用，可以去这里获取: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/85892788
7.1 字库读取
目前设备端LCD屏字库存放在SD卡上，通过fatfs文件系统读取字模进行显示，这样做的优点: 更换字库方便，直接把SD卡拔出来放在电脑上拷贝字库即可。
核心代码如下:
void NT35310_DisplayGBKData(u32 x,u32 y,u32 size,u8 *p,u16 c1,u16 c2)
FIL fp;
UINT br;
u8 L,H;
u32 Addr;
u16 font_size=size/8*size; //字体占用的点阵码字节大小
u8 *buff=NULL;
H=*p;
L=*(p+1);
if(L<0x7f)L=L-0x40;
else L=L-0x41;
H=H-0x81;
Addr=(190*H+L)*font_size; //中文在字库里的偏移量
buff=malloc(font_size); //使用的堆空间
if(buff==NULL)return;
switch(size)
case 16:
if(f_open(&fp,"0:SYSTEM/FONT/GBK16-H.DZK",FA_READ)!=FR_OK)
printf("f_open error.\\r\\n");
f_lseek(&fp,Addr);
f_read(&fp,buff,font_size,&br);
f_close(&fp);
break;
case 24:
f_open(&fp,"0:SYSTEM/FONT/GBK24-H.DZK",FA_READ);
f_lseek(&fp,Addr);
f_read(&fp,buff,font_size,&br);
f_close(&fp);
break;
case 32:
break;
//显示中文
NT35310_DisplayData(x,y,size,size,buff,c1,c2);
//释放空间
free(buff);
void NT35310_DisplayData(u32 x,u32 y,u32 w,u32 h,u8 *p,u16 c1,u16 c2)
u16 i,j,x0=x;
u8 data;
u16 colortemp=POINT_COLOR;
for(i=0;i<w/8*h;i++) //取出的模型总字节数
data=p[i]; //取出数组里一个字节的数据
for(j=0;j<8;j++)
if(data&0x80)Draw_Point(x0,y,c1); //字体颜色
else
Draw_Point(x0,y,c2); //背景颜色
data<<=1; //继续判断下一位
x0++; //继续画下一个点
if(x0-x==w) //判断是否需要换行
x0=x;//横坐标归位
y++; //纵坐标自增
POINT_COLOR=colortemp;
7.2 解析ESP8266数据
主函数里通过轮询方式检测，ESP8266是否收到上位机的命令，收到之后进行解析处理
核心代码如下:
//ESP8266 WIFI 返回的数据
if(USART3_RX_FLAG)
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\\0';
printf("%s",USART3_RX_BUFFER);
//解析WIFI返回的数据
//如果是校准RTC时间 +IPD,0,15:*20220304220552
if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,":*"))
printf("校准时间.\\r\\n");
rtc_time_update((char*)USART3_RX_BUFFER);
//如果是请求更新提醒
else if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"#update"))
printf("请求更新事件.\\r\\n");
update_enev();
//如果是新增提醒
//+IPD,0,49:$add,2022/03/04 21:56,2022/03/04 21:56,
else if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"$add"))
printf("新增提醒事件.\\r\\n");
add_enev((char*)USART3_RX_BUFFER);
//如果是删除某个提醒
//+IPD,0,49:$del,2022/03/04 21:56,2022/03/04 21:56,水水水水,0
else if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"$del"))
printf("删除某个提醒.\\r\\n");
del_enev((char*)USART3_RX_BUFFER);
USART3_RX_CNT=0;
USART3_RX_FLAG=0;
7.3 向SD卡存放事件信息
事件提醒都是存放在SD卡上，以文件的形式存放，上面封装的几个函数里，主要是就是读写文件。
核心代码：
/*
函数功能：从buf里面得到第cnt个逗号所在的位置
返 回 值：0~254,代表逗号所在位置的偏移.
255,代表不存在第cnt个逗号
*/
u8 GetCommaOffset(char *buf,u8 cnt)
char *p=buf;
while(cnt)
if(*buf==',')cnt--;
buf++;
return buf-p; //计算偏移量
/*
写文件
*/
void FATFS_Write(const TCHAR *FileName,const char *WriteBuff)
FIL fp;
FRESULT res;
UINT cnt; //存放写入成功的数量
/*1. 创建文件*/
res=f_open(&fp,FileName, FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS);
if(res!=0)
printf("%s文件创建失败!\\n",FileName);
return;
/*2. 写入数据*/
res=f_write(&fp,WriteBuff,strlen(WriteBuff),&cnt);
if(res!=0)
printf("%s文件写入失败!\\n",FileName);
return;
/*3. 关闭文件*/
f_close(&fp);
printf("%s文件创建成功,成功写入:%d\\n",FileName,cnt);
//提取指定逗号位置的数据
void GetCommaOffsetBuff(char *buf_in,char *buf_out,u8 cnt)
while (cnt)
if (*buf_in == ',')cnt--;
if (*buf_in == '\\0')break;
buf_in++;
while (*buf_in != ',' && *buf_in != '\\0')
*buf_out=*buf_in;
buf_in++;
buf_out++;
*buf_out = '\\0';
//字符串替换
//sub1替换前 sub2替换后字符
void StringSubstitution(char *p,char sub1,char sub2)
while (*p!='\\0')
if (*p == sub1)
*p = sub2;
p++;
//新增提醒
//+IPD,0,49:$add,2022/03/04 21:56,2022/03/04 21:56,
void add_enev(char *p)
char buf_out[20];
u8 offset = 0;
char *p2;
offset = GetCommaOffset(p, 3);
p2 = p + offset;
printf("%d,%s\\r\\n", offset, p2);
//提取提醒的起始时间 例如:2022/03/04 21:56
GetCommaOffsetBuff(p,buf_out,3);
printf("buf_out1=%s\\r\\n",buf_out);
StringSubstitution(buf_out,'/','-');
StringSubstitution(buf_out, ' ','-');
StringSubstitution(buf_out, ':','-');
printf("buf_out2=%s\\r\\n", buf_out);
strcat(buf_out,".ev");
printf("buf_out3=%s\\r\\n", buf_out);
FATFS_Write(buf_out, p2);
//更新事件列表
update_event_list();
//删除某个提醒
//+IPD,0,49:$del,2022/03/04 21:56,2022/03/04 21:56,水水水水,0
void del_enev(char *p)
char buf_out[20];
char dir_file_path[50];
//提取提醒的起始时间 例如:2022/03/04 21:56
GetCommaOffsetBuff(p, buf_out, 3);
printf("buf_out1=%s\\n", buf_out);
StringSubstitution(buf_out, '/', '-');
StringSubstitution(buf_out, ' ', '-');
StringSubstitution(buf_out, ':', '-');
printf("buf_out2=%s\\n", buf_out);
strcat(buf_out, ".ev");
printf("buf_out3=%s\\n", buf_out);
//拼接目录名称
sprintf(dir_file_path,"0:/%s",buf_out);
//删除文件
if(f_unlink(dir_file_path)==FR_OK)
printf("%s\\r\\n删除成功.",dir_file_path);
else
printf("%s\\r\\n删除失败.",dir_file_path);
//更新事件列表
update_event_list();
//向APP终端更新提醒
//+IPD,0,7:#update
/*
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）
$update,2022/02/22 13:15,2022/02/23 12:17,吃饭,5
*/
u8 update_enev(void)
// u8 buff[]="$update,2022/02/22 13:15,2022/02/23 12:17,吃饭,5";
// ESP8266_ServerSendData(0,buff,strlen((char*)buff));
char *path="0:/"; //目录位置
DIR dir;
FIL file; //文件指针
FRESULT res;
FILINFO fno; //存放读取的文件信息
char *abs_path=NULL;
char cmd[]="$update,"; //请求的命令头
char out_buff[100];
UINT cnt;
strcpy(out_buff,cmd);
/*1. 打开目录*/
res=f_opendir(&dir,path);
if(res!=FR_OK)return res;
/*2. 循环读取目录*/
while(1)
res=f_readdir(&dir,&fno);
if(fno.fname[0] == 0 || res!=0)break;
//printf("文件名称: %s,文件大小: %ld 字节\\r\\n",fno.fname,fno.fsize);
/*过滤目录*/
if(strstr(fno.fname,".ev"))
//申请存放文件名称的长度
abs_path=malloc(strlen(path)+strlen(fno.fname)+1);
if(abs_path==NULL)break;
strcpy(abs_path,path);
strcat(abs_path,"/");
strcat(abs_path,fno.fname);
//读取文件数据
f_open(&file,abs_path,FA_READ);
f_read(&file,out_buff+strlen(cmd),100,&cnt);
free(abs_path);
以上是关于基于STM32设计的WiFi语音播报日程表的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
基于STM32设计的小说阅读器(翻页字体切换颜色切换语音播报)
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