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:
代码语言:javascript复制(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
代码语言:javascript复制(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:
代码语言:javascript复制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.rn");
}
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:
代码语言:javascript复制//ESP8266 WIFI 返回的数据
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='