STM32能做的东西太多了,小到一支触控笔,大到工业机器人控制器,覆盖了工业控制、物联网、消费电子、医疗设备等各个领域。根据你手头STM32F103C8T6的硬件资源(64KB Flash、20KB RAM),我为你梳理了从易到难、从基础到高端的各类程序:
一、基础入门类(必玩项目)
这类程序主要涉及GPIO、定时器、中断等基础外设,是入门STM32的必经之路。
· LED闪烁/呼吸灯:通过PWM脉宽调制,控制LED由暗到亮渐变,这是理解定时器和PWM的基础。
· 按键检测与控制:读取按键状态,实现按键控制LED开关、模式切换等,涉及GPIO输入和按键消抖。
· 蜂鸣器播放音乐:利用PWM输出不同频率的方波,驱动蜂鸣器发出Do-Re-Mi或简单旋律。
· 数码管/OLED显示:驱动TM1650数码管模块或0.96寸OLED屏幕,显示传感器数据或自定义字符。
二、数据采集与信号处理类(传感器/工业)
利用STM32丰富的ADC和通信接口,可以连接各种传感器。
· 环境监测站:读取DHT11温湿度传感器、DS18B20防水温度传感器,通过MQ-135空气质量传感器获取空气数据,在OLED上显示。
· 姿态感知:使用MPU6050六轴陀螺仪+加速度计,通过I2C接口读取原始数据,再通过四元数融合算法计算出俯仰角、横滚角,可用于平衡车或手势识别。
· 心率血氧测量:驱动MAX30102传感器,采集光电信号,通过软件滤波算法计算出心率和血氧饱和度。
· 声控/频谱分析:通过ADC高速采集麦克风信号,进行FFT(快速傅里叶变换),驱动LED点阵屏显示实时音频频谱。
三、电机与运动控制类(机器人/自动化)
STM32强大的PWM和编码器接口,非常适合控制电机。
· 智能小车:经典的玩法。通过L298N或TB6612电机驱动模块控制两个直流减速电机,实现前进、后退、转弯。
· 平衡小车/两轮自平衡机器人:核心是PID(比例-积分-微分)控制算法。STM32读取MPU6050的姿态数据,计算出电机PWM输出值,让小车保持直立平衡。
· 四轴无人机/飞控:对算力要求高,但F103也能胜任。需要处理多个通道的PWM输入(遥控器)和输出(无刷电机电调),运行复杂的姿态解算和PID控制环。
· 舵机控制/机械臂:利用PWM精确控制多个舵机的角度,实现多自由度机械臂的动作序列控制。
四、人机交互与图形界面类
给设备装上"屏幕"和"触摸",瞬间提升科技感。
· 菜单系统:在OLED或TFT屏幕上用按键实现多级菜单切换,这是很多智能设备的基础交互逻辑。
· LVGL图形库应用:如果你的F103外扩了SPI接口的彩屏,可以移植LVGL轻量级图形库,设计出带有按钮、滑块、仪表盘的精美GUI(图形用户界面)。
· 触摸画板:配合触摸屏或触摸按键,在屏幕上记录并显示触摸轨迹,实现简单的电子画板。
五、通信与物联网类(连接世界)
让STM32具备"联网"和"远程控制"的能力。
· Wi-Fi智能插座/传感器:通过串口AT指令控制ESP8266 Wi-Fi模块,连接MQTT物联网平台(如阿里云IoT、腾讯云IoT),实现手机远程控制开关、查看温度。
· 蓝牙遥控/数据传输:通过HC-05/HC-06或JDY-31蓝牙模块,实现手机App与STM32的无线通信,可用于蓝牙小车、无线调参等。
· RS485工业总线通信:利用MAX485芯片,将STM32的USART转换为RS485总线,实现多设备远距离可靠通信,广泛应用于工业现场。
六、高级应用类(挑战极限)
这类项目对F103来说有点"负重跑",但优化得好完全可以实现。
· 微型Web服务器:配合ENC28J60以太网模块,在STM32上移植轻量级TCP/IP协议栈(如uIP或LwIP),实现一个简单的网页服务器,可以通过浏览器控制LED。
· 简易逻辑分析仪/示波器:利用DMA(直接存储器访问)配合ADC高速采样,将采集到的波形实时显示在LCD屏幕上,挑战STM32的数据吞吐极限。
· 软件合成器:利用DMA和定时器,通过查找表的方式合成正弦波、方波、锯齿波,通过I2S接口输出到音频DAC(数模转换器)芯片,实现一个简单的电子乐器。
总结
STM32F103C8T6虽然不是最强芯片,但通过合理的软件设计(如LL库、状态机、DMA优化),完全可以运行从"点亮一个LED"到"轻量级嵌入式Web服务器"之间几乎所有的典型嵌入式程序。