每年的這個時候，總能看到許多為畢業設計而發愁的同學。大家手里握著熟悉的STM32，知道它性能強大、控制精準，是完成畢設的可靠伙伴，但恰恰因為這份“可靠”，反而讓選題變得困難——能做的東西似乎都被人做過了，怎樣才能讓項目既有技術含量，又有些新意，足以讓人眼前一亮呢？

我們意識到，問題的關鍵或許不在于STM32本身，而在于如何為它加點“料”——如何讓它與更前沿的技術結合起來。如今，“萬物互聯”與“人工智能”已不再是遙遠的概念，它們正越來越多地出現在實際應用中。那么，何不讓我們的STM32項目，也嘗試具備聯網、上云，甚至一點簡單的“思考”能力？

這個想法，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設計，提供一些不同的思路和具體的參考，增加一些創新點。在接下來的時間里，我們會陸續帶來從易上手的AI趣味小應用，到綜合性項目的講解，包括13個AI入門應用項目、2個小智AI項目、3個LVGL綜合項目、一個AI桌寵機器狗，以及那個經典的、國民級嵌入式項目——AI智能小車。

本篇我們講解13個AI入門應用項目之一。這個項目本身不復雜，但它能讓你直觀地感受到，當STM32和AI技術結合起來后，能實現哪些不一樣的功能。

《AI智能風扇》

01 項目應用場景

• 智能家居環境監控
• 辦公室舒適度調節
• 精準溫控應用場景

02 項目功能

本項目實現了語音交互式溫濕度監測與智能調控系統。用戶通過語音指令（如"室內溫度是多少"、"好熱啊"）觸發系統工作，STM32采集SHT20傳感器的溫度、濕度數據，通過雙芯通信返回給ESP32。ESP32根據用戶指令類型生成不同響應：對于溫度/濕度查詢，直接播報當前數值；對于"好熱"等指令，自動控制風扇運行。風扇通過PWM信號調節轉速（占空比），支持開啟/關閉/調大/調小等多種控制指令，形成完整的"感知-決策-執行"閉環。

03 項目硬件平臺

主硬件平臺：華清遠見F103&ESP32-S3 AI開發板（板載麥克風、揚聲器）+2.8寸顯示屏。

擴展模塊：可采用SHT20溫濕度傳感器（I2C接口）+直流PWM風扇，也可以直接用我們的資源擴展板（擴展板上非常多的傳感器執行器，非常方便多項目實戰）。

關于華清遠見F103&ESP32-S3 AI開發板：

這是一款能讓你的STM32項目瞬間擁有聯網和AI能力的雙核開發板，集成了STM32F103和ESP32-S3。兩個核心都可以獨立運行，也可以協同工作。對于初學者來說，你可以把它當成兩塊板子來分別學習（STM32F103開發板+ESP32-S3開發板）。對于項目實戰來說，可以讓它們分工合作——ESP32作為“AI大腦”，STM32作為“控制雙手”，低成本實現更復雜、更穩定的高級應用。

04 項目實現關鍵點

1.SHT20傳感器控制 ：STM32通過I2C接口讀取溫度/濕度原始數據

2.數據轉換算法 ：溫度(℃) = -46.85 + 175.72 × (原始數據/65536)；濕度(%RH) = -6 + 125 × (原始數據/65536)

3.PWM風扇控制 ：通過TIM3_CH1通道生成PWM信號，占空比40%-100%（低于40%可能導致風扇不轉）

4.雙芯通信協議 ：9字節固定幀格式，支持5類核心指令（溫度/濕度查詢、風扇開關/調速）

5.指令映射機制 ：將"好熱啊"等生活化指令映射到"開啟風扇"等具體控制動作

05 涉及學習技術點

- I2C傳感器通信

- 傳感器數據處理與轉換

- PWM信號生成與控制

- 雙芯架構任務分工

- 語音識別與指令映射

- 串口通信協議設計

- 嵌入式系統定時器應用

06 項目實現原理

1. 硬件原理

首先打開【華清遠見_F103&ESP32-S3 AI開發板資料V1.0\05_硬件圖紙\ 1.F103&ESP32-S3 AI開發板原理圖V4.3, 3.FS-MP1資源擴展板原理圖V3.3】，根據擴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字式溫濕度傳感器，它采用熱敏電阻式溫度傳感器，在測量環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總線接口進行數據通信，它能夠快速、準確地測量環境的溫度和相對濕度。

2. 雙芯通信原理（ESP32-S3 為主機，STM32 為從機）

采用9 字節固定幀格式，支持 5 類核心指令，幀結構與解析邏輯如下：

3. 溫濕度采集原理（STM32 端）

SHT20控制：STM32 通過I2C接口（默認 SDA=PB7，SCL=PB6）與SHT20 通信，發送 “測量溫度 / 濕度” 指令，等待傳感器返回 16 位原始數據；

數據轉換：原始數據需去除校驗位，按公式計算實際值：

溫度（℃）= -46.85 + 175.72 × (原始數據 / 65536)；

濕度（% RH）= -6 + 125 × (原始數據 / 65536)；

4. 風扇控制原理（STM32 端）

PWM調速：STM32 通過定時器生成PWM信號（如 TIM3_CH1），輸出到風扇驅動模塊，占空比（0~100%）對應風扇轉速；

控制邏輯：

開關：占空比= 0%（關），占空比≥40%（開，最小風速）；

調速：每次調大/ 調小增加 / 減少20%占空比（如 40%→60%→80%→100%，100%→80%→60%→40%）；

極值保護：占空比≥100% 時鎖定為 100%，≤40% 時鎖定為 40%，避免低占空比導致風扇停轉。

07 項目實現步驟

完整的實驗步驟目錄如下圖。

后臺私信（備注：AI智能風扇），免費領取項目完整文檔、源碼。

08 硬件平臺詳細介紹

《AI智能風扇》項目硬件平臺是華清遠見STM32F103&ESP32-S3 AIoT開發板。

開發板簡介

F103&ESP32-S3 AI 開發板是華清遠見針對嵌入式與 AI 開發市場需求，打造的高性能、低成本AIoT實戰平臺。該開發板采用雙核心設計，整合了STM32F103與ESP32-S3兩款芯片：以ESP32-S3作為AI中樞，承擔視覺識別、語音交互及 WiFi/BLE 無線通信任務；以STM32F103作為控制核心，實現實時運動控制與多傳感器數據融合，二者通過 UART 總線無縫協同，形成 “AI 決策 + 實時執行” 的高效工作模式。

相較于僅使用STM32F103的方案，這一架構提升了系統整體性能，同時擴展了板載資源與外設接口，為更多AI及物聯網應用的拓展提供了便利。為了方便實戰練手，我們為該平臺配套了多種硬件模塊及20個實戰項目，涵蓋13個AI基礎應用項目、2個小智AI項目、3個LVGL物聯網應用，以及AI桌寵機器狗和AI智能車各1個。所有項目均基于STM32F103與ESP32-S3協同開發，“學完就能用”，助你快速打造硬核作品，輕松開發智能AIoT應用。相關資料持續更新中，可以在后臺私信領取。

STM32 與 ESP32 是單片機入門經典 MCU，技術普及度、生態完整性和商業應用優勢顯著。STM32 擅長精準控制，是工業與教育首選；ESP32 及升級版 S3 主打物聯網，集成聯網與 AI 能力，廣泛應用于 AIoT 終端。二者高度互補，所以我們提倡“雙核學習路徑” ，從入門到綜合項目實戰，建議先通過 STM32 夯實通用 MCU 開發基礎，再用 ESP32 拓展物聯網等開發能力，掌握后可提升技術廣度與就業競爭力，實現 1+1>2，這也是雙核心開發板的教學設計初衷。

對于STM32/ESP32開發感興趣的朋友，歡迎關注~！本開發板也非常適用于高校嵌入式與AI教學、學生畢業設計、競賽項目、個人學習及項目開發。

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