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。

本篇就讓我們從這個系列開始，先從13個AI入門應用講起。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能耗監測儀》

01 項目應用場景

• 電器功耗監測與管理
• 節能控制系統
• 電學教學實驗

02 項目功能

本項目實現了基于語音交互的電功率檢測系統。STM32通過ADC通道（PB0/PB1）采集電壓/電流原始數據，轉換為實際值（電壓mV、電流mA）；ESP32-S3接收數據后計算功率（P=U×I），并生成語音反饋。用戶通過生活化指令（如"你費電嗎"、"你功率多少"）觸發系統工作，ESP32統一處理為0x0E查詢幀，無需區分指令類型。電位器調節輸入電壓，ADC采集電路將模擬信號轉換為數字值，系統實現了從電學參數采集、計算到語音反饋的完整流程，直觀展示設備能耗狀態。

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，包括ADC電流電壓檢測電路等，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.ADC配置與采集：STM32配置ADC1_IN8/IN9通道，采集12位精度數據（0~4095）

2.數據換算公式：

- 電壓(mV) = (ADC值/4095) × 3300

- 電流(mA) = ADC值 × 100 × 3300 / 4095

3.雙芯通信協議：9字節固定幀格式，支持電流電壓查詢指令(0x0E)

4.功率計算：ESP32接收mV/mA數據后，轉換為V/A計算功率(W)

5.電路原理應用：電壓跟隨器實現阻抗隔離，同相比例放大器（101倍）放大電流信號

05 涉及學習技術點

- ADC數據采集與配置

- 模擬信號處理

- 電學參數計算

- 雙芯架構任務分工

- 串口通信協議設計

- 傳感器數據處理

- 電路原理應用

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】，根據資源擴展板原理圖查看到電流檢測電路和電壓檢測電路。然后再打開【華清遠見_F103&ESP32-S3 AI開發板資料V1.0\04_器件手冊\1.STM32F10xxx參考手冊_V10（中文版）】可以查看ADC通道對應的引腳。

擴展板原理圖

原理圖：

通過參考手冊分析，PB0和PB1使用的是ADC1_IN8和ADC1_IN9通道：

上圖可以看出電流檢測引腳使用的是PB0，電流檢測引腳使用的是PB1，上圖可以看出PB0和PB1使用的是ADC1_IN8和ADC1_IN9通道，引腳定義如下表：

關于電壓采集：

U12BLMV358是一個電壓跟隨器，主要功能是實現前后級的阻抗隔離，當電位器改變時，ANA1的電壓發生改變。此時通過串口將數據打印出來。

關于電流采集：

U12ALMV358是一個同相比例放大器，主要功能是將小的電壓信號按照固定倍數進行放大，可以根據公式算出放大倍數 Af=R49/R50+1,放大倍數根據原理圖得知101倍。

2. 雙芯通信原理（ESP32 為主機，STM32 為從機）

采用9 字節固定幀格式，幀結構與解析邏輯如下：

3. 核心邏輯

ADC采集與換算：STM32 配置 ADC 通道（如 PA0 采集電壓、PA1 采集電流），將 12 位 ADC 原始值（0~4095）按公式換算：

電壓（mV）= (ADC 值 / 4095)×3300；

電流（mA）= ADC 值 x 100 x 3300 / 4095；

指令統一處理：ESP32 識別 A~D 指令（如 “你費電嗎”“你功率多少”），均統一下發 0x0E 查詢幀，無需區分指令類型；

功率運算與反饋：ESP32 接收電流 / 電壓數據后，按 P=U×I（單位換算：mV→V，mA→A）計算功率，生成差異化語音反饋。

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能耗監測儀），免費領取項目完整文檔、源碼。

08 硬件平臺詳細介紹

《AI能耗監測儀》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，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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