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使用 C 语言位运算和宏,编写一个可自由配置的 HV5812 + IV-18 荧光管驱动

有段时间觉得辉光管挺有意思,刚好也看到有类似尺寸的 LCD 小屏幕,就用 LCD 显示图片做了个 LCD 模拟辉光管时钟(见《AI 干了一半活,做个 LCD 模拟辉光管时钟》)。

不过这效果总是差点意思,后面看到有人分享的荧光管时钟,效果也还可以,但是价格相比辉光管要便宜不少,辉光管一个 60 元左右,荧光管 IV-18 8 位数字的就 90 的样子,就决定也来搞一个做个正经的荧光管时钟。

在立创开源平台找了一些开源项目进行参考,简单搞了个 IV-18 驱动板,基于 XL6007 DC-DC 升压 + HV5812 高压 LED 驱动芯片。在嘉立创打了样焊接测试也一次成功了。

HV5812 驱动拿了立创开源平台 lurt/iv18-vfd 的代码,用 ESP32-S3 也是可以直接驱动起来,能正常显示数字,不过在显示有些字符的时候会有一些异常,应该是跟我为了布线改动了 IV-18 和 HV5812 连接有关系。

HV5812 驱动板 PCB

为了保持面积紧凑,以及为了后续连接不同的 MCU 控制,把 XL6007 和 HV5812 …

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使用 C 语言位运算操作,编写一个简单高效的单片机 OLED framebuffer 驱动

在之前做 CH32V003 系列项目时,总是会用到 0.96 寸 12864 OLED 屏幕,用来显示数据和进行用户交互操作。一开始是直接用了 CH32V003-GameConsole 项目中的 oled_min.c,不过那个是只用来显示一个位图,并且还不太能支持任意位置显示,因此就需要改造一番。

另外之前在做电流表项目时,也找了好多点阵字体,发现都是用了一个 DCfont 的结构体,如果能兼容这个格式,后续项目中使用不同字体时就可以很方便的替换了。

至于为什么要自己写这个库,是因为这个是在 CH32V003 上用的,16KB Flash + 2KB SRAM 的资源相当紧张,没办法使用 Arduino 中成熟的库,只好自己写一个,顺便学习一下。

字体及位图数据结构

DCfont 这个数据结构如下所示。

struct DCfont {
    uint8_t *data;
    uint8_t width;
    uint8_t height;
    uint8_t min, max;
};

刚好对于单色 XBMP 图像来说,在渲染时也差不多是需要相同的参数,刚好用同一个函数来同时兼容绘制 DCfont 和 XBMP 了。…

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玩 ESP32 和 Arduino 的同学一定不能错过这个在线仿真网站

玩 ESP32 和 Arduino 的时候,经常会碰到手边没有对应的板子或者元器件的情况,这个时候又想测试固件的话,就非常麻烦了。

这个时候在线仿真服务 Wokwi 就可以派上用场了。

我还是在之前找一些开源项目的时候接触到了 Wokwi 这个仿真服务,用了一下感觉还挺方便,特别是在想快速验证一个代码是否有效的时候。

Wokwi 相比我刚开始用的时候,支持了更多的平台,已经不再是只有 ESP32 相关的开发板了,还有 STM32、树莓派 Pico 之类的。现在似乎发展还挺好,搞了不少服务出来,支持 VS Code 和 CI 什么的。

另外如果不喜欢在线工具,也可以看看之前分享的电脑上模拟器《Arduino玩家必备,SimulIDE电路模拟器》,外设可能不如 Wokwi 丰富,但是也基本够用。

Wokwi 优势

相比于自己购买硬件、使用面包板搭建测试电路,Wokwi 还是有一定优势的,在原型验证阶段,可以省掉不少事情。

  • 成本门槛: 开发板、元器件、传感器、工具(万用表、示波器)的购买成本。
  • 时间等待: 采购、物流、焊接、组装耗费大量时间。
  • 物理限制: 场地、电源、设备携带不便;易损坏(短路、烧芯片)。
  • 试错成本高: 代码错误可能导致硬件损坏。
  • 协作困难: 团队成员/师生间共享和复现硬件环境复杂。
  • 快速迭代难: 想法验证需要反复搭建电路,效率低。

当然,作为一个服务网站,也要生存,在使用过程中,可能还是会时不时碰到需要付费才能获得更好体验的情况 🙈,例如创建私有工程、编译时间长等问题,都需要付费。

整体界面

Woki …

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AI 干了一半活,做个 LCD 模拟辉光管时钟

这是一个为了一碗醋包了一盆饺子的故事。

之前为了测试 AI 写单片机代码能不能行,用 Manus 测试了一下,过程可以看这篇 《AI 编程在嵌入式开发中能用吗?体验 Manus 编写 ESP32 固件》,简单来说:能用。

这不为了让 AI 写出来的固件有用武之地,得把整个硬件开发完~

不过好在整个项目比较简单,而且单片机 ESP32-S3 直接用了现成的模块,PCB 几乎没有什么复杂的线路,就 LCD 的 PCB 有几个小一点的元件,主板 PCB 全都用了 2.54mm 的插件。

AI 生成数字图片

之前只介绍了固件是用 Manus 生成了,但是实际上,每个屏幕展示的模拟辉光管效果的数字图片,也是让 AI 生成的。

不过这次是让 ChatGPT 生成的,现在这些 AI 工具,简单是没有设计能力的工程师的福音,想要啥效果,吩咐 AI 就行了 😃。

提示词:

请生成辉光管效果的10个数字,包含数字 0 1 2 3



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复刻小智AI第2步,2张核心流程图学习一下它的WebSocket协议

前言

继续尝试复刻小智 AI,但是是基于 Arduino 框架。

上周把 VSCode + PlatformIO + Arduino 进行 ESP32-S3 + ESP-SR + ESP-TTS 的开发环境折腾完了,主要的语音唤醒、命令识别、文本转语音功能都跑通了,后面可以开始对接小智 AI 服务端的 WebSocket 协议了。

不过原作者的 78/xiaozhi-esp32 项目稍微复杂一点,阅读起来不太方便,而且也不太想搞 IDF 编译环境,就想找看有没有其他平台的实现,然后还真找到了一个 huangjunsen0406/py-xiaozhi 项目,是 Python + PyTk 编写的带界面的桌面客户端,而且它支持手动对话以及自动对话模式切换,可以顺便学习一下 PC 上的轻量级语音识别。

通信过程

小智 AI 客户端与服务端,可以使用 WebSocket 或者 MQTT 协议,这里为了方便就直接用 WebSocket 协议来学习了。

协议概述

在小智 AI 的通信过程中,WebSocket 用于实现客户端和服务器之间的实时、双向通信。主要传输以下类型的数据:…

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复刻小智AI,ESP32-S3搭建Arduino+ESP-SR+ESP-TTS开发环境踩坑记录

最近 B 站上赛博小狗和小智 AI 都很火,我也想复刻一个,最好能把两者结合一下,研究了一下,发现作者们的开源方案有些地方不太符合我的习惯,准备改造一番,然后就走上了踩坑之旅。

缘由

赛博小狗这个开源项目,作者使用了现成的语音识别模块和文本转语音模块,这两个模拟贵且不说,在使用上也不太灵活,而且主控也是使用的 STM32,这个如果要想改造结合小智 AI,开发起来也比较麻烦。

然后就想到了乐鑫 ESP32 是已经自带了语音唤醒、语音识别、文本转语音能力的,那干嘛不直接用一个 MCU 来实现外部模块的功能,成本就要低上很多了,而且小智 AI 本身也是基于 ESP32 去做的,结合起来就更方便了。

再研究了一下小智 AI 的开源硬件端项目,发现是基于 ESP-IDF 开发的,这就叫人头大了,虽然原厂的 ESP-IDF 相比 Arduino 框架更强大,配置更灵活,但是从开发便捷性上来说,我还是更喜欢使用 Arduino 框架。

为了把这一堆东西都改成自己喜欢的样子,就开始了踩坑之旅。

开发环境

虽然在玩 ESP32 时一直用的 Arduino 框架,但是我并没有使用 Arduino IDE,而是使用的 Visual Studio Code + PlatformIO 插件。Ardunio IDE 的编辑器太古老了,缺少很多有用的功能,像代码提示、自动补全、符号跳转等功能都是缺失的。

而 Visual Studio Code …

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Arduino玩家必备,SimulIDE电路模拟器

玩电子 DIY 时入门最常用的就是 Arduino 了,Arduino 封装了大量的库,而且社区也有各种外设的库,对于开发应用来说相当便捷。再加上现在嘉立创的免费打样服务,玩电子 DIY 可以很方便地做出一个像模像样的产品。

不过在编写固件时,可能还是会踩很多坑,如果在 PCB 生产完后再验证,万一出点问题就又是漫长的等待,中间手工焊接的时间也会浪费掉。如果用面包板,又需要连接一大堆杜邦线,有些时候手头没有对应的元件,或者是不方便连接杜邦线时,还不好测试。

这个时候,我就去找了一下有没有电路的模拟器,就找到了 SimulIDE。

SimulIDE 介绍

simulide-introduce-1

SimulIDE 官网: https://simulide.com/p/

SimulIDE is a simple real time electronic circuit simulator, intended for hobbyist or students to learn and experiment with analog and digital electronic circuits and microcontrollers.
It supports PIC, AVR , Arduino



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做个基于STM32+QMK的茶轴机械数字小键盘,带编码器和OLED屏幕~

之前为了验证 STM32F103 作为键盘 QMK 固件的主控是否可行,顺便学习一下 QMK 固件的配置和开发,做了个带编码器和 OLED 屏幕的数字小键盘。不过因为一直没搞定在 OLED 上显示动画,就一直没发。

周末花了点时间学习了一下终于把在 QMK 里面显示动画搞定了。

对于在 QMK 固件中怎么使用 STM32F103 当主控,可以看之前的文章:整个带屏数字小键盘吧,先搞定 QMK 固件支持 STM32F103 的 I2C Remap

成品效果

为了充分得用嘉立创免费打样券,PCB 的尺寸直接拉满到 10cm * 10cm 了,刚刚好够数字小键盘 + 2 个 EC11 编码器 + 1 个 12832 OLED 屏幕。

stm32-qmk-numpad-1

原理图设计

USB Type-C 连接及电源

这个数字小键盘用了 …

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不要放过闲置快充头,DIY一个带屏幕显示功率的USB-PD电源诱骗器

之前搞完了基于 CH32V003 的 USB 电流表,并把整个开发过程总结成一个教程《全开源!使用 7 毛钱的单片机 DIY USB 电流表教程,入坑硬件设计、固件开发、外观建模》

在此之前,其实已经了解到了 CH224K 这个芯片,同样也是沁恒出的,可以很简单地通过单电阻或者三个 IO 的方式来控制设备端与 USB PD 充电器通信,并且协商到指定的充电电压,在某些需要特定电压的场合就比较有用。

既然已经完成了 USB 电流表,并且电流表也自带了用户按键,那就是再多加一个功能页面的事,顺便把 PD 诱骗也集成掉吧~

成品照片

主界面

img

PCB

img

功能设计和元件选型

CH224K 介绍

CH224 单芯片集成 USB PD 等多种快充协议,支持 PD3.0/2.0,BC1.2 等升压快充协议,自动检测 VCONN 及模拟 E-Mark 芯片,最高支持 100W 功率,内置 PD 通讯模块,集成度高,外围精简。集成输出电 压检测功能,并且提供过温、过压保护等功能。可广泛应用于各类电子设备拓展高功率输入如无线充电 器、电动牙刷、充电剃须刀、锂电池电动工具等各类应用场合。

主要功能:

  • 支持4V至22V输入电压


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做键盘必备,抛掉ST-Link,通过USB烧录固件,STM32F103使用STM32duino-bootloader 踩坑记录

前言

之前在 DIY 基于 QMK 固件的键盘的时候,直接借鉴了立创开源平台上的项目,使用了 ATmega32A 作为主控,ATmega32A 本身并没有硬件 USB 接口,把它作为键盘主控是通过使用 USBaspLoader 这样一个 bootloader 来实现的。

但是毕竟是软件实现,在以前复刻时,使用 ATmega32A 的键盘还是能正常配合 MacBook 使用的,但是最近发现在连接到 MacBook 之后,会很快丢掉连接,这下不得不去找一个带硬件 USB 接口的 MCU 了。

这时我就把眼光放到了 STM32F103C8T6 上,玩了这么久的 ESP32、CH32V003 什么的,还是没能逃过 STM32 😃。

而且相对 ATmega32A,STM32F103C8T6 的系统资源就丰富太多了,64KB Flash、20KB RAM 用来烧录一个 QMK 固件那是相当够用了,什么宏、层的数量,都开到最大。

最后的重点,作为习惯了使用 USB 直接烧录固件的人,也希望给 STM32F103C8T6 刷固件时也可以直接通过 USB 刷,这就找到了 STM32duino-bootloader 这个项目。

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