準(zhǔn)備了很久，今天終于擠出一些空閑時(shí)間，開通了Rainbow STM32開源硬件的空間。
今年年初，我給女兒買了一個(gè)火火兔故事機(jī)，女兒愛不釋手，火火兔每天不厭其煩地給她講故事、唱歌、播放音樂，給她的生活帶來了很多樂趣。有一天我跟孩子的媽媽在聊天，感慨的是火火兔的發(fā)明者，將一個(gè)都瀕臨淘汰的MP3播放器和一個(gè)可愛的兔子結(jié)合起來，沒想到這么受到小朋友的歡迎，我跟孩子的媽媽說，要是這個(gè)火火兔除了可以按鍵，如果能接受小朋友的語(yǔ)音指令，能夠互動(dòng)該多好啊！沒想到女兒在旁邊聽到了，很天真的對(duì)我說：爸爸，我要！我考慮了一下，大學(xué)本科我學(xué)的是自動(dòng)控制、碩士階段學(xué)了軟件，如果給女兒做一個(gè)應(yīng)該是可行的，只是硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)10多年沒有接觸了，都不知道發(fā)展到什么程度了，不過反正有點(diǎn)基礎(chǔ)，嘗試一下還是可以的。
說干就干，于是我開始在網(wǎng)上查資料，先從硬件入手，先后接觸到了Arduino、Maple、PCDuino、樹莓派等開源硬件，后來確定使用STM32的芯片，軟件方便我做了10多年，各種語(yǔ)言都還算比較熟悉，一路下來比較簡(jiǎn)單。 折騰了兩個(gè)月，終于給女兒做了一個(gè)簡(jiǎn)單的玩具：一個(gè)會(huì)聽話的臥室燈，可以在自己的臥室呼叫：小神燈，神燈會(huì)問：小主人，請(qǐng)問有什么吩咐，此時(shí)如果你對(duì)它說：開燈，燈就開了，說“關(guān)燈”，燈就關(guān)了，說“給我講個(gè)故事”，燈就開始講故事，如果說“10分鐘后關(guān)燈”，燈就會(huì)延時(shí)關(guān)掉；這個(gè)燈還可以播放音樂、給女兒唱歌，女兒非常喜歡，自豪地說“爸爸是個(gè)科學(xué)家”。
這個(gè)小制作我采用了STM32F103RB+LD3320語(yǔ)音識(shí)別模塊以及MP3播放模塊，實(shí)現(xiàn)起來非常簡(jiǎn)單，真正要開發(fā)這個(gè)只需要兩三天，實(shí)際上絕大部分時(shí)間是花在了準(zhǔn)備階段，準(zhǔn)備什么呢？首先是開發(fā)板選型，一開始選用Arduino，從我第一天接觸這個(gè)開源硬件，就深深被吸引了，Arduino模塊化的設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了硬件積木化，只是采用的AVR單片機(jī)個(gè)人感覺性能有些低，我的一個(gè)朋友給我說，你為什么不采用ARM單片機(jī)，除了是32位CPU、片上的資源也非常豐富，于是我將目光轉(zhuǎn)向STM32，開始零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)STM32，一段時(shí)間下來，有了些心得，于是我就有了個(gè)想法，能不能做一個(gè)STM32版本的Arudino呢，琢磨了一下還是可行，于是就開始學(xué)習(xí)Arduino設(shè)計(jì)原理，折騰了一個(gè)多月，終于實(shí)現(xiàn)了Arduino的核心類庫(kù)，包括對(duì)GPIO操作的封裝、定時(shí)器、USART、SPI、DHT11傳感器、能夠?qū)崿F(xiàn)智能學(xué)習(xí)的紅外遙控類庫(kù)、2.4G無線通信，同時(shí)成功移植了FreeRTOS、Fatfs等，期間還依據(jù)Arduino的Ethernet接口，基于END28J60網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)了一個(gè)相對(duì)完善的TCP/IP協(xié)議棧，為了與Arduino保持盡可能的兼容，相關(guān)的接口函數(shù)我盡量和Arduino保持一致。開發(fā)語(yǔ)音采用C++、工具使用的是Keil5，由于使用了功能強(qiáng)大的開發(fā)工具+j-link(ST-Link)調(diào)試線，個(gè)人感覺開發(fā)方面要比Arduino好很多。
小制作完成之后，下一步我準(zhǔn)備做一些有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的制作，在準(zhǔn)備小制作的過程中形成了許多的C++/C程序，由于參照了Arduino的設(shè)計(jì)理念，個(gè)人感覺STM32的開發(fā)將變得很簡(jiǎn)單， 我希望我花了這么多時(shí)間形成的成果能夠與更多的人分享，于是我找到了周工，周工從事硬件設(shè)計(jì)多年，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富，我跟他談了我的想法，希望設(shè)計(jì)一款面向物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的開發(fā)板，這個(gè)開發(fā)板要求不僅僅能滿足做實(shí)驗(yàn)，而且具備直接用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的能力，經(jīng)過我們討論，一方面要板子足夠小、同時(shí)包含的功能模塊又要能滿足物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的需求，最后我們確定這個(gè)板子上的資源如下：
1、CPU：STM32F103RB、 STM32F103RC等64腳CPU兼容
2、板載ENC28J60網(wǎng)絡(luò)模塊
3、 板載TF卡插槽
4、板載IIC：AT24C08
5、其它資源：帶有DHT11溫濕度傳感器接口、紅外遙控放大電路、2.4G無線通信模塊NFR24L01接口等
特別要說明的就是做紅外遙控方面的問題，紅外遙控接收、發(fā)送是家居智能、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中必不可少的部分，但是由于STM32是3.3V單片機(jī)，IO電流有限，所以在做紅外遙控實(shí)驗(yàn)的時(shí)候有可能出現(xiàn)遙控不了電視、空調(diào)的情況，這種情況多半是由于紅外發(fā)射功率不夠的原因，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候充分考慮到了這個(gè)問題，專門設(shè)計(jì)了紅外發(fā)射放大電路。
現(xiàn)在板子的原型已經(jīng)完成，等待進(jìn)一步測(cè)試，周工問我，我們給板子起個(gè)什么名字呢？說實(shí)話，對(duì)于起名這種事情我還真不在行，剛好我和周工通話的時(shí)候在農(nóng)村老家度假，天剛放晴，天上出現(xiàn)了彩虹，突然間我有了個(gè)主意，就叫Rainbow，彩虹代表絢麗多彩，讓我們使用Rainbow STM32物聯(lián)網(wǎng)開源硬件，開發(fā)出豐富多彩的電子產(chǎn)品吧！
Rainbow STM32F103RB電路原理圖:http://pan.baidu.com/s/1sjCWJST