wangbeihong/SmartMassager_STM32
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feat: 实现智能按摩器完整功能 (定时/语音/电机/显示)

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- 新增MP3语音模块驱动，集成18个语音提示，支持播放/停止/音量调节
- 实现0/10/20/30分钟循环定时倒计时，实时显示剩余时间，定时结束自动停机
- 优化电机控制：一档力度提升至75%，降档冲击时间延长至800ms，降档时触发100%冲击防卡顿
- 屏幕显示重构为分区动态更新：时间状态(Zone1)/档位(Zone2)/加热(Zone3)，性能优化
- 新增LED指示：运行时RUN_LED以500ms周期闪烁，无效操作ERR_LED亮1秒
- 操作逻辑改进：所有操作需先设定时间，否则播放"请先设定时间"并亮ERR_LED
- 加热控制由GPIO改为PWM(TIM1_CH1)，占空比300
- 调整USART3波特率为9600适配MP3模块
- FreeRTOS任务优化：Motor周期500ms，Screen周期10ms，新增定时器秒Tick处理
- 完善开发文档：MP3集成指南、校验和验证脚本、文件重命名工具等

新增文件：mp3_driver.h/c, 多项开发文档
修改文件：freertos.c, gbk_text.h/c, motor_driver.c, screen.h/c, usart.c, gpio.c等
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wangbeihong
2026-02-17 23:52:17 +08:00
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453
Core/Src/freertos.c
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@@ -23,7 +23,6 @@
#include "main.h"
#include "task.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "elog.h"
@@ -36,7 +35,7 @@
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/_intsup.h>
#include "mp3_driver.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
@@ -64,7 +63,7 @@ PUTCHAR_PROTOTYPE {
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Variables */
/* USER CODE BEGIN Variables */
/* 按键状态位: bit0..bit3 分别对应 M__KEY, M__KEYC7, HOT_KEY, TIME_KEY,
* 为1表示按下 */
@@ -72,8 +71,14 @@ volatile uint8_t key_state = 0;
volatile uint8_t key_state_prev = 0; /* 上一次的按键状态，用于检测按键变化 */
/* 设备状态标志：0表示关闭，1表示打开 */
static uint8_t hot_state = 0; /* HOT 设备状态 */
static uint8_t time_state = 0; /* TIME_KEY 时间状态 */
static uint8_t hot_state = 0; /* HOT 设备状态 */
/* 定时器相关变量 */
static uint8_t timer_minutes = 0; // 当前设定的分钟数 (0/10/20/30)
static uint32_t remaining_seconds = 0; // 剩余秒数
static uint8_t is_running = 0; // 运行状态标志 (0=停止, 1=运行)
static uint8_t last_display_minutes = 0xFF; // 上一次显示的分钟数
static uint8_t run_led_state = 0; // RUN_LED闪烁状态 (0=灭, 1=亮)
/* USER CODE END Variables */
/* Definitions for defaultTask */
@@ -125,6 +130,127 @@ const osEventFlagsAttr_t init_ok_attributes = {.name = "init_ok"};
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN FunctionPrototypes */
/**
* @brief 检查是否可以进行操作（电机/加热）
* @return 1=允许操作, 0=禁止操作
*/
uint8_t Timer_CanOperate(void) { return (timer_minutes > 0) ? 1 : 0; }
/**
* @brief 获取剩余秒数（供外部调用显示倒计时）
* @return 剩余秒数
*/
uint32_t Timer_GetRemainingSeconds(void) { return remaining_seconds; }
/**
* @brief 获取设定的分钟数
* @return 设定的分钟数
*/
uint8_t Timer_GetMinutes(void) { return timer_minutes; }
/**
* @brief 获取运行状态
* @return 1=运行中, 0=停止
*/
uint8_t Timer_IsRunning(void) { return is_running; }
/**
* @brief 动态生成剩余时间 GBK 字符串
* @param minutes 剩余分钟数 (0-99)
* @param buf 输出缓冲区（至少需要 14 字节）
* @return 生成的字符串长度
*/
static uint8_t FormatRemainingTime(uint8_t minutes, uint8_t *buf) {
uint8_t len = 0;
// 固定前缀 "时间:剩余" (GBK: 0xCA,0xB1,0xBC,0xE4,0x3A,0xCA,0xA3,0xD3,0xE0)
const uint8_t prefix[] = {0xCA, 0xB1, 0xBC, 0xE4, 0x3A,
0xCA, 0xA3, 0xD3, 0xE0};
for (uint8_t i = 0; i < sizeof(prefix); i++) {
buf[len++] = prefix[i];
}
// 动态数字部分：将分钟数转换为 ASCII
if (minutes >= 10) {
buf[len++] = '0' + (minutes / 10); // 十位
}
buf[len++] = '0' + (minutes % 10); // 个位
// 固定后缀 "分" (GBK: 0xB7, 0xD6)
buf[len++] = 0xB7;
buf[len++] = 0xD6;
return len;
}
// 全局缓冲区
static uint8_t gbk_remaining_buf[16];
/**
* @brief 更新 Zone 1 的时间显示
*/
static void Display_UpdateTime(void) {
if (is_running) {
// 运行中：显示剩余时间（动态计算）
uint8_t remaining_minutes = remaining_seconds / 60;
uint8_t len = FormatRemainingTime(remaining_minutes, gbk_remaining_buf);
Screen_ShowInZone(1, gbk_remaining_buf, len);
} else if (timer_minutes > 0) {
// 已设定时间但未运行：显示设定时间
switch (timer_minutes) {
case 10:
Screen_ShowInZone(1, text_time_1, text_time_1_LEN);
break;
case 20:
Screen_ShowInZone(1, text_time_2, text_time_2_LEN);
break;
case 30:
Screen_ShowInZone(1, text_time_3, text_time_3_LEN);
break;
default:
break;
}
} else {
// 无定时：显示停止状态
Screen_ShowInZone(1, text_stop, text_stop_LEN);
}
}
/**
* @brief 定时器倒计时处理（每秒调用一次）
*/
void Timer_Tick(void) {
if (is_running && remaining_seconds > 0) {
remaining_seconds--;
// 时间到，停止所有设备
if (remaining_seconds == 0) {
is_running = 0;
timer_minutes = 0;
// 停止电机
Motor_SetGear(0);
// 停止加热
hot_state = 0;
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 0);
elog_i("Timer", "定时结束，设备已停止");
// 播放语音: 定时结束，按摩结束
MP3_Play(18);
// 更新 Zone 1 显示为停止状态
Screen_ShowInZone(1, text_stop, text_stop_LEN);
// 更新 Zone 2 显示为停止状态（按摩已停止）
Screen_ShowInZone(2, text_massage_off, text_massage_off_LEN);
// 重置显示记录，避免下次启动时的显示问题
last_display_minutes = 0xFF;
}
}
}
/* USER CODE END FunctionPrototypes */
void StartDefaultTask(void *argument);
@@ -228,10 +354,11 @@ void StartDefaultTask(void *argument) {
if (flags == ((1 << 0) | (1 << 1) | (1 << 2) | (1 << 3) | (1 << 4))) {
// 所有初始化完成，开始执行按摩逻辑
// Screen_DrawText16V_GBK(1, 30, text_stop_massage, text_stop_massage_LEN, 15);
Screen_ShowInZone(1, text_ended, text_ended_LEN);
// Screen_DrawText16V_GBK(1, 30, text_stop_massage, text_stop_massage_LEN,
// 15);
Screen_ShowInZone(1, text_stop, text_stop_LEN);
Screen_ShowInZone(2, text_massage_off, text_massage_off_LEN);
Screen_ShowInZone(3, text_heat_off,text_heat_off_LEN);
Screen_ShowInZone(3, text_heat_off, text_heat_off_LEN);
}
elog_d("Init", "完成所有的初始化");
@@ -315,43 +442,158 @@ void Sensor(void *argument) {
/* ===== M__KEY (bit0) 控制 ===== */
if (key_pressed & (1 << 0)) {
/* M__KEY 按下：加档（提高转速） */
elog_i("Key", "M__KEY按下 - 加档");
if (Motor_GetGear() == 0) {
Motor_StartupBoost();
if (Timer_CanOperate()) { // 添加判断
/* M__KEY 按下：加档（提高转速） */
elog_i("Key", "M__KEY按下 - 加档");
if (Motor_GetGear() == 0) {
Motor_StartupBoost();
is_running = 1; // 开始运行
remaining_seconds = timer_minutes * 60;
// 播放语音: 按摩开始
MP3_Play(7);
} else {
// 检查当前档位，如果已经是3档则提示已到最大
uint8_t old_gear = Motor_GetGear();
if (old_gear == 3) {
MP3_Play(11); // 已到最大档位
} else {
Motor_GearUp();
uint8_t new_gear = Motor_GetGear();
// 档位变化时播放语音
if (new_gear == 1) {
MP3_Play(8); // 一档
} else if (new_gear == 2) {
MP3_Play(9); // 二档
} else if (new_gear == 3) {
MP3_Play(10); // 三档
}
}
}
} else {
Motor_GearUp();
elog_w("Key", "M__KEY无效 - 请先设定时间");
// 播放语音: 请先设定时间
MP3_Play(17);
elog_d("LED", "Sensor任务: ERR_LED亮");
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET); // ERR亮
osDelay(1000); // LED亮1秒
elog_d("LED", "Sensor任务: ERR_LED灭");
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); // ERR灭
}
}
/* ===== M__KEYC7 (bit1) 控制 ===== */
if (key_pressed & (1 << 1)) {
/* M__KEYC7 按下：降档（降低转速） */
elog_i("Key", "M__KEYC7按下 - 降档");
Motor_GearDown();
if (Timer_CanOperate()) { // 添加判断
/* M__KEYC7 按下：降档（降低转速） */
elog_i("Key", "M__KEYC7按下 - 降档");
Motor_GearDown();
uint8_t new_gear = Motor_GetGear();
// 降档时播放语音
if (new_gear == 0) {
MP3_Play(14); // 按摩停止
is_running = 0;
} else if (new_gear == 1) {
MP3_Play(12); // 一档
} else if (new_gear == 2) {
MP3_Play(13); // 二档
}
} else {
elog_w("Key", "M__KEYC7无效 - 请先设定时间");
// 播放语音: 请先设定时间
MP3_Play(17);
elog_d("LED", "Sensor任务: ERR_LED亮");
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET); // ERR亮
osDelay(1000); // LED亮1秒
elog_d("LED", "Sensor任务: ERR_LED灭");
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); // ERR灭
}
}
/* ===== HOT_KEY (bit2) 控制 ===== */
if (key_pressed & (1 << 2)) {
/* HOT_KEY 按下：切换热功能 */
hot_state = !hot_state;
if (hot_state) {
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
elog_d("Hot", "设置PWM为300");
if (Timer_CanOperate()) { // 添加判断
/* HOT_KEY 按下：切换热功能 */
hot_state = !hot_state;
if (hot_state) {
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
elog_d("Hot", "设置PWM为300");
// 播放语音: 加热已开启
MP3_Play(15);
} else {
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 0);
elog_d("Hot", "设置PWM为0");
// 播放语音: 加热已关闭
MP3_Play(16);
}
} else {
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 0); /* 关闭加热 */
elog_d("Hot", "设置PWM为0");
elog_w("Key", "HOT_KEY无效 - 请先设定时间");
// 播放语音: 请先设定时间
MP3_Play(17);
elog_d("LED", "Sensor任务: ERR_LED亮");
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET); // ERR亮
osDelay(1000); // LED亮1秒
elog_d("LED", "Sensor任务: ERR_LED灭");
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); // ERR灭
}
}
/* ===== TIME_KEY (bit3) 控制 ===== */
if (key_pressed & (1 << 3)) {
/* TIME_KEY 按下：切换定时 */
time_state = !time_state;
if (time_state) {
// TODO: 添加定时启动逻辑
/* TIME_KEY 按下：循环设定时间 0→10→20→30→0 */
if (!is_running) {
if (timer_minutes >= 30) {
timer_minutes = 0;
} else {
timer_minutes += 10;
}
elog_i("Timer", "设定时间: %d 分钟", timer_minutes);
// 播放语音提示
if (timer_minutes == 10) {
MP3_Play(2); // 定时10分钟
} else if (timer_minutes == 20) {
MP3_Play(3); // 定时20分钟
} else if (timer_minutes == 30) {
MP3_Play(4); // 定时30分钟
} else if (timer_minutes == 0) {
MP3_Play(5); // 定时已取消
}
// 如果设定了时间，显示在屏幕上（调用你的倒计时接口）
if (timer_minutes > 0) {
remaining_seconds = timer_minutes * 60;
Display_UpdateTime();
} else {
Screen_ShowInZone(1, text_stop, text_stop_LEN);
}
} else {
// TODO: 添加定时关闭逻辑
// 运行中按下TIME_KEY，取消定时并停止
is_running = 0;
timer_minutes = 0;
remaining_seconds = 0;
// 停止电机和加热
Motor_SetGear(0);
hot_state = 0;
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 0);
elog_i("Timer", "定时取消，设备已停止");
// 播放语音: 按摩已停止
MP3_Play(6);
// 更新 Zone 1 显示为停止状态
Screen_ShowInZone(1, text_stop, text_stop_LEN);
// 延时一下，确保屏幕更新完成
osDelay(50);
// 更新 Zone 2 显示为停止状态（按摩已停止）
Screen_ShowInZone(2, text_massage_off, text_massage_off_LEN);
// 重置显示记录
last_display_minutes = 0xFF;
}
}
@@ -374,27 +616,65 @@ void Motor(void *argument) {
/* 电机驱动初始化 */
Motor_Init();
/* 初始化LED状态 (LED是低电平点亮，GPIO_PIN_SET灭，GPIO_PIN_RESET亮) */
HAL_GPIO_WritePin(RUN_LED_GPIO_Port, RUN_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); // RUN灭
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); // ERR灭
run_led_state = 0;
elog_d("LED", "Motor任务初始化: RUN_LED灭, ERR_LED灭");
osEventFlagsSet(init_okHandle, 1 << 2);
/* Infinite loop */
static uint32_t tick_counter = 0;
for (;;) {
/* 电机任务主要功能：
* - 监控电机状态（超温保护、过流保护等）
* - 定期打印状态信息
* - 响应紧急停止信号
*/
tick_counter++;
/* 每1秒打印一次电机状态 */
uint8_t current_gear = Motor_GetGear();
elog_i("Motor", "当前档位: %u (0=停止,1=低,2=中,3=高)", current_gear);
// 每1000ms调用一次Timer_Tick（每2个循环周期）
if (tick_counter % 2 == 0) {
Timer_Tick(); // 倒计时处理
}
HAL_GPIO_TogglePin(RUN_LED_GPIO_Port, RUN_LED_Pin);
osDelay(1000);
// RUN_LED闪烁控制：运行时500ms翻转一次 (LED低电平点亮)
if (is_running) {
run_led_state = !run_led_state;
HAL_GPIO_WritePin(RUN_LED_GPIO_Port, RUN_LED_Pin, run_led_state ? GPIO_PIN_RESET : GPIO_PIN_SET);
} else {
// 停止时保持灭
if (run_led_state != 0) {
run_led_state = 0;
HAL_GPIO_WritePin(RUN_LED_GPIO_Port, RUN_LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
}
// ERR_LED确保熄灭（LED低电平点亮，所以灭用GPIO_PIN_SET）
static uint8_t last_err_led_state = 0;
HAL_GPIO_WritePin(ERR_LED_GPIO_Port, ERR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
if (last_err_led_state != 0) {
elog_d("LED", "Motor任务: ERR_LED灭");
last_err_led_state = 0;
}
// 每1000ms更新显示（每2个循环周期检查一次）
if (tick_counter % 2 == 0) {
if (is_running) {
uint8_t current_minutes = remaining_seconds / 60;
// 只有当分钟数变化时才刷新屏幕
if (current_minutes != last_display_minutes) {
last_display_minutes = current_minutes;
Display_UpdateTime();
elog_d("Screen", "更新倒计时显示: %d分", current_minutes);
}
}
}
osDelay(500); // 500ms循环周期
}
/* USER CODE END Motor */
}
/* USER CODE BEGIN Header_Screen */
/**
* @brief Function implementing the Screen_Tsak thread.
* @param argument: Not used
@@ -403,6 +683,9 @@ void Motor(void *argument) {
/* USER CODE END Header_Screen */
void Screen(void *argument) {
/* USER CODE BEGIN Screen */
static uint8_t last_hot_state = 0; // 记录上一次的热状态
static uint8_t last_gear = 0xFF; // 记录上一次的挡位（初始为无效值）
elog_d("Init", "Screen task started");
osEventFlagsSet(init_okHandle, 1 << 3);
@@ -410,8 +693,50 @@ void Screen(void *argument) {
// HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)buf, strlen(buf), HAL_MAX_DELAY);
/* Infinite loop */
for (;;) {
if (hot_state) {
uint8_t current_gear = Motor_GetGear();
// 挡位变化时更新屏幕（第2区域显示挡位）
if (current_gear != last_gear) {
last_gear = current_gear;
// 0 档位显示停止
if (current_gear == 0) {
Screen_ShowInZone(2, text_massage_off, text_massage_off_LEN);
}
// 1级
if (current_gear == 1) {
Screen_ShowInZone(2, text_gear_1, text_gear_1_LEN);
}
// 2级
else if (current_gear == 2) {
Screen_ShowInZone(2, text_gear_2, text_gear_2_LEN);
}
// 3级
else if (current_gear == 3) {
Screen_ShowInZone(2, text_gear_3, text_gear_3_LEN);
}
}
// 只在状态变化时更新屏幕
if (hot_state != last_hot_state) {
last_hot_state = hot_state;
if (hot_state) {
// 第3区域显示热功能开启
Screen_ShowInZone(3, text_heat_on, text_heat_on_LEN);
} else {
// 第3区域显示热功能关闭
Screen_ShowInZone(3, text_heat_off, text_heat_off_LEN);
}
}
osDelay(10); // 添加延时，避免CPU空转
}
/* USER CODE END Screen */
}
@@ -424,32 +749,54 @@ void Screen(void *argument) {
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_MP3 */
void MP3(void *argument) {
/* USER CODE BEGIN MP3 */
elog_d("Init", "MP3 task started");
uint8_t init_cmd1[] = {0x7E, 0xFF, 0x06, 0x06, 0x00,
0x00, 0x1E, 0xFE, 0xD7, 0xEF}; // 开启声音
uint8_t init_cmd2[] = {0x7E, 0xFF, 0x06, 0x09, 0x00,
0x00, 0x02, 0xFE, 0xF0, 0xEF}; // TF卡
uint8_t play_cmd[] = {0x7E, 0xFF, 0x06, 0x12, 0x00,
0x00, 0x01, 0xFE, 0xE8, 0xEF}; // 播放文件1
elog_d("MP3", "USART3波特率: 9600");
// 等待模块上电稳定
osDelay(2000);
// uint8_t init_cmd1[] = {0x7E, 0xFF, 0x06, 0x06, 0x00,
// 0x00, 0x1E, 0xFE, 0xD7, 0xEF}; // 开启声音
// uint8_t init_cmd2[] = {0x7E, 0xFF, 0x06, 0x09, 0x00,
// 0x00, 0x02, 0xFE, 0xF0, 0xEF}; // TF卡
// uint8_t play_cmd[] = {0x7E, 0xFF, 0x06, 0x12, 0x00,
// 0x00, 0x01, 0xFE, 0xE8, 0xEF}; // 播放文件1
// 发送初始化命令1，等待模块 ACK
HAL_UART_Transmit(&huart3, init_cmd1, sizeof(init_cmd1), 100);
// // 等待模块上电稳定
// elog_d("MP3", "等待模块上电稳定...");
// osDelay(2000);
// // 发送初始化命令1，等待模块 ACK
// elog_d("MP3", "发送初始化命令1: 开启声音");
// HAL_StatusTypeDef ret1 = HAL_UART_Transmit(&huart3, init_cmd1, sizeof(init_cmd1), 100);
// elog_d("MP3", "命令1返回值: %d", ret1);
// osDelay(100);
// // 发送初始化命令2
// elog_d("MP3", "发送初始化命令2: 选择TF卡");
// HAL_StatusTypeDef ret2 = HAL_UART_Transmit(&huart3, init_cmd2, sizeof(init_cmd2), 100);
// elog_d("MP3", "命令2返回值: %d", ret2);
// osDelay(500);
// 等待模块上电稳定
osDelay(2000);
// 初始化MP3模块
HAL_StatusTypeDef ret = MP3_Init();
if (ret != HAL_OK) {
elog_e("MP3", "MP3模块初始化失败");
return;
}
// 发送初始化命令2
HAL_UART_Transmit(&huart3, init_cmd2, sizeof(init_cmd2), 100);
elog_i("MP3", "模块初始化完成");
MP3_Play(1);
osEventFlagsSet(init_okHandle, 1 << 4);
/* Infinite loop */
for (;;) {
// 发送播放命令
HAL_UART_Transmit(&huart3, play_cmd, sizeof(play_cmd), 100);
osDelay(10000);
}