求签机卖100多？！我花30就做出来了，还增加了11种玩法……

工程名称：魔法哔哔机

前言

如果你经常迷茫：

——不知道吃什么

——不知道选A还是B

那么，这个项目，或许能“拯救”你！！

我用STM32，做了一个“魔法”哔哔机！

它最大的亮点**是：**

——仅花30元，仅用一颗存储仅20KB SRAM的主控，就实现了11种功能！

那么问题就来了

这些界面、动画、字库和文本素材的总体积，显然无法全部放入主控有限的片内存储空间。

• 作者是如何利用外部Flash读取资源，并在仅20KB SRAM的条件下完成渲染的？

• 他如何设计架构？

• 如何基于FreeRTOS拆分系统任务？

• ……

话不多说，我们先介绍项目的具体功能，再一起看看，作者是怎么设计这个哔哔机的，又为什么这样设计！

*0***1

功能说明

”

它有11种玩法功能，和5大系统功能：

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玩法功能

• 答案之书：迷茫的时候按一按

• 随机起名：如果你家最近有新出生的BB的话……

• 随机短语：不愁QQ微信的个性签名

• 求签：焊接前求个签，是上上签就奖励自己不焊了，是下下签就保护自己不焊了……bushi

• 滚动骰子：打麻将，做决定犹豫，带它就够了

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• 理论续航：8-7小时

无图无真相！

所有功能演示动图如下↓

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02 

系统功能

• 屏幕自定义：亮度调节、一键静音、画面翻转；

• 音频系统：内置《起风了》背景音乐，支持各类提示音效；

• 状态监测：实时采集锂电池电压，顶部状态栏直观展示剩余电量；

• 资源烧录：配套串口工具，批量烧录字库、图标、动画、文本素材至外部Flash。

• 支持定制：所有图标、开机动画、文本素材都支持自定义。

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事实上，作者做这个项目的初衷，也就是发现市面上这类产品都卖100多，于是他就想挑战做一个低成本的更丰富产品级方案……

看起来，**这类方案不止有技术参考价值，商业参考价值也不低呢！*不过如果复刻作者的开源项目，需要遵循作者的开源协议，尊重原创，不可盲目商用哦*~

接下来，咱就看看它的硬件，软件设计方案

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硬件设计方案

”

01 

设计图

原理图1

原理图2

PCB图

面板

面板实物图

02 

硬件说明

整机硬件分为六大独立模块，布线采用双SPI总线互不干扰：

• 主控模块：STM32最小系统，保留SWD调试接口，上电重映射关闭JTAG，释放PB3/PB4用作按键；USB 5V经LDO稳压3.3V整机供电；

• 显示模块：SPI1驱动ST7789彩屏，PB11输出PWM信号调节背光，支持屏幕画面旋转切换；

• Flash存储模块：独立SPI2总线挂载W25Q64，存储全部UI素材与文字资源，分离总线避免抢占带宽；

• 按键模块：PB3/PB4/PB5上拉输入，下降沿中断触发，自带软件消抖，操作无延迟；

• 发声模块：TIM4硬件PWM生成音频方波，CPU零中断开销，音色干净；

• 电源检测模块：PA3 ADC采集电池分压电压，实时换算电量并在顶部状态栏展示。

硬件基础，软件，就不基础了！

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软件架构

”

作者的架构设计很有趣：

• MCU片内Flash主要存程序；

• 外部Flash负责存放大量静态资源；

• 运行时按需读取和渲染；

• 新增玩法时，可以主要扩充图片、文案和声音资源，不必更换主控。

同时，作者使用FreeRTOS，将系统拆分成按键、显示、Flash烧录、电量检测、音乐五个常驻任务，这样分配有这些好处：

• 电量检测应周期执行，不会影响操作；

• Flash读写不会让系统长时间失去响应。

• ……

要知道，省事的做法，是将逻辑都写入一个巨大的while(1)，但这会在增加功能时，出现状态判断失控的风险，也就是上述情况。

使用任务化设计，显然更适合这种拥有非常多功能，还只有单一芯片的作品。

虽然开始麻烦了点，但好处是扩展新玩法时更容易维护。且就算STM32F103资源紧张，也能实现1.9英寸彩屏、GIF动画和丰富内容。

或许这也是成本能压缩到30元的原因吧。

下面，就附上程序流程图、用户功能交互流程图、以及Flash烧录上位机的说明。

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程序流程图

• 上电初始化全部外设与存储资源→加载本地配置参数→播放开机GIF动画→创建多任务并启动调度器；

• 按键任务实时监听输入，跳转对应UI界面；

• 显示任务循环渲染菜单与功能画面；

• 音乐任务按需加载、暂停背景音乐；

• ADC定时刷新电量数据；

• 串口任务接收指令，完成Flash资源擦写。

因为用的MCU硬件资源确实有限，所有没用LVGL，自己手搓了个UI，要是用ESP32的话，那就不用担心这个了，直接上LVGL，至于为什么没用ESP32，主要是成本问题。

程序流程图

戳图片放大查看

02 

用户功能交互流程图

戳图片放大查看

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Flash存储架构图

因为MCU的片上Flash存储有限，所有的图标和文本字库等都放到外部Flash芯片中，以下是外部8MBFlash芯片的布局

04 

最后，关于Flash烧录上位机

为了方便烧写图标字体文本等素材到外部Flash，我还做了一个专门用于外部Flash烧写的上位机软件工具（已经上传附录），通过串口配合STM32里面的程序，即可自动按上面Flash存储架构图中的位置自动烧写到对应的地址，方便之后程序去对应位置读取，不会出现乱码，操作简单，高效方便。

图21 图22 Flash烧录上位机界面

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开源网址

”

怎么样？你喜欢这个项目吗？你会想复刻吗？

如果你想给作者点赞or深入学习，欢迎前往开源网址~

开源网址：https://oshwhub.com/mikeytt/project\_zcblbphj

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