硬件编程 · 桌面情绪伙伴电子表情盒 · 2026-10-10

需求洞察

目标用户是独居学生、远程办公者和喜欢桌面小物的年轻玩家。他们并不需要一台昂贵的机器人，而是想要一个“有回应”的桌面伙伴：写作业时抬头能看见它眨眼，加班时喊一声它会竖起耳朵，情绪低落时给一个简单反馈。

真实痛点有三点。第一，现有桌宠大多只有单屏或灯效，表情单调，缺乏生命感。第二，语音助手偏向工具型，交互冷冰冰，且依赖云端。第三，DIY 机器人门槛高，动辄三五百元，学生党难以下手。电子表情盒用双屏做“眼睛”，用舵机做“耳朵”，用离线语音做“耳朵和嘴巴”，把成本压到 120 元内，同时保留可编程、可扩展的乐趣。它值得做，因为它把“情绪陪伴”拆成可实现的硬件模块：感知、判断、表达、记录。

方案设计

感知层：SU-03T 离线语音识别模块负责唤醒与指令识别，输出串口字符串；ESP32 内部也可读取模拟麦克风做简单音量检测，作为“被吓到”的触发。

控制层：ESP32 作为主控，运行状态机。状态包括开心、生气、困倦、惊讶、待机。每个状态对应左右眼表情、耳朵角度、蜂鸣器音效。状态切换由语音指令、定时器或随机事件触发。

执行层：两块 0.96 寸 OLED 分别显示左右眼，通过 SPI 共享时钟与数据线，用不同 CS 片选；两个 SG90 舵机控制左右耳朵，角度 0 到 90 度表示下垂、竖起、抖动；无源蜂鸣器做提示音。

日志/联网层：ESP32 连接 WiFi 后，通过 MQTT 或 HTTP 上报情绪事件，例如“今天被夸了 3 次”“生气 1 次”。本地串口同时输出日志，方便调试。若不想联网，可仅保存在 SPIFFS 中，形成一周情绪小报。

物料清单

接线与结构

OLED 采用 SPI 模式，两屏共用 SCK=18、MOSI=23、DC=2、RST=4。CS1=15 控制左眼，CS2=27 控制右眼。舵机左耳=13，右耳=14。SU-03T 的 TX 接 ESP32 GPIO16，RX 接 GPIO17，VCC 接 5V。蜂鸣器接 GPIO25。

微调说明：原建议 DC=2、CS1=15、CS2=27 保留；RST 共用 GPIO4，减少引脚占用。若屏幕无 RST 引脚，可接 ESP32 EN。舵机 13/14 保持，原因是这两脚支持 PWM 且不占用 SPI。注意舵机启动电流较大，建议 5V 独立供电并与 ESP32 共地，避免复位。

结构上，外壳分三层：底板放 ESP32 与语音模块，中板固定两个舵机，面板开两个圆孔露出 OLED。耳朵用轻质纸板或 3D 打印件固定在舵机臂上，左右对称。

核心代码

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <ESP32Servo.h>

#define SCREEN_W 128
#define SCREEN_H 64
#define OLED_DC 2
#define OLED_RST 4
#define CS_LEFT 15
#define CS_RIGHT 27
#define SERVO_L 13
#define SERVO_R 14
#define BUZZER 25

Adafruit_SSD1306 leftEye(SCREEN_W, SCREEN_H, &SPI;, OLED_DC, OLED_RST, CS_LEFT);
Adafruit_SSD1306 rightEye(SCREEN_W, SCREEN_H, &SPI;, OLED_DC, OLED_RST, CS_RIGHT);
Servo earL, earR;

enum Mood { HAPPY, ANGRY, SLEEPY, SURPRISED, IDLE };
Mood mood = IDLE;

void drawEye(Adafruit_SSD1306 &eye;, int cx, int cy, int r, bool blink) {
  eye.clearDisplay();
  if (blink) {
    eye.drawLine(cx - r, cy, cx + r, cy, SSD1306_WHITE);
  } else {
    eye.fillCircle(cx + r / 3, cy - r / 3, r / 5, SSD1306_WHITE);
  }
  eye.display();
}

void setEars(int angleL, int angleR) {
  earL.write(angleL);
  earR.write(angleR);
}

void showMood() {
  switch (mood) {
    case HAPPY:
      setEars(80, 80);
      break;
    case ANGRY:
      leftEye.clearDisplay();
      leftEye.display();
      rightEye.clearDisplay();
      rightEye.display();
      setEars(20, 20);
      break;
    case SLEEPY:
      setEars(10, 10);
      break;
    default:
      setEars(45, 45);
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  SPI.begin(18, -1, 23, -1);
  earL.attach(SERVO_L);
  earR.attach(SERVO_R);
  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
  showMood();
}

void loop() {
  if (Serial2.available()) {
    String cmd = Serial2.readStringUntil('\n');
    cmd.trim();
    if (cmd == "happy") mood = HAPPY;
    else if (cmd == "angry") mood = ANGRY;
    else if (cmd == "sleep") mood = SLEEPY;
    else if (cmd == "wake") mood = IDLE;
    tone(BUZZER, 880, 120);
    showMood();
    Serial.println(cmd);
  }
  delay(20);
}