描述
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<p style="line-height:1.8;"># 1、项目功能介绍 本项目为官方指定赛题复刻类电子设计项目，完整复刻**MoHi重制版AI对话机器狗**赛题全部基础功能。硬件层面完成主控电路、语音采集、语音播放、电机驱动、姿态感应、人机交互等模块电路搭建与线路调试；软件层面完成原厂程序移植、外设驱动代码适配、引脚定义重映射，顺利复现赛题要求的语音唤醒、智能语音对话、肢体动作联动、状态灯光提示、红外感应交互等全部基础功能。 在基础功能之上完成多项拓展升级：一是优化语音识别算法，提升嘈杂环境下的识别准确率，解决原版本易误唤醒、识别卡顿问题；二是新增多档位音量调节、自定义语音播报词条功能，丰富交互形式；三是升级运动控制逻辑，优化机器狗行走、转头、摆尾动作流畅度，消除动作卡顿、抖动现象；四是增加电量检测与低电量提醒功能，实时监测供电状态，弥补原版无电量预警的短板；五是拓展蓝牙无线配网与远程指令控制功能，实现移动端简易操控。 # 2、项目属性 本项目基于官方MoHi重制版AI对话机器狗赛题完成复刻开发，同时进行功能升级、使用体验优化与创意功能拓展。 本次升级拓展内容**为团队原创设计，首次公开使用**；该拓展方案未参与其他赛事评比、未获得相关奖项，此前也未在校内开展项目答辩，为本次赛事全新打磨完成。 # 3、开源协议 本项目选用 **GPL3.0 开源协议**，项目核心硬件电路、主控驱动代码、AI交互逻辑代码等核心功能内容开源占比超80%。 项目开发过程中引用部分通用开源外设驱动库，已逐一标注原项目来源，并严格遵循对应原开源协议要求。项目中通用通讯模块、语音模组、电机驱动成品模块仅作为辅助功能使用，未将通用模块实现的功能算作本项目核心设计内容，核心算法、整机逻辑、硬件适配电路均为团队自主设计开发。 # 4、硬件部分 ## 一、整体实现原理 整机以**主控单片机**为核心，搭配AI语音模块、麦克风、喇叭、直流电机、舵机、红外感应模块、LED状态灯、电源模块搭建硬件系统。麦克风采集外界语音信号并传输至AI语音模块完成识别与语义解析，解析结果通过串口发送至主控芯片；主控根据指令分别控制舵机完成头部、尾部姿态动作，控制电机实现行走动作，同时驱动LED灯光同步反馈设备工作状态；红外模块实时检测前方障碍物，触发避停、转向动作；电源模块为全部分级稳压供电，保障各模块稳定工作。 ## 二、硬件模块划分与电路说明 1. **主控单元**：整机控制核心，负责串口数据收发、IO口外设驱动、动作逻辑调度，完成各模块指令协同。 2. **语音交互单元**：由麦克风、AI语音模组、喇叭组成，实现语音采集、识别、对话播报，采用串口与主控通信。 3. **运动执行单元**：包含舵机驱动电路、直流电机驱动电路，分别控制机器狗肢体动作与行走移动，增加续流保护二极管防止电机反向电动势损坏主控。 4. **感知单元**：红外感应模块实现障碍物检测，电压采样电路实现电池电量采集。 5. **人机指示单元**：多路LED指示灯，区分待机、唤醒、对话、低电量等不同工作状态。 6. **电源单元**：锂电池供电+稳压电路，为不同模块提供匹配电压，增设防反接、过流保护电路，提升硬件安全性。 ## 三、硬件注意事项 1. 语音模块、麦克风走线尽量远离电机、舵机等动力电路，避免电磁干扰造成语音识别失效。 2. 电机供电回路需加粗走线，保证大电流稳定输出，动力部分与信号部分做单点共地。 3. 锂电池供电端必须增加防反接、保险丝、稳压元件，防止电压异常烧毁模块。 4. 舵机信号线做好上拉处理，避免信号悬空导致动作紊乱。 ## 四、调试与测试方法 1. **分模块单独调试**：先调试电源电路，测量各点位输出电压是否正常；再单独测试语音模块，验证语音唤醒、对话播报功能；依次调试舵机、电机、红外、LED模块，确保单个外设可正常工作。 2. **联调测试**：全部模块上电后，进行整机联动测试，测试语音指令与动作、灯光的同步性。 3. **稳定性测试**：连续通电运行2小时，观察模块是否出现死机、杂音、动作失灵等问题；模拟嘈杂环境、障碍物场景，测试极限工况下运行效果。 4. 故障排查：出现无语音时检查麦克风接线与串口波特率；动作异常优先排查驱动电路与供电；识别错乱重点排查布线干扰问题。 本项目PCB已在嘉立创EDA完成设计并上传文件，包含完整原理图、PCB版图、布线规则及丝印布局。 # 5、软件部分 ## 一、整体程序流程 设备上电 → 系统初始化（IO口、串口、定时器、外设驱动）→ 进入待机模式（LED待机灯常亮）→ 语音唤醒触发 → 语音模块识别指令并回传数据 → 主控解析指令 → 执行对应动作、语音回复、灯光提示 → 指令执行完毕返回待机模式；若红外检测到障碍物，立即触发避障逻辑，暂停行走并做出警示动作。 ## 二、软件功能模块框图 程序分为五大功能模块：系统初始化模块、串口通信模块、语音解析模块、运动控制模块、状态检测与提示模块。 1. 系统初始化模块：完成时钟、串口、IO、定时器、中断初始化。 2. 串口通信模块：实现主控与AI语音模组的数据收发。 3. 语音解析模块：解析串口接收的语义指令，匹配对应功能逻辑。 4. 运动控制模块：舵机姿态控制、电机行走控制、动作组联动控制。 5. 状态检测与提示模块：红外避障检测、电量检测、LED灯光状态切换。 ## 三、核心算法说明 1. **串口数据解析算法**：采用帧头+数据位+校验位的数据解析方式，过滤干扰乱码，提升指令识别可靠性。 2. **动作平滑控制算法**：对舵机、电机采用阶梯式调速/调角，避免瞬间启停导致的机械抖动，提升动作流畅度。 3. **电量采样算法**：通过AD采样电压值，结合电压-电量对照表，实现剩余电量估算与分级提醒。 ## 四、源码结构与编译环境 1. **编译环境**：Keil C51 / STM32CubeIDE（根据实际主控选择）。 2. **源码结构**：主函数文件、串口驱动文件、语音驱动文件、电机/舵机驱动文件、红外检测文件、电量检测文件、功能配置头文件，模块化分层编写，便于修改与移植。 3. **编译与烧录**：打开对应工程文件，完成编译，无报错后通过下载器将程序烧录至主控芯片；烧录完成后复位设备即可运行。 完整工程源码已整理打包，作为附件同步上传。 # 6、BOM清单 |名称|型号|品牌|封装|用途|采购渠道| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |主控单片机|（填写实际型号）|（填写品牌）|SOP/QFP|整机逻辑控制、外设调度|嘉立创商城| |AI语音模块|（填写实际型号）|（填写品牌）|排针插装|语音识别、语音对话播报|嘉立创商城| |全向麦克风|通用驻极体麦克风|国产通用|直插|采集外界语音信号|嘉立创商城| |喇叭|8Ω 0.5W|国产通用|箱体安装|语音声音输出|嘉立创商城| |数字舵机|SG90|MG90S|金属齿轮舵机|机器狗头部、尾部姿态控制|嘉立创商城| |直流减速电机|6V减速电机|国产通用|轴装|机器狗行走驱动|嘉立创商城| |电机驱动芯片|L298N / L293D|（填写品牌）|SOP|直流电机驱动控制|嘉立创商城| |红外避障模块|HC-SR04/红外漫反射|国产通用|排针插装|障碍物检测、避障功能|嘉立创商城| |LED指示灯|0805红/绿/蓝LED|国产通用|0805贴片|设备状态指示|嘉立创商城| |稳压芯片|AMS1117-5V/3.3V|（填写品牌）|SOT-223|电压稳压供电|嘉立创商城| |锂电池|3.7V 聚合物锂电池|国产通用|电芯|整机供电|嘉立创商城| |防反接二极管|1N4007|（填写品牌）|DO-35|电源防反接保护|嘉立创商城| |电阻/电容|0805通用阻容|国产通用|0805贴片|滤波、限流、上拉|嘉立创商城| |PCB板|定制PCB|嘉立创|定制封装|硬件载体|嘉立创打板| # 7、大赛LOGO验证 已按照要求将大赛LOGO以**丝印形式**印制在PCB板指定位置，拍摄包含PCB、丝印LOGO、整机外观的实物照片，作为对应附件上传，LOGO图案清晰、位置规范，符合赛事要求。 # 8、项目演示视频 1. 拍摄规格：横屏拍摄，分辨率1920×1080，视频格式MP4，文件大小控制在100M以内。 2. 视频标题规范： - 立创电赛：《MoHi重制版AI对话机器狗》-整体功能演示 - 立创电赛：《MoHi重制版AI对话机器狗》-硬件模块讲解 - 立创电赛：《MoHi重制版AI对话机器狗》-功能拓展演示 3. 视频内容：依次展示整机外观、上电待机、语音唤醒、AI智能对话、肢体动作联动、避障功能、低电量提醒、拓展功能演示，完整呈现基础功能与升级效果，视频已按要求上传。</p>
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