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#第六届立创电赛#基于HID协议的PC智能语音助手+847978A

创建时间:3年前

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描述

<p><strong>项目简述</strong></p> <p>本项目采用启英泰伦的CI-B02GS01J语音模组识别用户指令,并将识别结果通过串口传输给MCU,MCU将识别结果转化为DOS指令并将指令通过基于HID协议的USB串口注入到PC端,进而实现对PC端的语音控制。</p> <p>***注:由于在采购元器件时PCB板已交予立创PCB工厂加工,同时因为活动过于火爆导致原定采用的C22GS02S语音识别模组在商城内处于持续断货状态。无奈之下本项目最终采用了同样基于启英泰伦公司CI1102核心的单麦离线语音识别模组 CI-B02GS01J。   由于项目在设计之初为通信端口预留了充足的跳线端子,使得PCB板能够完美兼容后续采用的CI-B02GS01J模组。因此在实物调试正常的情况下,没有再对PCB板做大幅度调整。</p> <hr> <h3>演示视频</h3> <p><a href="https://www.bilibili.com/video/BV1FA411P7kY/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1FA411P7kY/</a></p> <p><strong>原理及硬件描述</strong></p> <p>本项目原定采用启英泰伦的C22GS02S语音识别模组(现采用CI-B02GS01J,以下简称语音识别模块)识别用户指令,同时结合stm32f103c8t6最小板(以下简称MCU)实现与PC通信。在项目中语音识别模块根据烧录的离线指令信息识别用户指令,并将识别结果通过自带串口传输给MCU。MCU接收到串口数据后,依据HID描述报告将指令信息转译成HID通用指令,再通过MCU自带的USB口传输至PC最终实现对PC端的控制。</p> <p>  在硬件方面,我对各模块的串口通信引脚设计了跳线帽,以实现在不同场合对模块的烧录/通信。同时,空闲的引脚也被引出,以便后续对模块进行功能上的拓展。</p> <p>  板载的ESP-12F为预留的扩展部分,计划用于实现语音模块的在线语音功能,以及PC端到其他设备之间的数据通信(例如:挂在PC磁盘至局域网,或者实现将PC截屏传输至手机等)。但由于时间原因,此部分功能将不在此次活动中展示。</p> <p><strong>原理图详细描述</strong></p> <p>1.离线语音识别模块,原定采用CI1102为核心的C22GS02S语音识别模块,用于识别用户指令。模块的RX0、TX0端口用于烧录,RX1、TX1端口用于与MCU通信,三路空闲PWM引出用于后续拓展。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/XCbovX7zqCggV40XDMRAjCz7uf4ZXIJ3VT3s6eof.png" alt="image.png"></p> <p>2.stm32f103底座,用于安装stm32最小板,实现与PC端和语音模块的通信,同时为其他模块提供稳定的3.3V、5V电源。</p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/V84drYhWJOGXijPw0ROzNBUeyba9KLYX2bunslup.png" alt="image.png"></p> <p>3.ESP-12F拓展模块,,计划用于实现语音模块的在线语音功能,以及PC端到其他设备之间的数据通信。</p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/1rnqbVLEMSavGNQau46EBy2NOpF7AUjphydFfSEg.png" alt="image.png"></p> <p>4.烧录/通信跳线、空闲引脚引出以及电源稳压部分(较为简单,不做过多描述)。</p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/DjCbLQFZx4nyTiakVp1Onyd8ROxefHa5cKrJDaoB.png" alt="image.png"></p> <p><strong>软件开发部分关键代码</strong></p> <pre><code>//配置HID设备描述符如下, 0x05, 0x01,// USAGE_PAGE (Generic Desktop) 0x09, 0x06,// USAGE (Keyboard) 0xa1, 0x01,// COLLECTION (Application) 0x05, 0x07,// USAGE_PAGE (Keyboard) 0x19, 0xe0,// USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl) 0x29, 0xe7,// USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI) 0x15, 0x00,// LOGICAL_MINIMUM (0) 0x25, 0x01,// LOGICAL_MAXIMUM (1) 0x75, 0x01,// REPORT_SIZE (1) 0x95, 0x08,// REPORT_COUNT (8) 0x81, 0x02,// INPUT (Data,Var,Abs) 0x95, 0x01,// REPORT_COUNT (1) 0x75, 0x08,// REPORT_SIZE (8) 0x81, 0x03,// INPUT (Cnst,Var,Abs) 0x95, 0x05,// REPORT_COUNT (5) 0x75, 0x01,// REPORT_SIZE (1) 0x05, 0x08,// USAGE_PAGE (LEDs) 0x19, 0x01,// USAGE_MINIMUM (Num Lock) 0x29, 0x05,// USAGE_MAXIMUM (Kana) 0x91, 0x02,// OUTPUT (Data,Var,Abs) 0x95, 0x01,// REPORT_COUNT (1) 0x75, 0x03,// REPORT_SIZE (3) 0x91, 0x03,// OUTPUT (Cnst,Var,Abs) 0x95, 0x06,// REPORT_COUNT (6) 0x75, 0x08,// REPORT_SIZE (8) 0x15, 0x00,// LOGICAL_MINIMUM (0) 0x25, 0xFF,// LOGICAL_MAXIMUM (255) 0x05, 0x07,// USAGE_PAGE (Keyboard) 0x19, 0x00,// USAGE_MINIMUM (Reserved (no event indicated)) 0x29, 0x65,// USAGE_MAXIMUM (Keyboard Application) 0x81, 0x00,// INPUT (Data,Ary,Abs) 0xc0</code></pre> <pre><code>//标准键盘各个按键的宏定义如下 #define KEY_NULL 0x00 #define KEY_A 0x04 //A #define KEY_B 0x05 //B #define KEY_C 0x06 //C #define KEY_D 0x07 //D #define KEY_E 0x08 //E #define KEY_F 0x09 //F #define KEY_G 0x0A //G #define KEY_H 0x0B //H #define KEY_I 0x0C //I #define KEY_J 0x0D //J #define KEY_K 0x0E //K #define KEY_L 0x0F //L #define KEY_M 0x10 //M #define KEY_N 0x11 //N #define KEY_O 0x12 //O #define KEY_P 0x13 //P #define KEY_Q 0x14 //Q #define KEY_R 0x15 //R #define KEY_S 0x16 //S #define KEY_T 0x17 //T #define KEY_U 0x18 //U #define KEY_V 0x19 //V #define KEY_W 0x1A //W #define KEY_X 0x1B //X #define KEY_Y 0x1C //Y #define KEY_Z 0x1D //Z #define KEY_1 0x1E //1 ! #define KEY_2 0x1F //2 @ #define KEY_3 0x20 //3 #define KEY_4 0x21 //4 #define KEY_5 0x22 //5 #define KEY_6 0x23 //6 #define KEY_7 0x24 //7 #define KEY_8 0x25 //8 #define KEY_9 0x26 //9 #define KEY_0 0x27 //0 #define KEY_ENTER 0x28 #define KEY_ESC 0x29 #define KEY_BACKSPACE 0x2A #define KEY_TAB 0x2B #define KEY_SPACE 0x2C #define KEY_SUB 0x2D // - and _ #define KEY_EQUAL 0x2E // = and + #define KEY_LEFT_BRACKET 0x2F // [ and { #define KEY_RIGHT_BRACKET 0x30 // ] and } #define KEY_VERTICAL_LINE 0x31 // "\" and | #define KEY_WAVE 0x32 // ` and ~ #define KEY_SEMICOLON 0x33 // ; and : #define KEY_QUOTE 0x34 // ' and " #define KEY_THROW 0x35 // ~ and ` #define KEY_COMMA 0x36 // , and &lt; #define KEY_DOT 0x37 // . and > #define KEY_QUESTION 0x38 // / and ? #define KEY_CAPS_LOCK 0x39 #define KEY_F1 0x3A #define KEY_F2 0x3B #define KEY_F3 0x3C #define KEY_F4 0x3D #define KEY_F5 0x3E #define KEY_F6 0x3F #define KEY_F7 0x40 #define KEY_F8 0x41 #define KEY_F9 0x42 #define KEY_F10 0x43 #define KEY_F11 0x44 #define KEY_F12 0x45 #define KEY_PRT_SCR 0x46 #define KEY_SCOLL_LOCK 0x47 #define KEY_PAUSE 0x48 #define KEY_INS 0x49 #define KEY_HOME 0x4A #define KEY_PAGEUP 0x4B #define KEY_DEL 0x4C #define KEY_END 0x4D #define KEY_PAGEDOWN 0x4E #define KEY_RIGHT_ARROW 0x4F #define KEY_LEFT_ARROW 0x50 #define KEY_DOWN_ARROW 0x51 #define KEY_UP_ARROW 0x52 #define KEY_PAD_NUMLOCK 0x53 #define KEY_PAD_DIV 0x54 // / #define KEY_PAD_MUL 0x55 // * #define KEY_PAD_SUB 0x56 // - #define KEY_PAD_ADD 0x57 // + #define KEY_PAD_ENTER 0x58 #define KEY_PAD_1 0x59 #define KEY_PAD_2 0x5A #define KEY_PAD_3 0x5B #define KEY_PAD_4 0x5C #define KEY_PAD_5 0x5D #define KEY_PAD_6 0x5E #define KEY_PAD_7 0x5F #define KEY_PAD_8 0x60 #define KEY_PAD_9 0x61 #define KEY_PAD_0 0x62 #define KEY_PAD_DOT 0x63 #define KEY_PRESSED 0x00 #define KEY_RELEASED 0x01 //控制 #define KEY_LCTRL 0x01 //左 ctrl 0x01 #define KEY_LALT 0x04 //左Alt 0x04 #define KEY_LSHFIT 0x02 //左Shift 0x02 #define KEY_LWIN 0x08 //左windows 0x08 #define KEY_RWIN 0x80 //右windows 0x80 #define KEY_RSHIFT 0x20 //右Shift 0x20 #define KEY_RALT 0x40 //右Alt 0x40 #define KEY_RCTRL 0x10 //右Ctrl 0x10</code></pre> <pre><code> //覆写HAL_UART_RxCpltCallback()方法,实现串口数据收发 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { RxBuff[Rx_Count++]=RxByte; //实现接收转发送,测试用 if(RxByte==0x0A) { //while(HAL_UART_Transmit_IT(&amp;huart2,RxBuff,Rx_Count)==HAL_OK); uint8_t i=0; int n=0; for(;i</code></pre>

文档

Sheet_1

PCB_#第六届立创电赛#基于HID协议的PC智能语音助手+847978A

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity Manufacturer Part Manufacturer Supplier Supplier Part
1 0.1u C1,C2,C3,C10,C11 C0603 5
2 1.25T-2AW_C722634 CN1 CONN-TH_1.25T-2AW 1
3 ESD5Z7.0T1G_C406243 D2,D3 SOD-523_L1.2-W0.8-LS1.6-RD 2
4 ESD5Z5V0C D4,D5 SOD-523_L1.2-W0.8-LS1.6-BI 2
5 L_HDR-M-2.54_1X2 J1,J3 HDR-M-2.54_1X2 2
6 HDR-M-2.54_1x4 J2 HDR-M-2.54_1X4 1
7 双排针2.54MM 2*2PIN P1 HDR-TH_4P-P2.54-V-R2-C2-S2.54 1
8 4.7k R4 R0603 1
9 CI-C22GS02S-启英泰伦 U1 启英泰伦-C22GS02S 1
10 STM32F103C6开发板直插 U2 STM32F103C8开发板 1
11 3PIN U3 3PIN 1
12 ESP-12F(ESP8266MOD) U4 WIFIM-SMD_ESP-12F-ESP8266MOD 1
13 P2.54-1*18P U5 HDR-TH_18P-P2.54-H-M-W10.5 1

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