<h2>视频链接：</h2> <p>小智AI机器人演示 <a href="https://www.bilibili.com/video/BV1rrYKzsEDm/?vd_source=3c64185a91875d913187a8e368b21a86" target="_blank">B站视频--功能演示及介绍</a></p> <h2>项目简介</h2> <p>本项目是立创开源平台小智 AI 训练营复刻项目，基于 SF32LB52 蓝牙模组与立创开源蓝牙模组开发，打造的简易 AI 对话机器人。整体硬件采用 “主控 + 全插件元器件” 设计，便于焊接入门，软件全开源且烧录即可体验，具备便携精致的尺寸，可实现 AI 实时语音对话、情绪识别、信息解答等核心功能，同时支持屏幕显示、按键交互与 LED 状态指示，适用于日常随身问答、趣味交互等场景。</p> <h2>项目功能</h2> <p>1、AI 实时语音对话：通过麦克风采集语音信号，经主控处理后连接互联网获取 AI 响应，再通过音频功放与喇叭输出语音，支持听懂用户情绪、解答疑难（如天气、时间咨询）、分享用户快乐；</p> <p>2、人机交互控制：配备 2 个按键（唤醒 / 语音输入键 + 备用键），短按唤醒键可唤醒休眠中的设备，工作时按下可触发语音输入；支持滑动开关（SW1）控制整机电源通断；</p> <p>3、屏幕显示功能：搭载 1.69 寸 TFT 屏幕（240×280 分辨率），通过 SPI 协议与主控连接，可显示设备状态（如蓝牙连接中、AI 待命中）、对话内容、验证码等信息，背光由主控 PA42 引脚控制；</p> <p>4、状态指示：通过绿色插件 LED 灯（U5）指示设备状态，IO 输出低电平时灯亮、高电平时灯灭，可直观判断设备是否上电 / 工作；</p> <p>5、低功耗设计：主控 SF32LB52 模组支持 BLE 低功耗连接（1S 间隔仅 7μA），功放芯片（LM4871N）默认关闭，仅需用时由主控 PA26 引脚激活，麦克风偏置电压（MIC_BIAS）可按需开启，延长电池续航；</p> <p>6、蓝牙联网：支持 BT PAN 功能，可连接手机蓝牙共享网络（功耗低于 WiFi），带屏工作时功耗仅 30mA，满足便携场景需求。</p> <h2>项目参数</h2> <p>1、主控模块：采用立创开源 SF32LB52 模组（LC-OPEN-SF32LB52-MOD-N16R8），核心芯片频率 240MHz，集成 8MB PSRAM 与 16MB Flash，支持蓝牙 5.3，供电电压范围 3.7V~4.7V（3.3V/5V 不可用）；</p> <p>2、电源参数：使用 CR123A 可充电锂电池（3.7V，尺寸 34×16.5mm，带 TYPE-C 充电接口），搭配 BH-123A-A1CJ002 卧式 DIP 电池盒，电源开关为 SK12D07VG5 滑动开关；</p> <p>3、音频参数：音频功放芯片为 LM4871N（单声道 AB 类，3W 输出，工作电压 1.9~5.5V），麦克风为 GMI6050P-36db（驻极体类型，需 2~5V 基准电压），喇叭推荐 8Ω 2W（30B01 腔体喇叭）；</p> <p>4、显示参数：1.69 寸 TFT 屏幕（分辨率 240×280），SPI 通信协议，供电 3.3V（由主控 VDD33_VOUT2 引脚输出，需芯片正常启动后供电）；</p> <p>5、尺寸参数：PCB 板尺寸 61.21×41mm，带外壳尺寸 68.53×48.15×35mm（长 × 宽 × 厚），便携易携带；</p> <p>6、硬件特性：除主控外元器件全为插件类型（如 10kΩ 电阻、100nF 瓷片电容、DIP-8 芯片座等），焊接门槛低，支持串口下载（需 CH340X 下载器，使用 PA18/RX、PA19/TX 引脚）； 软件资源：开源地址为https://github.com/78/xiaozhi-sf32，固件包含 bootloader.bin、ftab.bin、main.bin 三个核心文件，烧录工具为 sftool（支持 Windows/Linux/MacOS）。</p> <h2>原理解析（硬件说明）</h2> <p>本项目硬件电路按功能划分为电源部分、主控部分、音频功放部分、麦克风部分、屏幕显示部分、按键部分、指示灯部分、下载部分，各模块独立设计且协同工作，具体解析如下： <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/3cf61efe9cf94140ae532a33ea8943b5.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-37-22.png"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/1f354ba464f04e5b844cc4a15e461058.png" alt="PixPin_2025-08-24_15-43-04.png"></p> <ol> <li>电源部分 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/691ebd93581247f7a096589f2bd38dd2.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-45-37.png"> 电源是设备运行的基础，负责为所有模块提供稳定电压。 核心器件：16340电池（3.7V）、BH-123A-A1CJ002 电池盒、SK12D07VG5 滑动开关（SW1）； 工作原理：电池盒（BAT1）容纳 16340 电池，通过滑动开关（SW1）控制电源通断，直接为主控模组（VSYS 引脚）供电（需满足 3.7V~4.7V 范围），同时为音频功放芯片（LM4871N）提供 VDD 电源（与电池电压一致）； 关键注意点：电池推荐选择带 TYPE-C 充电接口的 CR123A 型号（推荐 “全新 type-c 接口 1 节装 + 充电线”），避免因电压不符损坏主控，如自备有电池充电器，为节约成本可选择16340电池方案，也可自己扩展Type-C供电模组。</li> </ol> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/6fd873ce13b140a99ce43daa5967e6a6.png" alt="9d143304-1a7b-491f-81bb-d5264d806036.png"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/bcba7bbdbee34d469e2f5a95266e7392.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-45-04.png"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/a1f17cab731448cd9d922170303f0fd2.png" alt="output.png"></p> <ol> <li>主控部分 主控是设备的 “大脑”，负责统筹所有模块的信号处理与通信协调，采用立创开源 SF32LB52 模组。</li> </ol> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/b31fb4cf897144c18ee689ea4b5c9c89.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-48-45.png"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/86190fd6827f412897578e771da615e6.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-49-19.png"> 核心特性：蓝牙 5.3（支持 BLE/BT 双连接，功耗低）、240MHz 主频、8MB PSRAM+16MB Flash，支持 BT PAN 联网（连接手机共享网络）； 与其他模块的连接逻辑： <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/d2b08cfeda55474f82a32f8285b59803.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-52-24.png"></p> <ol> <li>音频功放部分 负责将主控输出的微弱音频信号放大，驱动喇叭发声，核心芯片为 LM4871。 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/f883bd37d9914f4299486e299594799b.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-54-05.png"></li> </ol> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/6415cb7adbec466cb728327b739eafc3.png" alt="PixPin_2025-08-24_11-54-56.png"> 芯片特性：单声道 AB 类功放，3W 输出功率，工作电压 1.9~5.5V，支持 Shutdown 低功耗控制； 电路设计：参考 LM4871N 数据手册的差分输入模式，为降低成本将电阻统一为 10kΩ，电容改为 100nF（0.1μF）和 22μF，实测无性能问题； 关键引脚：1 脚（Shutdown）通过 R4 电阻默认拉高（功放关闭），主控 PA26 引脚输出低电平时激活功放；3 脚（+IN）、4 脚（-IN）接主控 AU_DAC1P/IN_OUT 差分信号；5 脚（VO1）通过 1μF 电容（C3）连接喇叭接口（H1）； 声音与噪声控制：R7/R8 电阻阻值与音量线性相关（阻值越小音量越大，不超过喇叭最大输出）建议使用2K欧；C2/C5 电容用于滤波（高频噪声用小电容、低频噪声用大电容）。</p> <ol> <li>麦克风部分 负责采集用户语音信号，转换为电信号传输给主控，采用驻极体麦克风（GMI6050P-36db）。 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/f703ebfe59c44828855e1634e7b76ae7.png" alt="PixPin_2025-08-24_12-02-31.png"></li> </ol> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/c7860c75649a46dd8905e4ec1a90ac39.png" alt="PixPin_2025-08-24_12-03-16.png"> 工作原理：驻极体麦克风通过振膜与背极板的电容变化生成微弱交流电信号，需主控提供 MIC_BIAS 基准电压（2~5V）使电容预充电，确保信号有效转换； 电路器件：R3（10kΩ）为麦克风提供 MIC_BIAS 电压（由主控控制，按需开启以节能），U4（10nF 电容）滤除高频噪声，避免 “滋滋声” 或沙哑问题； 极性注意：麦克风引脚需区分正负极（Term1 为输出 +，Term2 为地），焊接反接会导致无语音输入。</p> <ol> <li> <p>屏幕显示部分 通过 1.69 寸 TFT 屏幕实现可视化交互，采用 SPI 协议与主控通信。 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/471469656efb42679dc6eb242217e64e.png" alt="PixPin_2025-08-24_12-05-15.png"> <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/17fe6e62b06648c18057cbc5bed8fd46.png" alt="PixPin_2025-08-24_12-05-45.png"> 硬件连接：屏幕 VCC 接主控 VDD33_VOUT2（3.3V），GND 与主控共地，通信引脚（SCL/DO、SDA/D1、RES、D/C、CS）分别对应主控 PA04、PA05、PA00、PA06、PA03，背光控制（BLK）接 PA42（高电平背光点亮）； 通信逻辑：使用主控硬件 SPI 外设实现高速通信，提升屏幕刷新速度，需严格对应引脚（如 CS 为片选引脚，低电平选中屏幕）； 供电注意：屏幕 3.3V 电源由主控软件控制输出，需设备正常启动后才会供电，避免屏幕异常点亮。</p> </li> <li> <p>按键部分 实现人机交互控制，包含 2 个按键（U2、U1）。 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/e475c237cda741c0a3a1754e9a2750f2.png" alt="PixPin_2025-08-24_12-21-03.png"> U2 按键（PA34 引脚）：核心功能键，按下可唤醒主控（从低功耗休眠状态），设备工作时按下触发语音输入；电路中通过 R2（10kΩ）电阻下拉，按下时为高电平，主控检测电平变化判断操作； U1 按键：备用键，暂未定义功能，预留用于后续功能扩展； 设计逻辑：按键电路采用 “上拉 / 下拉电阻” 确保电平稳定，避免误触发，操作便捷且可靠性高。</p> </li> <li> <p>指示灯部分 通过绿色 LED 灯（U5）指示设备状态，直观反馈工作情况。 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/aa075c1edb6d4387a6d70ecbf57a5d8b.png" alt="PixPin_2025-08-24_12-21-40.png"> 电路设计：LED 灯串联 R5（10kΩ）限流电阻，一端接主控 PA32 引脚，一端接地； 控制逻辑：主控 IO 输出低电平时，电流流经 LED 灯与电阻，灯亮；输出高电平时，无电流，灯灭；可通过灯的亮灭判断设备是否上电、是否处于工作状态（如蓝牙连接成功时灯闪烁）。 极性注意：LED 灯引脚长为正、短为负，反接会导致灯不亮。</p> </li> <li> <p>下载部分 通过串口实现固件烧录与调试，采用 CH340X 下载器（LCKFB-CH340X-USB-TO-TTL-TYPE-C）。 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/916f3eb178304931b9aff3537b4c6440.png" alt="PixPin_2025-08-24_12-22-16.png"> 硬件连接：下载器 TXD 接主控 PA18（RX），RXD 接主控 PA19（TX），GND 共地；必须使用这两个引脚，否则无法下载，喇叭接入对应端口，注意正反，屏幕按照对应接口接入对应位置。 工作流程： 1、下载附件一的文件并解压到文件夹； 2、在设备管理器中找到下载器接入的端口并记住该端口编号； 3、将文件夹中命令所对应的“COM22”改为你所对应的端口编号并复制该代码； 4、在文件夹空白处右键选择“在终端打开”，将刚刚复制的代码粘贴到此处即可开始烧录。</p> </li> </ol> <h2>注意事项</h2> <p>1、主控背后的焊盘不建议焊接，容易发生闪存故障。 2、电池小心不要接反。</p>