<h1>小智AI对话机器人——开源创客级语音交互设备工程手册</h1> <h2>一、项目概述</h2> <p>小智AI对话机器人是一款专为电子入门者与创客设计的便携型语音交互设备，基于SF32LB52主控芯片与立创开源蓝牙模组构建，主打“全开源、易上手、高便携”三大核心特性。设备硬件（除主控外）均采用插件式元器件，大幅降低焊接门槛，软件源码完全开放，支持用户学习与二次开发；通过实时语音交互技术，依托互联网知识资源为用户提供问答、咨询等服务，是兼具实用性与学习价值的创客项目。</p> <h3>核心规格参数</h3> <ul> <li><strong>尺寸设计</strong>：PCB板尺寸为61.21×41mm，紧凑小巧；装配外壳后尺寸为68.531mm（长）×48.148mm（宽）×35mm（厚），便于携带与摆放。</li> <li><strong>开源特性</strong>：硬件原理图（除主控芯片细节外）、PCB设计文件及软件源码均完全开源，无开发与学习壁垒。</li> </ul> <h2>二、核心功能亮点</h2> <ol> <li><strong>实时语音交互</strong>：借助立创开源蓝牙模组实现稳定的语音传输，支持天气查询、时间播报等日常场景的即时响应，交互流程简单直观。</li> <li><strong>全域知识查询</strong>：接入互联网知识数据库，可解答用户在学习、生活、工作中遇到的各类疑难问题，满足多样化信息需求。</li> <li><strong>基础情感互动</strong>：内置简易情感识别逻辑，能根据用户语音语气进行适配回应，可陪伴聊天、疏导简单情绪，提升交互亲切感。</li> </ol> <h2>三、硬件原理与模块解析</h2> <h3>1. 核心控制模块（U1、U2）</h3> <ul> <li><strong>主控芯片U1（SF32LB52）</strong>：作为系统“大脑”，负责处理麦克风采集的语音信号、控制外设运行、执行核心程序逻辑；通过多组引脚分别连接蓝牙模组、麦克风、LED、屏幕等外设，实现数据传输与指令下发。</li> <li><strong>蓝牙模组U2（立创开源）</strong>：通过PA16、PA17等引脚与主控芯片通信，承担设备与外部网络、手机等终端的连接功能，既是语音数据的传输通道，也是获取互联网知识资源的桥梁。</li> </ul> <h3>2. 电源管理模块（SW1、BAT1）</h3> <ul> <li><strong>供电单元</strong>：采用3.7V 123A单节电池（BAT1）为整个系统提供稳定直流电源。</li> <li><strong>开关控制</strong>：电源开关（SW1）串联于供电回路中，闭合时启动系统供电，断开时切断电源，实现设备启停控制。</li> </ul> <h3>3. 人机交互模块</h3> <ul> <li><strong>按键模块</strong>：由按键、电阻R1组成分压电路，连接主控PA34引脚（PA34_KEY）；按下按键时触发电平变化，主控根据预设逻辑执行唤醒设备、模式切换等操作。</li> <li><strong>LED指示模块</strong>：LED灯（U5）与限流电阻R2串联后连接主控PA32引脚（PA32_LED）；主控通过控制引脚高低电平，实现LED亮/灭状态切换，用于指示设备开机、交互中、待机等工作状态。</li> <li><strong>屏幕显示模块</strong>：1.09寸TFT LCD屏幕（U3）通过PA0、PA1等引脚与主控连接，接收主控发送的显示数据，可展示交互提示、时间、天气、问答内容等信息。</li> </ul> <h3>4. 语音处理模块</h3> <ul> <li><strong>麦克风采集模块</strong>：麦克风（MIC）负责拾取外界语音信号，经电阻R3偏置、电容C1滤波等预处理后，将语音信号（MIC_ADC_IN）传输至主控进行数字化与识别处理。</li> <li><strong>音频输出模块</strong>：音频功放芯片U6（LM4871N）接收主控输出的音频信号（AU_DACP、AU_DACN），经功率放大后，通过电容C2-C5滤波、电阻R4-R9阻抗匹配，驱动喇叭H1播放清晰语音。</li> </ul> <h3>5. 程序下载模块</h3> <p>通过PA18、PA19等串口引脚连接外部下载设备，可将控制程序、AI交互逻辑代码写入主控芯片的存储区，实现程序更新与功能定制。</p> <h2>四、实物参考图示</h2> <ul> <li><strong>PCB焊接实物图</strong>：清晰展示元器件焊接完成后的PCB板状态，为新手提供焊接位置与工艺参考。</li> <li><strong>成品组装实物图</strong>：呈现PCB板、外壳、面板等部件的最终装配效果，直观指导用户完成设备组装。</li> </ul> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/b7c21dcf4efc4dcab8f0d2842d581028.jpg" alt="微信图片_20250901164851_35_198.jpg"></p> <h2>五、PCB设计与制作指南</h2> <ol> <li><strong>文件获取</strong>：提供PCB-DXF格式设计文件下载，包含完整板型与元器件布局信息。</li> <li><strong>绘制工具</strong>：需将DXF文件导入<strong>嘉立创EDA专业版</strong>软件，对齐预设模型后完成PCB的精细化绘制。</li> <li><strong>器件选型建议</strong>：为降低焊接难度，除SF32LB52主控芯片外，其余电阻、电容、接口等元器件均选用插件类型，适合电子入门者操作。</li> </ol> <h2>六、软件支持与程序获取</h2> <ol> <li><strong>源码开源地址</strong>：完整软件源码托管于GitHub，地址为：<a href="https://github.com/78/xiaozhi-sf32%EF%BC%8C%E7%94%A8%E6%88%B7%E5%8F%AF%E8%87%AA%E7%94%B1%E5%85%8B%E9%9A%86%E3%80%81%E4%B8%8B%E8%BD%BD%E4%B8%8E%E4%BF%AE%E6%94%B9" target="_blank">https://github.com/78/xiaozhi-sf32，用户可自由克隆、下载与修改</a>。</li> <li><strong>快速烧录支持</strong>：提供配套固件及烧录工具包，下载后按照说明文档操作即可完成程序烧录，无需复杂配置即可启用核心功能。 > 注：源码包含蓝牙通信、语音信号处理、AI交互调用等基础逻辑，暂未详细标注算法底层实现细节，适合进阶学习时自行剖析。</li> </ol> <h2>七、关键物料采购清单</h2> <table> <tr> <th>物料类别</th> <th>具体型号/规格</th> <th>采购说明</th> </tr> <tr> <td>核心主控</td> <td>SF32LB52</td> <td>需单独采购，为系统核心处理芯片</td> </tr> <tr> <td>通信模组</td> <td>立创开源蓝牙模组</td> <td>匹配主控引脚定义，建议从立创平台采购</td> </tr> <tr> <td>插件元器件</td> <td>电阻（R1-R9）、电容（C1-C5）、接口端子等</td> <td>型号需参照下载的原理图BOM表</td> </tr> <tr> <td>结构件</td> <td>3D外壳、装配面板</td> <td>设计文件可从项目下载区获取，支持定制加工</td> </tr> <tr> <td>显示外设</td> <td>1.09寸TFT LCD屏幕</td> <td>采购链接：<a href="https://item.taobao.com/item.htm?id=694205959541" target="_blank">https://item.taobao.com/item.htm?id=694205959541</a></td> </tr> <tr> <td>音频外设</td> <td>适配喇叭</td> <td>采购链接：<a href="https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=17&amp;id=867320144222&amp;mi_id=MlQxlrbcXr36eBkZf8Dm8Yicg2ChoU_BQBtnA84Mfv4cEVxvsfHLfkMawuF2Ot7-ryp4I9CZ6Y41qdv7IbzjXdyIKojnEw25dIeQa1hWdEE&amp;ns=1&amp;skuId=5694529265908&amp;spm=a21n57.1.hoverItem.14&amp;utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%22d50fd729ed98c4acedb7cc6473f56854%22%7D&amp;xxc=taobaoSearch" target="_blank">https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=17&amp;id=867320144222&amp;mi_id=MlQxlrbcXr36eBkZf8Dm8Yicg2ChoU_BQBtnA84Mfv4cEVxvsfHLfkMawuF2Ot7-ryp4I9CZ6Y41qdv7IbzjXdyIKojnEw25dIeQa1hWdEE&amp;ns=1&amp;skuId=5694529265908&amp;spm=a21n57.1.hoverItem.14&amp;utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%22d50fd729ed98c4acedb7cc6473f56854%22%7D&amp;xxc=taobaoSearch</a></td> </tr> <tr> <td>电源</td> <td>1850</td> <td>采购链接：<a href="https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=17&amp;id=867320144222&amp;mi_id=MlQxlrbcXr36eBkZf8Dm8Yicg2ChoU_BQBtnA84Mfv4cEVxvsfHLfkMawuF2Ot7-ryp4I9CZ6Y41qdv7IbzjXdyIKojnEw25dIeQa1hWdEE&amp;ns=1&amp;skuId=5694529265908&amp;spm=a21n57.1.hoverItem.14&amp;utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%22d50fd729ed98c4acedb7cc6473f56854%22%7D&amp;xxc=taobaoSearch" target="_blank">https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=17&amp;id=867320144222&amp;mi_id=MlQxlrbcXr36eBkZf8Dm8Yicg2ChoU_BQBtnA84Mfv4cEVxvsfHLfkMawuF2Ot7-ryp4I9CZ6Y41qdv7IbzjXdyIKojnEw25dIeQa1hWdEE&amp;ns=1&amp;skuId=5694529265908&amp;spm=a21n57.1.hoverItem.14&amp;utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%22d50fd729ed98c4acedb7cc6473f56854%22%7D&amp;xxc=taobaoSearch</a></td> </tr> </table> <h2>八、装配流程指引</h2> <ol> <li><strong>前期准备</strong>：下载3D外壳与面板的设计文件，根据文件定制实物；完成PCB板焊接与功能调试，确保各模块正常工作。</li> <li><strong>核心装配步骤</strong>： ① 将调试合格的PCB板小心嵌入3D外壳的对应卡槽中，确保引脚与外壳无挤压； ② 核对面板与外壳的安装孔位，将面板对齐凹槽后扣合或粘接固定；</li> <li><strong>注意事项</strong>：装配过程中避免用力拉扯导线（如喇叭、麦克风连接线），确保屏幕与主控的引脚接触良好，装配完成后可通电测试功能是否正常。</li> </ol>