<h2>视频链接：</h2> <p><a href="https://b23.tv/anZoeOa" target="_blank">B站视频--功能演示及介绍</a></p> <h2>项目简介</h2> <p>基于立创开源蓝牙模组SF32LB52打造的小智AI对话机器人，不止精准应答天气、时间，更能深度理解你的情绪起伏，拆解复杂疑问，甚至主动感知需求递上暖心回应——它的智能，藏在每一次「懂你」的对话里。</p> <h2>项目功能</h2> <p>本设计是基于立创开源蓝牙模组SF32LB52打造的小智AI对话机器人，本项目通过按键进行人机交互，U3按键目前待定用途，设计出来备用，U4 是唤醒键 + 语音输入键，按下 U4 按键可以让主控从低功耗睡眠状态唤醒，当主控正在工作时，按下按键进行语音输入；懂天气、知时间，更能倾听情绪、解答疑惑、分享快乐，汇聚全网知识，随时回应你的需求。</p> <h2>PCB设计</h2> <p>PCB正面 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/6e231eae632f443d985e42429234f5b2.png" alt="image.png"> PCB背面 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/6c007b6e117643c5a1496697c492d272.png" alt="image.png"> PCB带外壳 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/fcf37675b53b494cb14082ce61458483.png" alt="image.png"></p> <h2>原理解析（硬件说明）</h2> <p>本项目主要由以下部分组成：主控部分、电源部分、音频功放部分、麦克风部分，屏幕显示部分以及程序下载部分。</p> <p>主控电路： 本项目采用的主控为立创・开源 SF32LB52 模组，搭载高性能蓝牙低功耗芯片，主频达 240MHz，内置 8MB PSRAM 与 16MB Flash，可直接接入锂电池供电。 其功耗控制尤为出色：BLE 连接（1S 间隔）仅需 7μA，BT 连接（1S 间隔）仅 10μA，BLE+BT 双连接模式下，功耗较同类产品单 BT 连接方案降低 60% 以上。 模组支持 BT PAN 功能，能直接与手机联网，相比 WIFI 方案功耗更低，更适配电池供电场景，带屏连接时功耗仅 30mA。 供电方面需注意：模组电压范围为 3.7V~4.7V，3.3V 与 5V 供电均不适用，可直接将电池电源接入模组 VSYS 引脚。此外，模组 VDD33_VOUT2 为软件控制输出，需芯片正常启动后才会输出 3V3 电压。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/99637e5c417f46f7bf335418ed1e4f40.png" alt="image.png"></p> <p>电源部分： <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/25a8aea1b9ac4cc484b44234798530e0.png" alt="image.png"> BAT1 是一个电池盒，可以容纳一节 CR123A 电池。故要供电的话，需要使用小型柱形电池 CR123A 进行供电。电池可直接通过内置的TYPE-C接口充电，省去充放电电路设计，电池输出3.7V，满电可达4.2V。SW1 是整个项目的电源开关，通过拨动 SW1 开关，进行断电和通电。</p> <p>音频功放部分： <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/01c2771c297d4da0a8fd592de79eae54.png" alt="image.png"> 音频功放主要以上图的 U7 为主，它型号是 LM4871，是一款 3W、单声道 AB 类音频功率放大器，工作电压 1.9 - 5.5V。 LM4871 的管脚定义说明图 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/2bb26a193f1d45b6890e1b26fa643976.png" alt="image.png"> LM4871 典型应用电路 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/b9c885df9bc148d5887e4afd08d53311.png" alt="image.png"> 根据数据手册的典型应用电路的推荐和项目的实际情况，最后采用的是差分输入模式的典型应用电路。为了低成本考虑，典型应用电路中，用到了 10K 20K 1UF 0.39UF 等器件，为了购买器件少一点，让电路更简洁，将电阻统一改为 10K（R7 R8的阻值建议2K，声音会大一点），电容改为常用的 100nF(0.1UF) 和 22UF。实测没有问题。 器件的 1 脚 Shutdown 是芯片掉电控制引脚，为高电平时功放停止工作实现低功耗；为低电平时功放正常工作。在原理图中通过 R5 电阻让该引脚默认为高电平即芯片默认停止工作，当需要功放工作时，需要主控的 PA26 引脚输出低电平才能工作，这样只有需要用的时候才开，不用的时候默认关闭。 通过实际测试发现，项目原理图中的 R7 和 R8 电阻跟声音大小成线性关系，两个电阻越大，声音越小；两个电阻越小，声音越大。但是声音的大小始终不会超过喇叭的实际可输出声音大小。毕竟该芯片只有 1W 的功放输出。 W 数越大，功率越高，耗电越大，声音越响。项目原理图中的 C1 和 C2 电容跟噪声消除有关，具体如何调整数值达到理想效果参考该芯片的数据手册说明。这里简洁为一句话：高频噪声放小电容滤除，低频噪声放大电容滤除。</p> <p>麦克风部分： <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/b624b48bab54415fa2906a8bcec265b0.png" alt="image.png"> 麦克风咪头（通常为驻极体话筒）的核心是一个可振动的极板（振膜）与固定背极板组成的电容。当声音振动波作用在振膜上时，会导致其与背极板的距离动态变化，从而改变电容值。当有声音时，器件内部电容发生变化，这一变化会引发电容两端的电荷移动，产生微弱的交流电信号（模拟信号）。但是虽然麦克风内部的驻极体材料自带永久电荷（无需外部供电维持电场），即使没有电源输入，麦克风也能够使用，但是为了确保麦克风能够正常稳定的工作，通常是需要提供一个基准电压（通常2~5V），使内部电容处于预充电状态，确保声音引起的电容变化能转换为有效电流信号。在原理图中，R1 电阻的作用就是给麦克风的正极输入一个基准电压MIC_BIAS，这个电压是由模组控制输出的，由模组控制则可以在要用时才输出，不用时关闭，实现低功耗。R1 的电阻值为 10K，测试效果能够接受，过低则采集的音频信号弱，过高则易引入噪声。在原理图中，U2 电容的作用就是对采集的信号进行滤波，滤除高频噪声，大多是滤除滋滋滋的声音或者声音沙哑问题。</p> <p>屏幕显示部分： <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/d4238232766d47c0a62a9de32a1b7e0b.png" alt="image.png"> 屏幕显示使用的是 1.69寸TFT屏幕，屏幕通过SPI协议控制，供电 3.3V。这里SPI的通信控制信号引脚，可以使用主控的硬件SPI外设，实现更高的通信速率，更快的屏幕刷新。但是使用主控的硬件SPI外设，则需要选择特定的引脚。</p> <p>下载部分 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/1f662ee2966842a2a69705e456c3fa68.png" alt="image.png"> 本项目可以直接使用立创的CH340X 模块的接口作为下载器。本人则是使用普通的的USB-TTL下载器，连接好GND，TX，RX，注意下载的时候要打开小智的供电开关供电。 程序烧录个人使用的是软件烧录【GUI版】，页面清晰明了，对新手更友好，安装包在附件中可自行下载。更详细的烧录教程可查看https://oshwhub.com/article/the-10th-lichuang-electric-contest-xiao-zhi-ai-assistant-burning-tutorial 以及https://docs.sifli.com/projects/xiaozhi/get-started/</p> <h2>软件固件</h2> <p>可在下面的github连接下载，也可在工程附件中下载 <a href="https://github.com/78/xiaozhi-sf32/releases/tag/v1.3.1" target="_blank">1.3.1固件</a> 烧录地址 bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM3.bin@0x12268000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM1.bin@0x12020000</p> <p><a href="https://github.com/78/xiaozhi-sf32/releases" target="_blank">各个版本固件下载</a> 注意1.2版本固件的烧录地址有差异 bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM3.bin@0x12228000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM1.bin@0x12020000</p> <h2>注意事项</h2> <ul> <li>麦克风有三处连接到外壳的一段为负极，如下图所示 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/60f066db12704c51bf42f70ae32f36f3.png" alt="image.png"></li> <li>插件LED长脚为正，短脚为负，对应PCB丝印如下图所示 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/5a46b8afa83748e8a598b82831f5c546.jpg" alt="70ad622c74143f805bbb52cd868ebdb3.jpg"></li> <li>主控下面的GND焊盘不用焊接，焊接有难度的情况下可只焊接用到的主控引脚</li> </ul>