<h2>视频链接：</h2> <p><a href="https://www.bilibili.com/video/BV1GoYPziEeM/?vd_source=214894f1ce028bb4ac214ce7f03e5565" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1GoYPziEeM/?vd_source=214894f1ce028bb4ac214ce7f03e5565</a></p> <h2>项目简介</h2> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/7ce1777b13264fe698faf4202878ff52.jpg" alt="00e766b58f824bfe8c547fa98fb06a93_thumb.jpg"> 基于 立创开源蓝牙模组SF32LB52 制作的简易AI对话机器人，实现AI实时语音对话。它能够听懂你的情绪，解答你的疑惑，也能分享你的快乐。</p> <h2>项目功能</h2> <p>本项目是基于思澈科技SF32LB52蓝牙模组的小智AI，搭载千问大模型的智能体，能够实现AI实时语音对话，询问时间天气等问题。本项目通过按键实现唤醒和语音输入进行人机交互，按下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。屏幕显示GUI界面，通过界面可以看到电量显示和语音交互时的文字显示以及丰富的表情。</p> <h2>项目参数</h2> <ul> <li>本设计采用SF32LB52作为核心主控芯片，为 AI 对话机器人的运行提供核心控制支持,该模组电压范围要求 3.7V~4.7V,3.3V 和 5V 供电都不行;</li> <li>使用供电小型柱形电池 CR123A 进行供电，电压为3.7V;</li> <li>音频功放型号是 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;</li> <li>屏幕显示使用的是 1.69寸TFT屏幕，通过SPI协议控制，供电 3.3V：</li> <li>本项目使用CH340X进行串口下载。</li> </ul> <h2>原理解析（硬件说明）</h2> <p>本项目由以下部分组成，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，本项目主要是通过麦克风接收语音信号并进行处理，提取人声进行解析比较，当声音符合指令后，进行对应的控制操作。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/510fdbdc214d4fe3acf7623470acff7e.png" alt="image.png"> 示例图1--电源电路： 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。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><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/0be04afbe08b492c804963b340062b7d.png" alt="image.png"></p> <p>示例图2--主控部分： 主控用的是 <a href="https://item.szlcsc.com/45024582.html" target="_blank">立创·开源SF32LB52模组</a>，一款蓝牙低功耗芯片，频率 240MHz，集成 8MB PSRAM 和 16MB Flash，支持锂电池直接供电。BLE 连接功耗（1S间隔）仅需 7μA，BT连接功耗（1S间隔）仅需 10μA，BLE + BT 双连接功耗比同行单BT连接功耗还能降低 60%。模组支持 BT PAN 功能可以直接连接手机上网，相比 WIFI 功耗更低，更加适合电池场景，带屏连接功耗仅 30mA。</p> <p>在本项目中，直接让电池电源直连模组的电源输入引脚 VSYS。模组的 VDD33_VOUT2 是由软件控制输出的，需要芯片正常启动后才有输出3V3。输出的3V3供给屏幕、LED、音频功放和串口下载部分。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/16d5a20d1f1e46b6ae4da8eb16ea2564.png" alt="image.png"></p> <p>示例图3--音频功放部分： 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 R4 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。</p> <p>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。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/fb604c8589954e6fa44fc498fb093286.png" alt="image.png"></p> <p>示例图4--麦克风部分： 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。</p> <p>在原理图中，R3 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。R3 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。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/b981747816024a5fae8ab24ae22f0f65.png" alt="image.png"></p> <h2>软件代码</h2> <ol> <li>sftool: 用于SF32系列SoC芯片的烧录</li> <li>下载固件： 开发板的固件位于 <a href="https://github.com/78/xiaozhi-sf32/releases" target="_blank">https://github.com/78/xiaozhi-sf32/releases</a>， 我们下载最新release版本的压缩包。需要注意的是，我们一共需要bootloader.bin、ER_IROM2.bin、ER_IROM3.bin、ER_IROM1.bin 和ftab.bin这五个文件。上面的github链接可能无法访问，也可以使用下面的镜像地址进行下载。<a href="https://downloads.sifli.com/github_assets/OpenSiFli/sftool/releases/download/0.1.5/sftool-0.1.5-x86_64-pc-windows-msvc.zip" target="_blank">https://downloads.sifli.com/github_assets/OpenSiFli/sftool/releases/download/0.1.5/sftool-0.1.5-x86_64-pc-windows-msvc.zip</a> 建议先下载sftool工具，下载完成后将这些文件放在sftool文件夹中，与sftool.exe同一路径。</li> <li>开发板对应固件：小汤圆直插版（立创训练营）: sf32lb52-xty-ai-tht.zip</li> </ol> <p>使用sftool工具烧录固件，打开终端之后输入如下命令（Windows）： !!!需要注意的是：命令中的 ./sftool.exe 中的斜杠，在不同操作系统中有不同的表现： windows是反斜杠，linux是斜杠。 下面是1.2.0-1.2.2版本的烧录命令： ./sftool.exe -p COM3 -c SF32LB52 write_flash bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM3.bin@0x12228000 ER_IROM1.bin@0x12020000 1.3.0版本则应该使用下列命令： ./sftool.exe -p COM3 -c SF32LB52 write_flash bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM3.bin@0x12268000 ER_IROM1.bin@0x12020000 在终端执行上面命令时，要将命令中的COM3换成自己使用的COM端口。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/f3f18c62410e4ff4a6bc0e56a8546922.png" alt="d209daca5bb1182b2943fd8979883a5d.png"></p> <h2>注意事项</h2> <ul> <li>焊接芯片后注意用电表测引脚是否焊好，以免引脚虚焊或短路后直接上电导致芯片烧毁；</li> <li>芯片焊好后上电测试输入是否为电池电压，输出是否为3V3；</li> <li>串口下载时注意TX和RX引脚不要接反，CH340的TX引脚接芯片的RX引脚，CH340的RX引脚接芯片的TX引脚。</li> </ul> <h2>组装流程</h2> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/51e6f313aa434900858f0952c252d71c.jpg" alt="4e216d5d32b26d300f7083add50c49e0.jpg"> 开关上拨断电，下拨上电。</p> <p>麦克风正负极说明</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/6847c155a845430d911d2e40dd104190.png" alt="image.png"> 以下是Android手机的蓝牙设置界面，通过打开个人热点共享中的蓝牙共享网络功能。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/bd1d520d05f04225a8b4ea5b33853298.png" alt="image.png"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/0759be4df3234b66bc6609e11eaff309.png" alt="image.png"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/b6bdea37882f4f30ad12ce82db204c91.png" alt="image.png"> 蓝牙连接小智后打开浏览器，输入网址：<a href="https://xiaozhi.me" target="_blank">https://xiaozhi.me</a>。 浏览器用手机或者电脑都可以。 进入小智 AI 的网页后，点击控制台，用手机号登录。 新建智能体填写，最后添加设备码。</p> <h2>实物图</h2> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/a32437f41f9b448d87e29144c528cfeb.jpg" alt="a4e2be898282799e5dc4d646e6fddad5.jpg"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/240698d7065d48be8fbd60b574c789ea.jpg" alt="2a732a988cc162226d20781c7a85018d.jpg"></p> <p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/47fab4f014954b1586d156a06a575963.jpg" alt="71987b9a6d7950a30bd7e5952e568098.jpg"> 设计3D外壳时没有考虑屏幕和螺丝柱的间距，可以使用锉刀磨掉阻挡的部分。</p>