描述
<h2>项目简介</h2>
<p>本项目聚焦于开发一款基于sf32lb52的小智语音助手设备。sf32lb52芯片以其低功耗、高性能的特性，为整个语音助手系统提供了稳定且高效的运行支撑。1.69寸屏幕的加入，为语音助手增添了视觉交互的维度。它能够以图文并茂的形式呈现信息，比如在查询新闻时，不仅能听到语音播报，还能在屏幕上看到新闻标题和简要内容。这种多感官的交互方式，让用户获取信息更加全面和高效，增强了交互的直观性和趣味性。</p>
<p>值得一提的是，该设备将所有IO接口全部引出。这一设计极大地拓展了设备的功能边界，我们可以根据自身需求连接各种各样的外部设备。比如在智能家居场景中，连接智能门锁、窗帘电机等，用户只需下达语音指令，就能轻松实现开门、开关窗帘等操作。再如在工业监控场景，连接各类传感器，实时监测环境参数，并通过语音和屏幕反馈数据。小智语音助手凭借其强大的扩展性和实用的屏幕显示功能，将为不同领域带来更智能、便捷的体验。</p>
<h2>原理解析</h2>
<h3>主控</h3>
<p>在本项目中，选用了立创·开源 SF32LB52 模组作为主控。它是一款蓝牙低功耗芯片，主频高达 240MHz，内部集成了 8MB PSRAM 和 16MB Flash，支持锂电池直接供电，能很好地满足项目对于数据存储和处理的需求。
在功耗方面，该模组表现十分出色。BLE 连接功耗（1S 间隔）仅需 7μA，BT 连接功耗（1S 间隔）仅需 10μA。更突出的是，其 BLE + BT 双连接功耗相比同行单 BT 连接功耗可降低 60%，有效延长了设备的续航时间。
功能上，此模组支持 BT PAN 功能，可直接连接手机实现上网。与 WIFI 相比，它的功耗更低，在电池供电场景下具有明显优势。即便在带屏连接的情况下，功耗也仅为 30mA。
在电源连接方面，可直接将电池电源连接到模组的电源输入引脚 VSYS，但要特别注意该模组对电压范围的要求，需在 3.7V - 4.7V 之间，3.3V 和 5V 供电均不可行。另外，模组的 VDD33_VOUT2 输出由软件控制，只有在芯片正常启动后才会输出 3V3 电压。
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/788d67843bf6451a9c7c5b2b79053a5b.png" alt="image.png"></p>
<h3>电源电路：</h3>
<p>本电源电路采用 3.7V 软包电池供电，它为整个系统提供稳定的电力支持。SW1 拨动开关是电路的关键控制部件，将其拨到左边时，电路进入充电模式，此时 tp4056 充电芯片开始工作，它能高效且安全地为电池充电。同时，红灯亮起，明确告知用户电池正在充电中。当电池充满电后，指示灯会自动切换，绿灯亮起，提醒用户充电已完成。将 SW1 拨到右边，电路则开启，设备可以正常运行。这种设计既简单直观，又能有效保障电池的充电安全和设备的稳定使用。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/05704650ed3444efbaf7425549ce5917.png" alt="image.png"></p>
<h3>LED电路：</h3>
<p>作为发光元件，其阴极连接到主控的PA23引脚，阳极通过10kΩ电阻连接到3.3V电源。当主控的PA23引脚输出低电平时，LED的阴极电位降低，与阳极的3.3V电源之间形成电压差，电流经过电阻限流后通过LED，使其发光。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/9d2938f8ae084c3eb2b99d6d13a7c05f.png" alt="image.png"></p>
<h3>按键电路</h3>
<p>本项目通过按键进行控制，U2 PA34_KEY 是唤醒键 + 语音输入键，按下 U2 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。
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/e776dd0152dc48dbbc657adbdf342e76.png" alt="image.png"></p>
<h3>屏幕</h3>
<p>使用1.69寸TFT液晶屏，采用ST7789驱动，分辨率240x280，LCD圆角屏设计，支持SPI通信协议，3.3V供电，可通过主控硬件SPI外设实现高速通信与快速刷新。
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/e472294cd92a42c9a27358ff8ff8f823.png" alt="image.png"></p>
<h3>麦克风</h3>
<p>RP1在原理图中的作用是为麦克风正极提供基准电压MIC_BIAS，该电压由模组控制输出，可实现低功耗。它是电位器，阻值调节需注意，过低会使采集音频信号弱，过高易引入噪声，一般10k左右为佳,大家根据情况自行调节</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/58fc03c096414246a31d10041e56d02f.png" alt="image.png"></p>
<h3>喇叭功放</h3>
<p>此音频功放系统基于 LM4871 芯片，属 3W 单声道 AB 类，工作于 1.9 - 5.5V，实际输出 1W。经测试，输入阻值与音量线性负相关，配备电位器实现音量调节。其 1 脚 Shutdown 为掉电控制，通过 R6 设默认高电平停功，PA26 低电平启动，实现低功耗运行。
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/be8d0c6ddd204e199d125528d93be60b.png" alt="image.png"></p>
<h3>下载</h3>
<p>模组的下载是通过串口进行下载的，使用 PA18 和 PA19 引脚下载。
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/43a487ae4c054bb6a2001985da3f46ed.png" alt="image.png">
本项目使用立创 CH340X 模块的接口作为下载器。</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/f5933fe67f80451f9e112910e56fdf7b.png" alt="image.png"></p>
<h2>扩展IO</h2>
<p>设备的扩展性和灵活性非常重要。闲IO的引出，为用户提供了无与伦比的扩展便利性，就如同为设备开启了一扇通往无限可能的大门。它打破了传统设备功能固定的局限，让大家可以根据自身的实际需求，轻松地连接各种外部设备或模块。无论是添加传感器以实现更多的数据采集，还是连接特殊的执行器来拓展设备的控制能力，都能通过这引出的空闲IO快速实现</p>
<p><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/1f38343345fa4d0297efe6b79ece7115.png" alt="image.png"></p>
<h2>软件代码</h2>
<p>感谢小智的开源<a href="https://github.com/78/xiaozhi-sf32/releases" target="_blank">小智官方固件</a></p>
<h2>注意事项</h2>
<ul>
<li>VSYS供电3.7V - 4.7V 之间，3.3V 和 5V 供电均不可行</li>
<li>在连接板子设备之前，请打开手机的蓝牙网络共享功能</li>
</ul>
<h2>实物图</h2>
<p>PCB正面
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/1f04d66f56c3484498e94be42f0ddbb0.png" alt="image.png">
PCB背面
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/ce281facc57b4e2e89536252f4a9626d.png" alt="image.png">
安装外壳后正面
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/df23344c02f6482195051a0d6265e592.png" alt="image.png">
安装外壳后背面
<img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/783a88df76e3466e872dfee0df1eb981.png" alt="image.png"></p>
-
微信视频2025-09-09_142651_137.mp4
-
微信视频2025-09-09_142657_714.mp4
-
微信视频2025-09-09_142703_434.mp4
评论(0)