#第十届立创电赛#小智AI 7780071A - 立创电子设计大赛

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<div> <h3 style="line-height:1.8">1、项目功能介绍</h3> “小智AI对话机器人”是一个基于SF32LB52主控芯片和立创开源蓝牙模组的简易AI对话机器人项目。它能够实现AI实时语音对话，具备以下核心功能： <ul> <li> 智能交互：能够理解用户的情绪，解答疑问，并分享快乐，通过语音与用户进行实时互动。 </li> <li> 知识问答：整合了互联网知识，可以回答天气、时间、病情等各类疑难杂问。 </li> <li> 便携设计：尺寸小巧精致，PCB板为61.21 x 41mm，带外壳尺寸为长68.531mm、宽48.148mm、厚35mm，方便携带。 </li> <li> 开源特性：硬件部分除主控外，元器件基本采用插件式设计，方便焊接入门和练习；软件部分完全开源，烧录固件即可体验。 </li> <li> 高级语音功能：支持语音唤醒、多语言（国语、粤语、英语、日语、韩语）语音对话、自定义角色、声纹识别以及短期记忆功能，提升对话体验。 </li> <li> 显示功能：配备显示屏，可在OLED或LCD屏幕上查看对话内容和网络信号强度。 </li> <li> 大模型集成：利用Qwen / DeepSeek等大模型的AI能力，实现强大的自然语言理解与生成。 </li> <li> 物联网控制：通过MCP协议实现对物联网设备的多端控制（如音量、灯光、电机、GPIO等），并可扩展至智能家居、PC桌面操作、知识搜索、邮件收发等云端MCP能力。 </li> </ul> <h3 style="line-height:1.8">2、项目属性</h3> <ul> <li> 项目是否首次公开：该项目是开源项目，根据外部资料显示，小智AI项目自2024年9月开源以来，其GitHub仓库已获得大量关注和参与，因此并非首次公开。 </li> <li> 项目是否为原创：该项目在硬件方面进行了原创的集成和设计，如PCB和外壳；在软件方面，项目说明指出其软件部分是基于“牛逼的小虾米（B站）开源的xiaozhi-esp32软件魔改的”，并获得了原作者许可，因此属于在现有开源软件基础上的修改和适配，并在此硬件平台上的原创实现。 </li> </ul> <h3 style="line-height:1.8">3、开源协议</h3> 该项目的软件部分（<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fgithub.com%2F78%2Fxiaozhi-sf32%EF%BC%89%E9%87%87%E7%94%A8" target="_blank">https://github.com/78/xiaozhi-sf32）采用</a> MIT 许可证进行发布，这意味着任何人都可以免费使用、复刻自己的小智AI机器人，甚至用于商业用途。 <h3 style="line-height:1.8">4、硬件部分</h3> 该项目硬件主要由电源、主控、音频功放、麦克风、屏幕显示、按键、指示灯和下载等模块组成，并提供了详细的电路分析和PCB设计指导。 <ul> <li> 电源部分： <ul> <li> 使用一个CR123A电池盒，需适配3.7V、34(L) x 16.5(W) mm的CR123A柱形电池供电，该电池带Type-C接口可直接充电。 </li> <li> SW1为电源开关，用于控制整机通断电。 </li> </ul> </li> <li> 主控部分： <ul> <li> 采用立创·开源SF32LB52模组，这是一款蓝牙低功耗芯片，频率240MHz，集成8MB PSRAM和16MB Flash，支持3.7V~4.7V锂电池直接供电。 </li> <li> 模组的VDD33_VOUT2引脚由软件控制输出3.3V电压。 </li> </ul> </li> <li> 音频功放部分： <ul> <li> 主要器件为LM4871芯片，是一款3W、单声道AB类音频功率放大器，工作电压范围1.9V-5.5V。 </li> <li> 电路设计参考了典型应用电路，并对元器件参数进行了成本优化调整。 </li> <li> 1脚Shutdown引脚通过PA26控制，低电平时功放工作，高电平时停止工作，实现低功耗。 </li> <li> R7和R8电阻与声音大小呈线性关系，C2和C5电容用于噪声消除。 </li> </ul> </li> <li> 麦克风部分： <ul> <li> 采用驻极体话筒，R3（10KΩ）电阻为麦克风正极提供由模组控制的基准电压MIC_BIAS，以实现低功耗。 </li> <li> U4电容用于对采集信号进行滤波，滤除高频噪声。 </li> </ul> </li> <li> 屏幕显示部分： <ul> <li> 使用1.69寸TFT屏幕（ST7789，240x280分辨率，圆角），通过SPI协议控制，供电3.3V。 </li> <li> 模组引脚PA04、PA05、PA00、PA06、PA03、PA42分别对应屏幕的SCL、SDA、RES、D/C、CS、BLK引脚。 </li> </ul> </li> <li> 按键部分： <ul> <li> U2（PA34_KEY）作为唤醒键和语音输入键，可唤醒主控或进行语音输入。 </li> <li> U1按键预留待定用途。 </li> </ul> </li> <li> 指示灯部分： <ul> <li> 用于指示模组状态，由模组IO口控制，低电平点亮，高电平熄灭。 </li> </ul> </li> <li> 下载部分： <ul> <li> 通过串口进行模组下载，使用PA18和PA19引脚。 </li> <li> 项目直接使用CH340X模块接口作为下载器，支持正常下载和串口调试通信。 </li> </ul> </li> <li> 原理图与PCB设计： <ul> <li> 在嘉立创EDA专业版中进行工程创建、元器件搜索与放置（包括提供元器件清单）、元器件连接（导线、网络标签、电源标识符）、原理图整理、PCB电路模块分类、边框设置（61.21mm x 41mm，圆角150mil）、PCB布局（大尺寸器件优先，螺丝孔定位，3D预览）以及PCB走线（135°钝角或圆角，电源线70mil，信号线10mil，GND铺铜，泪滴添加，DRC检查）。 </li> </ul> </li> <li> 3D外壳设计： <ul> <li> 采用上下壳式设计，方便固件下载。 </li> <li> 外壳尺寸为68.53 x 48.148mm，整体高度36mm，下壳高度18mm，外壳厚度3mm，并预留PCB与外壳之间的间隙。 </li> <li> 外壳固定方式包括延展上壳内壁（6mm）和螺丝定位孔（下壳螺丝柱，沉孔，高17mm）。 </li> <li> 外壳正面设计包括屏幕显示区、按键区、LED灯区挖槽，并预留2mm深度用于面板安装。 </li> <li> 外壳底面预留电池安装接口和喇叭声音播放接口。 </li> <li> 外壳侧面设计电源开关槽和麦克风收音槽。 </li> </ul> </li> <li> 面板设计： <ul> <li> 在外壳正面挖槽处安装面板，用于显示LOGO、图标和项目名称，增强辨识度。 </li> <li> 面板结构包括板框层（亚克力材质）、打印层（图标、文字）和挖孔层（按键区）。屏幕显示和LED灯区域设置为透明控制层（屏幕100%，LED 50%）。 </li> </ul> </li> </ul> <h3 style="line-height:1.8">5、软件部分</h3> 该项目软件部分完全开源，地址为：<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fgithub.com%2F78%2Fxiaozhi-sf32" target="_blank">https://github.com/78/xiaozhi-sf32</a>。其软件功能丰富，烧录后即可体验AI对话能力。 <ul> <li> 软件功能： <ul> <li> 实现AI实时语音对话，具备语音唤醒、多语言识别、声纹识别、自定义角色、短期记忆等功能。[<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQFSBDHenrwWZzEcIR_LN8N2ieatr-4rRWqJBGwZSAT_MEV43mMb-gyxnRfOF_VZbwnjLx5lia7PUpdXioLzFTVycl0lCQ6FP_zMVjtAgTaVGqSevDeEVITiVeeXBQc8OY0%3D" target="_blank">1</a>][<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQENCVhG_IFWSeSp2r2rvsCSk3xAbqxQ0jdWoOQBI8ZZj9KxFa9BUvJCK__ZcFV6STfazOweG1UmIUnKda3jKTd5o4lcN-nUAeaLv_QiR6hotgP2j2cL9zJ3ifUFXN56BEotDYCvA-s%3D" target="_blank">2</a>][<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQETcouyoA-f_M63qfKSRFWRSRCUZmAmzE_zK0Rs-AdkKnsw7KjnPuLkAMviqpRV5yIBY6k1GmeTEY2nOfOehsiutvygM1SR8cxaXNm3Ljv3U_K1iKkbyrqPkw%3D%3D" target="_blank">3</a>][<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQF-bz_zeqWvIp8XduxFmIHZDcUO18W5Mux0Yr-at5-wlD0NGGS-HltgLyl0lAEJILRlYm5Z5xneJax6Weuo6DRcj9jovglyOWw-qgOGHHZMiTiREUx55MWqARnW3ngKeE8TMW4%3D" target="_blank">5</a>] </li> <li> 支持通过显示屏显示对话内容和网络信号。[<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQFSBDHenrwWZzEcIR_LN8N2ieatr-4rRWqJBGwZSAT_MEV43mMb-gyxnRfOF_VZbwnjLx5lia7PUpdXioLzFTVycl0lCQ6FP_zMVjtAgTaVGqSevDeEVITiVeeXBQc8OY0%3D" target="_blank">1</a>][<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQENCVhG_IFWSeSp2r2rvsCSk3xAbqxQ0jdWoOQBI8ZZj9KxFa9BUvJCK__ZcFV6STfazOweG1UmIUnKda3jKTd5o4lcN-nUAeaLv_QiR6hotgP2j2cL9zJ3ifUFXN56BEotDYCvA-s%3D" target="_blank">2</a>][<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQETcouyoA-f_M63qfKSRFWRSRCUZmAmzE_zK0Rs-AdkKnsw7KjnPuLkAMviqpRV5yIBY6k1GmeTEY2nOfOehsiutvygM1SR8cxaXNm3Ljv3U_K1iKkbyrqPkw%3D%3D" target="_blank">3</a>][<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQF-bz_zeqWvIp8XduxFmIHZDcUO18W5Mux0Yr-at5-wlD0NGGS-HltgLyl0lAEJILRlYm5Z5xneJax6Weuo6DRcj9jovglyOWw-qgOGHHZMiTiREUx55MWqARnW3ngKeE8TMW4%3D" target="_blank">5</a>] </li> <li> 利用Qwen / DeepSeek等大语言模型进行智能交互。[<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQH2AfZdZicgjZxztv3rPyT80_IPl-TJJEkmTBaraijeWtgP-IXX7jrdSAr_tPDbqkzPCAtChD4ofnhjhcQ70oJv6GMfRFADaAuyx49BfVJ0nMtGFKY7ExwPQai2Kqtn" target="_blank">6</a>] </li> <li> 通过MCP协议实现对物联网设备的控制。[<a href="https://www.google.com/url?sa=E&q=https%3A%2F%2Fvertexaisearch.cloud.google.com%2Fgrounding-api-redirect%2FAUZIYQH2AfZdZicgjZxztv3rPyT80_IPl-TJJEkmTBaraijeWtgP-IXX7jrdSAr_tPDbqkzPCAtChD4ofnhjhcQ70oJv6GMfRFADaAuyx49BfVJ0nMtGFKY7ExwPQai2Kqtn" target="_blank">6</a>] </li> </ul> </li> <li> 固件与烧录： <ul> <li> 硬件准备：需要立创商城CH340X串口模块和充满电的CR123A电池（串口模块无法供电）。连接喇叭（建议8Ω）和1.69寸TFT屏幕。 </li> <li> 烧录工具：使用sftool工具进行SF32系列SoC芯片的烧录。 </li> <li> 固件获取：从GitHub发布页面下载最新版本的固件压缩包，包含bootloader.bin、ER_IROM2.bin、ER_IROM3.bin、ER_IROM1.bin和ftab.bin这五个文件。开发板对应固件为sf32lb52-xty-ai-tht.zip。 </li> <li> 烧录步骤： <ul> <li> 将固件文件放在sftool工具的同一路径下。 </li> <li> 打开终端，使用sftool命令行工具进行烧录，例如Windows系统烧录命令（1.3.0版本）：./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（需根据实际串口号调整COM口）。 </li> <li> 烧录完成后，设备会自动重启并点亮屏幕。 </li> </ul> </li> </ul> </li> <li> 蓝牙使用注意事项： <ul> <li> 在连接设备前，务必打开手机的蓝牙网络共享功能（Android和iOS均有对应设置）。 </li> <li> Android连接成功后，连接的蓝牙设备会显示正在向设备共享网络。iOS若未发现sifli-pan设备，可尝试重启手机。 </li> </ul> </li> <li> 设备激活与使用： <ul> <li> 固件烧录成功后，手机连接蓝牙sifli-pan设备。 </li> <li> 按下对话按键，设备会提示登录控制面板并填写设备码。 </li> <li> 打开浏览器访问https://xiaozhi.me，登录后在控制台新建智能体并添加设备码。 </li> <li> 拔掉并重新接入开发板数据线后即可正常使用。 </li> </ul> </li> <li> 唤醒与重连： <ul> <li> 长时间未对话，小智会进入休眠状态，需按下唤醒键进行唤醒。 </li> <li> 若未主动删除手机匹配列表中的sifli-pan设备，按下唤醒键也可进行蓝牙重连。 </li> </ul> </li> <li> 异常情况：若出现UI提示pan断开、蓝牙共享网络关闭或蓝牙已断开等情况，需打开蓝牙共享网络并重新连接设备。 </li> </ul> <h3 style="line-height:1.8">6、BOM清单</h3> <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/d549c798ca9343769d1c07684a3cfe43.png"> <h3 style="line-height:1.8">7、大赛LOGO验证</h3> <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/46fa30d5ba08486e983d9931cb9b702e.png"> <h3 style="line-height:1.8"> 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> </div>