<h3 style="line-height:1.8">* 1、项目功能介绍</h3> <hr> <div> <div>基于 SF32LB52 的小智 AI 对话机器人，带着整个互联网的知识，解决你的疑难杂问。</div> </div> <h3 style="line-height:1.8">*2、项目属性</h3> <hr> <div> <div>复刻制作的简易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。</div> </div> <h3 style="line-height:1.8">* 3、开源协议</h3> <hr> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6">Public Domain</span></p> <h3 style="line-height:1.8">*4、硬件部分</h3> <hr> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">1.电源设计</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/aae8609a23d949b3b5f0a3e514702dec.png"></span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">本次使用锂电池</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">2.主控</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/41efd6ccda974cf18304ef8e9b1e3987.png"></span></p> <div> <div>主控用的是 [立创·开源SF32LB52模组](<u>https://item.szlcsc.com/45024582.html</u>)，一款蓝牙低功耗芯片，频率 <strong>240MHz</strong>，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%。</div> <div> </div> <div>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 <strong>30mA</strong>。</div> <div> </div> <div>在本项目中，直接让电池电源直连模组的电源输入引脚 VSYS。这里需要注意<code>该模组电压范围要求 3.7V~4.7V</code>。3.3V 和 5V 供电都不行。</div> <div> </div> <div>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。</div> <div> </div> <div>模组与其他电路模块的连接情况</div> <div><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/c4ba0b9ff77944d49a01d38d1945f428.png"></div> </div> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">3.按键</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/4a99dcccb1444039ad1db97c974a0d1b.png"></span></p> <div> <div>每一个项目基本都需要有人机交互部分，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。</div> <div> </div> <div>U1按键目前待定用途，设计出来备用。</div> </div> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">4.LED</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/e7ca446b72674f6797215e8248f9e18b.png"></span></p> <div> <div>用于指示模组状态。通过模组IO控制。IO输出低电平LED灯亮，IO输出高电平LED灯灭。</div> </div> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">5. 麦克风</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/4deb7950b6ff426294f12a15db3c6fd0.png">错误</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/a0f8d51ec3954987b6d750f6feb41ebf.png" width="294" height="184">更正</span></p> <div> <div>麦克风咪头（通常为驻极体话筒）的核心是一个<strong>可振动</strong>的极板（振膜）与固定背极板组成的电容。</div> <div> </div> <div>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）。</div> <div> </div> <div>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。</div> <div> </div> <div>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。</div> <div> </div> <div>在原理图中，U4 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。</div> </div> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">6.屏幕</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/91b8dcd976e942879cca06e847263f5f.png" width="315" height="166"></span></p> <div> <div>屏幕通过SPI协议控制，供电 3.3V。</div> <div> </div> <div>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。</div> <div><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/bf4d7f819aab4465a030dafe09f02076.png"></div> <div> <div> <div><strong>模组的引脚复用表</strong></div> <div><strong><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/7bcf7906f2df42bba5023f20f6c0507d.png"></strong></div> </div> </div> </div> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">7.运放与喇叭</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/4c48f8a8a9ac4823acde6de18c8cc436.png"></span></p> <div> <div>音频功放主要以上图的 U6 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。</div> <div><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/10513a283b70422b961b92692bde130d.png"></div> <div> <div> <div><strong>声音大小控制</strong></div> <div>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。</div> <div> <div> <div><strong>噪声控制</strong></div> <div>通过实际测试发现，项目原理图中的 C2 和 C5 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。</div> </div> </div> </div> </div> </div> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">8.串口下载电路</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/9b214a7bbf1f4c57ab1b81fe49e5f539.png"></span></p> <div> <div>模组的下载是通过串口进行下载的，必须使用 PA18 和 PA19 引脚下载。</div> <div> </div> <div>本项目直接使用 <a href="https://item.szlcsc.com/51679391.html?fromZone=s_s__%2522CH340X%2522&spm=sc.gbn.xh2.zy.t___sc.hm.hd.ss&lcsc_vid=QVhbAlYAFlcKVQIAFQBcBFNSElNbUgFTTlNXXgZVTwIxVlNTRlVbV1dUQ1BXVDtW" target="_blank">CH340X 模块</a>的接口作为下载器。实测能够正常下载和串口调试通信。</div> </div> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px">9.固定孔位 M3</span></p> <p style="line-height:1.8"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/cad8704f9afc43c49465f579233b81f5.png"></span></p> <h3 style="line-height:1.8">*5、软件部分</h3> <hr> <div> <h2>下载程序</h2> <div>硬件连接完成即可开始下载固件</div> <h3>烧录和使用方法</h3> <h4>前置准备</h4> <div>在开始之前，我们需要进行一些前置工具，请确保完成以下的步骤：</div> <ol> <li> <div>sftool: 用于SF32系列SoC芯片的烧录</div> </li> <li> <div>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<code>bootloader.bin</code>、<code>ER_IROM2.bin</code>、<code>ER_IROM3.bin</code>、<code>ER_IROM1.bin</code> 和<code>ftab.bin</code>这五个文件。 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。</div> </li> <li> <div>开发板对应固件：小汤圆直插版（立创训练营）: sf32lb52-xty-ai-tht.zip</div> </li> </ol> </div> <h3 style="line-height:1.8">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr> <p style="line-height:1.8"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/1156e4046bda4f62b4a001ac73730d89.png" alt="" width="570" height="108"></p> <p style="line-height:1.8">10. 焊接过程</p> <p style="line-height:1.8"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/9166fffbd5cf4e749df6800afff347b4.jpg" alt="主控焊接" width="871" height="623"></p> <p style="line-height:1.8"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/8596ed7c0dfc44ebbfe6c2ddde2146d1.jpg" alt="按键焊接" width="800" height="1360"></p> <p style="line-height:1.8"><img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/3be538ebec7d4685928478d1e6a80708.jpg" alt="焊接完成" width="1197" height="779"></p> <p style="line-height:1.8">运放插件没货，采用贴片SOP8,飞线焊接</p>