#第十届立创电赛#小智AI智能语音机器人

项目简介

“小智” AI 对话机器人是一款以SF32LB52 芯片为核心控制单元，搭载立创开源蓝牙模组开发的轻量化智能语音交互设备。

项目功能

本项目是基于立创·开源SF32LB52模组为核心设计的AI智能语音机器人；设置有七个独立按键，一个为开关机，另一个为语音对话功能，剩下五个留给用户自行DIY；屏幕采用LCD240*280圆角SPI彩屏用来显示对话内容，丰富多彩的表情，每日天气情况，当前时间和地点等等；音频芯片采用LM4871来输出对话内容;采用麦克风咪头让用户与AI机器人进行语音互动式交流，用一节CR123A电池进行供电,烧录系统用SF32LB52模组自带串口引脚进行串口烧录下载。

项目参数

主控：SF32LB525UC6芯片；功能：240MHz蓝牙低功耗芯片，集成8MB PSRAM和16MBFlash，支持锂电池直供。功耗表现优异：1S间隔下BLE连接仅7μA、BT 连接仅 10μA。支持BTPAN功能，连手机上网比WIFI更省电，带屏连接功耗也仅30mA，适配电池供电场景。

MCU链接.png
电池：CR123A型号 3.7V 带USB充电的 34x16.5mm 锂电池。
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电池链接.png

音频功放芯片：LM4871；功能：工作电压 3V 至 12V、具备过热和短路保护功能，适用于便携式音频设备等场景的低成本小功率音频功率放大芯片。

喇叭链接
https://mobile.yangkeduo.com/goods2.html?goods_id=751772528321&page_from=101&pxq_secret_key=GMJ33ZFRNCCKIZGRRMDZGGIK7HBAI4ORMDIA2XERVPFNM3PAA7JQ&_oak_share_snapshot_num=189&_oak_share_time=1757072663&share_oak_rcto=YWIuAue74MUIs7oxvI_cCPgXJjZl7l1YszNshD6pY1bsVmqeyWgaa2IN&share_uin=PJ65CQHQQNXWZ7BB5KZSBZ5ASY_GEXDA&refer_share_id=48f2adff585246a991a54b5cd014e269&refer_share_uin=PJ65CQHQQNXWZ7BB5KZSBZ5ASY_GEXDA&refer_share_channel=message&refer_share_form=card#pushState
喇叭.jpg

麦克风:咪头麦克风；功能：将声音振动转化为微弱的电信号，为后续音频处理提供原始信号，广泛用于录音、语音交互等场景。
咪头麦克风.png

TFT屏幕：1.69寸TFT屏幕；https://item.taobao.com/item.htm?id=694205959541
详细参数链接里找客服要。
屏幕链接.png

原理图解析（硬件说明）

立创开源 SF32LB52 模组，其为 240MHz 蓝牙低功耗芯片，集成 8MB PSRAM 和 16MB Flash，支持锂电池直供。功耗表现出色，1S 间隔下 BLE 连接仅 7μA、BT 连接仅 10μA，双连接功耗比同行单 BT 低 60%，还支持 BT PAN 功能，连手机上网比 WIFI 省电，带屏连接功耗 30mA。供电上，电池直连模组 VSYS 引脚，需注意电压须在 3.7V~4.7V，3.3V 和 5V 不行；模组 VDD33_VOUT2 为软件控制输出，芯片正常启动后才输出 3V3。

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。项目采用差分输入模式的典型应用电路，在输入正相和负相串联的电阻越小声音越大。
音频.png
芯片各引脚的描述：
功放.png
数据手册上的典型应用电路：
音频2.png

驻极体麦克风核心是振膜与背极板构成的电容，声音振动会改变二者距离及电容值，进而产生微弱模拟信号。虽其驻极体材料自带永久电荷，但需2~5V基准电压预充电才能稳定工作。原理图中，10K 电阻R1负责输入模组控制的基准电压 MIC_BIAS，按需开关实现低功耗（阻值过低信号弱、过高易引入噪声）；电容U6则用于滤波，去除高频噪声以解决声音滋滋声或沙哑问题。
麦克风.png

模组出厂有固件，上电后正常的话LED会亮。

屏幕用的是SPI彩屏，烧录直接用串口烧录，任何一种串口都可以，RX接TX，TX接RX。
TFT和屏幕.png

本项目通过按键进行控制，PA34_KEY_1 是唤醒键 + 语音输入键，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。ENC_PA39是关机键长按可关机，另外五个按键用于DIY使用。
按键.png

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。
电池.png

PCB注意事项：信号线走线宽度为10mil，音频线走15mil，电源走线为30mil，，大电容经过小电容，主控部分打过孔散热，GND网络使用铺铜的方式连接，走线不要走直角和锐角，必要时加泪滴。

面板操作

在原理图里新建一个面板，设置面板尺寸圆角，然后在面板上放置屏幕透明区域，按键挖孔区域以及各种想放的图案logo。
面板1.png

3D外壳

在PCB里新建一个3D外壳，然后沿着板边绘制一个3D外壳的边框层，外壳宽高61 x 59.971mm，外壳整体高度25mm，上壳内壁设置为6mm，在绘制的同时打开视图，点击3D外壳实时预览就可以一边绘制一边看效果。
3D外壳.png
在板框四周添加螺丝定位孔固定，在下边的外壳挖一个可以放置电池供电的区域，挖几条喇叭声音播放的区域。
3D外壳2.png
参考屏幕的尺寸大小，在外壳上开一个屏幕显示的槽位，根据按钮尺寸开几个按钮的槽位。在侧面开一个控制到电源开关槽位和麦克风收听的槽位。

软件部分

直接采用虾哥开源的小智AI程序。
https://github.com/78/xiaozhi-sf32
把项目拉取到自己的仓库中，下载git把项目克隆到本地。
开启github action权限。

github虾哥.png

## 将下面的链接替换为您自己fork的仓库地址,这样就可以在编辑器里实时修改代码了。
git clone https://github.com/YOUR_USERNAME/xiaozhi-sf32.git
## 修改完代码后使用以下命令进行编译
git add .
git commit -m "修改说明"
git push origin main

返回到自己github 的action界面成功的话会触发自动编译。

编译.png

编译2.png
编译成功就可以下载烧录了。
另外想要修改智能体或者自定义的用户可参考此链接。
https://docs.sifli.com/projects/xiaozhi/custom/mcp.html#%E5%90%AF%E5%8A%A8-mcp-%E6%9C%8D%E5%8A%A1

使用说明

1、拨动按钮上电成功会点亮LED灯。
2、烧录时候测量一下VBAT和VSYS的电压是否大于3.7小于4.7,否则无法烧录成功。
3、如果电压没问题烧录不进去，测一下RX,TX是否有短路现象。
4、终端烧录命令: ./sftool.exe -p COM3 -c SF32LB52 write_flash bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM3.bin@0x12268000 ER_IROM1.bin@0x12020000
烧录版本为1.3.2固件，COM端口记得使用自己电脑识别的端口号。
4、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。
5、烧录成功开始配网。
打开手机热点选择蓝牙共享网络。
热点.jpg
打开手机蓝牙连接sifli-pan设备。
蓝牙.jpg
打开https://xiaozhi.me/console/agents 选择智能体。
智能体.png
此网址配置智能体输入屏幕里的给的验证码，等待连接就行了。