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#第十届立创电赛#b站语言小助手a

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简介

基于立创·开源SF32LB52模组的一个B站语言助手,制作简单,成本低廉

简介:基于立创·开源SF32LB52模组的一个B站语言助手,制作简单,成本低廉
第十届立创电子设计开源大赛

开源协议

GPL 3.0

创建时间:2025-08-14 19:36:31更新时间:2025-09-02 10:50:42

描述

 

 

 1、项目功能介绍


基于立创·开源SF32LB52模组的一个B站语言助手,制作简单,成本低廉。

可以解决生活中的问题,是一个贴心的小助手

 

 

 

*2、硬件部分


主控用的是 [立创·开源SF32LB52模组](https://item.szlcsc.com/45024582.html),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
 
在本项目中,直接让电池电源直连模组的电源输入引脚 VSYS。这里需要注意该模组电压范围要求 3.7V~4.7V。3.3V 和 5V 供电都不行。
 
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。

    
 

音频功放部分

 

 

音频功放主要以上图的 U67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。
根据数据手册的典型应用电路的推荐和我们项目的实际情况,最后采用的是 差分输入模式的典型应用电路
 
这里有一个问题,虽然我们按照了典型应用电路放置了对应器件,但是器件的值跟典型电路是不一致的。为什么这么做?是为了低成本考虑,典型应用电路中,用到了 10K 20K 1UF 0.39UF 等器件,而我们为了购买器件少一点,让电路更简洁,将电阻统一改为 10K,电容改为常用的 100nF(0.1UF) 和 22UF。实测没有问题。
 
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。
 
 
声音大小控制
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。
噪声控制
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。

 

麦克风部分

麦克风咪头(通常为驻极体话筒)的核心是一个可振动的极板(振膜)与固定背极板组成的电容。
 
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)。
 
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。
 
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。
 
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。
 

屏幕显示部分

屏幕显示使用的是 1.69寸TFT屏幕,采购自 金逸晨1.69寸TFT液晶屏ST7789小屏240x280显示器LCD圆角屏SPI彩屏
屏幕通过SPI协议控制,供电 3.3V。
 
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。
 
模组与屏幕的连接
模组
1.69寸TFT屏幕
说明
GND
GND
屏幕电源地
VDD33_VOUT2
VCC
屏幕电源输入
PA04
DO(SCL)
屏幕通信时钟引脚
PA05
D1(SDA)
屏幕通信数据引脚
PA00
RES
屏幕屏幕复位引脚
PA06
D/C
屏幕读写功能引脚
PA03
CS
屏幕通信片选引脚
PA42
BLK
屏幕背光控制引脚,高电平屏幕背光亮

 

按键部分

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。
 
U1按键目前待定用途,设计出来备用。
 

指示灯部分

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。

下载部分

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。
 
本项目直接使用 CH340X 模块的接口作为下载器。实测能够正常下载和串口调试通信。
 
 
 
 
 
外壳部分
 
使用shapr3d制作

*3、软件部分


硬件准备

前置准备

因训练营中每位同学的设计都有可能不同,在此仅介绍参考设计的硬件,有改动的同学可以进行参考并针对自己的板子进行相关调整。
  1. 准备一个 CR123A 电池,需要注意在后续的下载过程中,电池的电量需要保持充足。因为该板子没有其他供电路径,串口模块无法供电!!

连接喇叭

应该将喇叭连接到板子的喇叭连接器上,注意该板子的功放最大输出功率仅有 1W,建议使用 8Ω的喇叭。

连接屏幕

准备一块 1.69寸TFT屏幕。插在屏幕排母上即可。

下载程序

硬件连接完成即可开始下载固件

烧录和使用方法

前置准备

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:
  1. sftool: 用于SF32系列SoC芯片的烧录
  2. 下载固件: 开发板的固件位于 https://github.com/78/xiaozhi-sf32/releases,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.binER_IROM2.binER_IROM3.binER_IROM1.binftab.bin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。
  3. 开发板对应固件:小汤圆直插版(立创训练营): sf32lb52-xty-ai-tht.zip

下载sftool

sftool 是一个开源软件,可以在GitHub 上找到它的源码。不过我们现在并不需要关心源码,只需要下载编译好的二进制文件即可。
我们可以在Release 页面中找到最新版本的sftool,其中最靠前的版本并且有着Latest绿色标签的就是最新版本。例如我现在的最新版本上0.1.5,看起来是这样的:
接下来我们需要选择合适的版本。我们需要根据自己的操作系统和CPU架构来选择合适的版本。sftool支持Linux、Windows和MacOS等操作系统,支持x86_64和aarch64等CPU架构。例如我们是Windows 64bit操作系统,我们就应该选择 sftool-0.1.5-x86_64-pc-windows-msvc.zip这个版本,同样的,如果是Windows 32bit的版本,我们就应该选择sftool-0.1.5-i686-pc-windows-msvc.zip这个文件镜像下载。特别的,如果您找不到您系统的文件,那可能需要点击一下Show all assets按钮。
下载完成之后,我们需要解压这个文件,解压之后我们会得到一个命令行工具,在windows上它的后缀是.exe(sftool.exe),在Linux和MacOS上没有后缀(sftool)。需要注意的是,windows的资源管理器可能会忽略文件的后缀名,因此看起来可能也是sftool
对于中国大陆地区用户,可以无法访问Github,因此可使用国内镜像加速链接。例如原链接为:https://github.com/OpenSiFli/sftool/releases/download/0.1.5/sftool-0.1.5-x86_64-pc-windows-msvc.zip,那么我们就将github.com替换为downloads.sifli.com/github_assets,变成https://downloads.sifli.com/github_assets/OpenSiFli/sftool/releases/download/0.1.5/sftool-0.1.5-x86_64-pc-windows-msvc.zip,就可以加速下载了。

sftool 命令格式及使用方法

sftool是一个命令行工具,它有一套自己的命令格式,一般的命令规则如下:
 
sftool [选项] [选项值] [命令] [命令选项]
 
全局选项
  • -c, --chip : 目标芯片类型 (目前支持SF32LB52)
  • -m, --memory : 存储类型 [nor, nand, sd] (默认: nor)
  • -p, --port : 串行端口设备路径
  • -b, --baud : 闪存/读取时使用的串口波特率 (默认: 1000000)
  • --before : 连接芯片前的操作 [no_reset, soft_reset] (默认: no_reset)
  • --after : 工具完成后的操作 [no_reset, soft_reset] (默认: soft_reset)
  • --connect-attempts : 连接尝试次数,负数或0表示无限次 (默认: 7)
  • --compat : 兼容模式,如果经常出现超时错误或下载后校验失败,则应打开此选项。
写入闪存命令
 
# Linux/Macsftool -c SF32LB52 -p /dev/ttyUSB0 write_flash [选项] <文件@地址>...# Windowssftool -c SF32LB52 -p COM9 write_flash [选项] <文件@地址>...
 
写入闪存选项
  • --verify: 验证刚写入的闪存数据
  • -u, --no-compress: 传输期间禁用数据压缩
  • -e, --erase-all: 在编程前擦除所有闪存区域(不仅仅是写入区域)
  • <文件@地址>: 二进制文件及其目标地址,如果文件格式包含地址信息,@地址部分是可选的
示例
Linux/Mac:
 
# 写入单个文件到闪存sftool -c SF32LB52 -p /dev/ttyUSB0 write_flash app.bin@0x12020000# 写入多个文件到不同地址sftool -c SF32LB52 -p /dev/ttyUSB0 write_flash bootloader.bin@0x12010000 app.bin@0x12020000 ftab.bin@0x12000000# 写入并验证sftool -c SF32LB52 -p /dev/ttyUSB0 write_flash --verify app.bin@0x12020000# 写入前擦除所有闪存sftool -c SF32LB52 -p /dev/ttyUSB0 write_flash -e app.bin@0x12020000
 
Windows:
 
# 写入多个文件到不同地址sftool -c SF32LB52 -p COM10 write_flash bootloader.bin@0x12010000 app.bin@0x12020000 ftab.bin@0x12000000# 其它同上
 

烧录固件

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。
 
./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
 
bootloader.binER_IROM2.binER_IROM3.binER_IROM1.binftab.bin是你下载的固件文件名,建议使用绝对路径引用,如果路径中出现中文或者空格请用"将路径括起来。 其中COM3是你连接开发板的串口号,可能会有所不同,请根据实际情况修改。 可以打开设备管理器查看对应串口号:'COM'后面接着的数字就是串口号
没有意外的话,烧录完成之后会自动重启运行,屏幕应该被点亮。

蓝牙使用注意事项

在连接板子设备之前,请打开手机的蓝牙网络共享功能!!!

开始使用

正确烧录固件后,开发板初始化界面如下:
 

激活设备

烧录固件之后,确保蓝牙共享网络已打开,这时,手机就可以连接蓝牙 sifli-pan 设备了。
⚠ 注意:一般情况下,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不会显示),我们可以以此确定是否成功开启蓝牙网络共享
⚠ 连接上sifli-pan设备后,开发板会有连接画面提示,此时按下对话按键(参考对应硬件支持查看对话按键),xiaozhi则会提示需要登录到控制面板,填设备码。
⚠ 这个时候,打开浏览器,输入网址:https://xiaozhi.me。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,登录。
新建智能体填写,最后添加设备码。
这个时候拔掉开发板上的数据线再接入就可以正常使用了

 

*4、BOM清单


淘宝

序号
器件名称
型号参数
购买链接
数量
1
显示模块
1.69寸 TFT 屏幕
1
2
锂电池 至少500毫安 都可以
1
3
喇叭
30B01腔体喇叭圆形8欧2瓦30MM
1

还需要M3螺丝4可个,长约5cm

*5、大赛LOGO验证


 

 

 

 

 

 

 

复刻教程:

购买的话建议去淘宝价格根据优惠

 

因为不可预测的原因所以外接电池

 

 

 

收到所有物料后请按下图组装

 

 

视频会在后期出

 

 

* 6、演示您的项目并录制成视频上传


 

 

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

3D模型

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暂无数据

附件

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立创电赛:小智桌面B站助手.mp4
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克隆工程
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