#第十届立创电赛#基于SF32LB52的小智AI

* 1、项目功能介绍

基于 立创·开源SF32LB52模组， 实现了成本低廉的实时语音交互体验，该项目旨在为创客、学生、开发者提供一个方便学习和复刻的入门级AI语音交互方案。

立创开源蓝牙模组 制作的简易小智AI 对话机器人，实现AI实时语音对话。通过互联网连上小智机器人的服务器，实现了一个有语音和显示的聊天机器人，互联网底层基于蓝牙PAN协议。

能接入Deepseek，能够听懂你的情绪，能交流聊天，也能分享你的快乐。

*2、项目属性

硬件全开源，在硬件上，除主控芯片外，基本全插件，方便焊接入门与练习。

主控采用的是 立创·开源SF32LB52模组，LC-OPEN-SF32LB52-MOD-N16R8，特点是使用手机的蓝牙 分享网络，让小智上网。

#蓝牙PAN联网

#采用 OPUS 音频编解码

#基于流式 ASR + LLM + TTS 架构的语音交互

#电量显示与电源管理

#通过设备端 MCP 实现设备控制（音量、灯光、电机、GPIO 等）

#支持关键词唤醒（你好小智）

#支持AEC以支持实时对话

项目设计教程：https://lceda002.feishu.cn/wiki/B2LLwyC7binHuJkkHGMce03wnWf?fromScene=spaceOverview

项目开源资料： https://wiki.lckfb.com/zh-hans/hspi-sf32lb52/lckfb-open-sf32lb52-mod/chip-description.html

B站教学视频 ： https://www.bilibili.com/video/BV1tzbJzbEt5?spm_id_from=333.788.videopod.sections&vd_source=cf4932a6e0053f5eed5ebe391d1fa817

* 3、开源协议

开源协议：Public Domain

*4、硬件部分

焊接完成的实物：

硬件电路分析：

主控部分：

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。

 

电池和开关部分：

BAT 是一个电池盒，可以容纳一节 CR123A 电池。故要供电的话，需要使用小型柱形电池 CR123A 进行供电。

CR123A型号3.7V 带 TYPE-C充电口的34x16.5mm 锂电池，此电池需要另外购买。

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。

 

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。

 

LED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。

 

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。

 

屏幕部分：

此屏幕需要另外购买的，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

串口下载部分：

 

模组的下载是通过串口进行下载，。

此串口下载器 CH340 USB转TTL串口模块 需要另外购买的。

使用TTL CH340连接串口分别是：

下载器的 rx，tx，gnd，连接串口的   tx，rx，gnd。

使用烧录软件sftool_1.0.1_windows进行烧录。

 

音频与功放部分：

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。

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。

提示，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。

 

硬件部分基本都可在立创商城中购买到，项目还需要另外购买的元件包括：

① CR123A 电池1节。CR123A型号3.7V 带 TYPE-C充电口的34x16.5mm 锂电池。

②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， 屏幕为8针脚。

③喇叭采用 椭圆形喇叭，3020-8R2W，尺寸大小：20×30×5.5mm，产品阻抗8±15%欧，功率2W，接线端子红黑线。

④串口下载器 CH340 USB转TTL串口模块

注意：芯片LC-OPEN-SF32LB52-MOD-N16R8，背面的18个触点可以不用焊接，不焊也能正常工作（连焊会导致无法使用）。

焊接完之后厚度尺寸可以看这个图，电池盒厚度15MM，PCB到屏幕距离9.5MM

*5、软件部分

小智AI的软件烧录大家可以借鉴， 版主knyin ，分享的文章：#第十届立创电赛#小智AI助手烧录教程。

https://oshwhub.com/article/the-10th-lichuang-electric-contest-xiao-zhi-ai-assistant-burning-tutorial

注意： 模组出厂已有固件，成功上电后LED会亮起！ 请烧录之前，用万用表测量VSYS/BAT电压， 必须【大于3.7V】 并且 【小于4.7V】，否则无法烧录！

   如果没有电压，说明焊接存在问题，电路不通，需要检查元件的焊接情况。

使用TTL CH340连接串口分别是：

下载器的 rx，tx，gnd，连接串口的   tx，rx，gnd。

使用烧录软件sftool_1.0.1_windows进行烧录。

*6、BOM清单

*7、大赛LOGO验证

* 8、演示您的项目并录制成视频上传

视频一：立创电赛：《基于SF32LB52的小智AI》-部件与装配

https://www.bilibili.com/video/BV1b7axzUEp7/?vd_source=cf4932a6e0053f5eed5ebe391d1fa817

视频二：立创电赛：《基于SF32LB52的小智AI》-功能演示

https://www.bilibili.com/video/BV1M7axzSEeS/?vd_source=cf4932a6e0053f5eed5ebe391d1fa817