#第十届立创电赛#SF32LB52小智AI盒子【黄山派Lite】

参考项目：
【立创·黄山派】SF32LB52开发板 @立创开发板
 SF32LB52X 开发板 @Azunya
【 Monica】DIY手表~ @Forairaaaaa

视频演示：https://www.bilibili.com/video/BV1K2YAzsEZ9

版本信息：

3D外壳：

20250903-v1.0 第一版

PCB:

20250820-v1.0 第一版

一、项目简介

基于【SF32LB52-MOD-1】的小智AI盒子，搭载

九轴IMU传感器 BMI270 BMM150
环境温湿度气压检测 SHT40-AD1B BMP280
麦克风&功放 LMA2718T381-OC3 AW8010AFCR
AMOLED屏幕 SH8601+CHSC5816 1.78寸 368*448
USB&调试 CH334P CH340X
TF卡
震动马达

可烧录xiaozhi-sf32作为AI对话智能体，也可作为SF32LB52开发板

尺寸迷你，长宽仅33.77*41.25mm，厚度取决于电池及喇叭，本人选用602931电池&2015侧发声喇叭，总厚度约19mm

由于没有屏幕尺寸信息，手工测量不准，略有瑕疵，暂时没有时间修改模型

模型.png

二、硬件介绍

1. SF32LB52核心

引脚分配如图，全部IO均使用，PA22 PA23为32.768Khz晶振引脚，U1.2中为MPI引脚，连接模组上Flash

接PA34一个外部下拉的按键，作为功能按键及复位按键

PA32 PA33作为环境传感器I2C接口，并通过排母引出，可以扩展I2C设备（计划扩展海曼32x32热成像/机器狗等）

2. 供电

供电方案.png

选用DS6521BFD33 4.35V充电芯片，不带路径管理，如需4.2V可直接替换为DS6521AFD33

充电截止电流 $I_{MIN} = \frac{605}{R8} ≈ 50mA$
快速充电电流 $I_{SET} = \frac{924.7}{R7}+0.92\times I_{MIN} ≈ 0.97A$

LDO选用（功耗低电流满足要求）
DS8561-33D4（Im=600mA、Iq=2uA、Isd=0.1uA、PSRR=75dB @1KHz）
SUL6018D4-33（Im=350mA、Iq=1.3uA、Isd=0.08uA、PSRR=85dB @1KHz）

PA30 PA44 分别为 LDO U32 U29 使能，并通过共阴肖特基二极管连接至 Switch U31 使能，节省一个IO
PA09 PA20 分别为Amoled电源芯片使能和音频功放使能

3. DEBUG & USB

UART1连接CH340X，USB与CH340X再连接至CH334P，可同时使用USB与串口，使用LDO U28供电

CH334P XI接地 XO悬空配置为免晶振模式，减少空间占用

CH340X 的 RTS#连接 Switch U30 使能，用于自动下载

PA27 作为 VBUSDET Type-C 插入检测

4.外设

LCDC：QSPI AMOLED【LDO U32 供电】
SPI：TF Card(SPI1)【LDO U32 供电】、A+G+M sensor(SPI2)【LDO U29 供电】
I2C：Touch(I2C1)【LDO U32 供电】、Env sensor(I2C2)【LDO U29 供电】
Analog MIC & DAC output【VBAT 供电】
PWM: Vibrator【VDD3V3_OUT 供电】
USB & USART1
Key

4.1 QSPI AMOLED & Touch

屏幕从咸鱼购买，1.78寸 AMOLED，SH8601 驱动，CHSC5816触摸，分辨率 368*448，外围精简

4.2 TF Card

使用小体积自弹式卡座，易于布局与插拔，加有ESD保护（注意信号线选用低容的）

4.3 Sensor

压力传感器、温湿度传感器、地磁传感器、加速度+陀螺仪传感器

4.4 MEMS MIC

容阻参考黄山派

4.5 音频功放

选用容阻： $Rin = 32.4k\Omega ，Cin = 22nF$
放大倍数： $Gain = \frac{2\times 150k\Omega}{Rin} \approx 9.26$
截止频率： $f_c = \frac{1}{(2π\times Rin\times Cin)} ≈ 223.28 Hz$

SHUTDOWN脚内部下拉，无需外部下拉电阻

实际输出并未使用电感和电容，仅0欧电阻短接，效果还可以
在单独使用type-C供电，不接电池时，如音量大于10会重启，可能是电流过大了

4.6 Motor

参考黄山派

5.PCB

尺寸：37.5*30mm
层数：4层
厚度：1mm
层压结构：JLC04101H-3313
层压顺序：顶层 GND POWER 底层

第一次画四层板，尽量保证了信号线的完整地平面

三、软件

1. 创建板子

供电与外设与黄山派类似，复制【sf32lb52-lchspi-ulp】与【sf32lb52-lchspi-ulp_base】到新的板子，这里命名为【sf32lb52-lchspi-lite】

1.1 SConscript

修改depend

1.2 bsp_pinmux.c

修改引脚配置

1.3 其他

bsp_lcd_tp.c 修改引脚配置及开关机供电控制
Kconfig.board 修改引脚宏定义
board.conf 修改板子配置
link.lds & ptab.json 对于小智，需要把【projects】中的【sf32lb52-lchspi-ulp_hcpu】复制一份，重命名为【sf32lb52-lchspi-lite_hcpu】

2.添加屏幕驱动

~~屏本身支持QSPI，但是STM32F103只有SPI，就直接用SPI点了，QSPI的后续写一下（SDK本身有SH8601驱动，但是没成功）~~

QSPI驱动已更，仅将SPI驱动中的三个函数LCD_WriteMultiplePixels、LCD_WriteReg及LCD_ReadData修改了一下~

2.1 Kconfig.proj

参考【Kconfig_lcd】添加自己的屏幕配置，并在menuconfig中选用该屏幕

2.2 peripherals

复制一份其他屏幕的驱动，【SConscript】修改depend

修改LCD_Init函数中的初始化命令

根据SH8601 QSPI 1-Write时序

修改LCD_WriteMultiplePixels、LCD_WriteReg及LCD_ReadData

LCD_ReadID函数根据需要修改，如果return的ID与末尾添加驱动的ID不同会无法工作

四、制作

1. 打板

打板选择4层板，层压结构JLC04101H-3313，文件已有层压顺序

2. 物料购买

BOM中除音频功放输出的磁珠与电容不用买，磁珠使用0R电阻短接，其他均可直接购买

如要使用替代料，需注意RCLAMP0582N不要使用静芯的同名ESD

其余未在BOM上的物料：

2015 侧发声喇叭
扁平1020 振动马达
1.78寸 AMOLED屏幕（咸鱼）
602931电池需在淘宝购买，根据电池电压选择充电芯片DS6521BFD33、DS6521AFD33

3. 焊接

没有太需要注意的，因为确实有点难焊，AW8010要自备锡珠，0.2/0.25mm直径
先正面、再背面，供电部分先焊，传感器后焊

如只需要小智功能，可以少焊很多东西，具体参考原理图

4. 3D打印

建议买到屏幕后微调一下模型

5. 组装

天线侧的孔本用于安装，后来发现穿电池线比较合适（

电池放底部，振动马达粘在VIB D10的圈中，喇叭焊好后放在天线侧

最后把模型边缘点E-8000胶水，屏幕盖上去，压紧晾干

6. 烧录

firmware.zip中提供了现成的固件，带有硬件复位，使用sftool可直接烧录

./sftool.exe -p COM[NUM] -c SF32LB52 write_flash bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM3.bin@0x12268000 ER_IROM1.bin@0x12020000

亦可下载sf32lb52-lchspi-lite.zip与sh8601_spi.zip添加到xiaozhi工程中自行编译