#第六届立创电赛#语音识别+实时时钟+智能夜灯+音乐频谱

简介:本项目为WS2816B全彩RGB点阵显示和启英泰伦1102芯片,实现语音控制:实时时钟、温湿度、智能夜灯、FFT音乐频谱功能。

开源协议: GPL 3.0

发布时间:2021-07-12 20:30:32
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描述

描述

 

本项目为WS2816B全彩RGB点阵显示和启英泰伦1102芯片,实现语音控制:实时时钟、温湿度、智能夜灯、FFT音乐频谱功能。

 

展示

 

 

 

 

Layout

 

 

 

注:1.点阵屏器件太多,标准版EDA不能满足设计,就放到专业版EDA上了。

    2.采用华彩微WS2816B,全彩LED。

    3.【还有点小问题,未解决。不建议克隆,等我考完研解决。

 

 

 

项目说明

 

本项目以学习为目的RGB的全彩点阵显示控制实现以前脑海中闪现过各种demo。

 

1.采用启英泰伦1102芯片作为主控,我直接买的CI-C22GS02S(1122标准贴片板);

 

2.这块核心板相对成本比较低12块左右,但是核心板的开放使用IO实在太少了;

 

3.1122作为主控有3个PWM口、2个串口UART1(复用一个IIC)和UART0;

 

4.核心板集成了4W的功放电路和MIC电路,直接接4Ω扬声器和拾音驻极体。

 

5.FFT音乐频谱输入采样需要ADC,启英泰伦1102模块未引出ADC口,

 

直接把模组的1.2V采样口断开,飞线到这个ADC采样口上(如下图处理)。

 

 

功能说明

 

想完成功能:[实时时钟、温湿度]+[语音控制夜灯]+[FFT音乐频谱],三种功能模式可语音控制切换。点阵显示亮度自动调节。

 

1. 语音识别:支持自定义200本地语音识别离线命令词。

 

2. 实时时钟:美信的实时时钟芯片,地址和数据通过IIC接口传输;

 

             全二进制编码的十进制(BCD)时钟/日历,

 

             少于31天的日期月末自动调整,包括对闰年的修正,时钟以24h/12h形式运行AM/PM等。

 

3. 温湿度  :瑞士盛思锐SHTC3,地址和数据通过IIC接口传输;

 

             可以测0到100%的相对湿度以及-40℃至125 ℃温度,典型测量精度±2%相对湿度和±0.2

 

4. 智能夜灯:WS2816B点阵屏,通过语音唤醒可由图案形状暖暗光实现(如皮卡丘之类图案)。

 

5. 音乐频:FFT音乐频谱,是一种DFT的高效算法也称快速傅里叶变换。

 

            信号来源驻极体麦克风送入运放端信号放大,通过二阶压控式低通滤波器,截止频率在5KHz左右,

 

            得到的信号AD_IN送入1122芯片采集。

 

            说明:1122底板没有引出来ADC接口,我打算把核心板1.2V电压检测采样口断开,飞音频采样信号上去。

 

6.点阵屏光度调节:光敏配合当前时间一起判断白天或者晚上,调节显示灯的颜色和亮度。

 

7.信息设置:德州仪器TCA6416A低电压16位IIC的I/O扩展4个按键,设置时间等信息。

 

参考文献

 

FFT原理:https://baike.baidu.com/item/FFT原理/8966333?fr=aladdin

 

频案例分享

 

音乐频谱1:https://b23.tv/v0mUMc

 

音乐频谱2:https://b23.tv/9xu4mu

 

Datasheet

 

1.TCA6416AI/O扩展chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tca6416a.pdf?ts=1627230707573&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTCA6416A

 

2.WS2816B全彩RGB灯:chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20201203/C965560_4327CBF80C89A1F38DD325CAD8F2A045.pdf?Expires=4070880000&OSSAccessKeyId=LTAIJDIkh7KmGS1H&Signature=o8JY6%2BFiwY2Aj3DBq%2FAAKt%2B8M2A%3D&response-content-disposition=attachment%3Bfilename%3DC965560_RGB%25E5%2585%2589%25E6%25BA%2590_2020-12-03.PDF

 

 

3.温湿度SHTC3:chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20180702/C194656_6AF040A2C7857A0088E910E1F6414815.pdf?Expires=4070880000&OSSAccessKeyId=LTAIJDIkh7KmGS1H&Signature=ZFRW98W66NKufwL2LU%2FYtrlj4IM%3D&response-content-disposition=attachment%3Bfilename%3DC194656_SHTC3_2018-07-02.PDF

 

4.美信实时时钟DS1338Zchrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20190626/C400144_27BCF4DE49A648ABC31194783BE3D5C1.pdf?Expires=4070880000&OSSAccessKeyId=LTAIJDIkh7KmGS1H&Signature=HIVSyHR8mA%2FwYHV7H79E7%2FmAvBk%3D&response-content-disposition=attachment%3Bfilename%3DC400144_DS1338Z-33_2019-06-26.PDF

 

5.德州仪器NE5532:chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/https://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/ne5532a.pdf?ts=1627231237466&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com.cn%252Fproduct%252Fcn%252FNE5532A

 

6.仪启英泰伦1122:https://document.chipintelli.com/%E7%A1%AC%E4%BB%B6%E5%BC%80%E5%8F%91/%E8%8A%AF%E7%89%87%E6%95%B0%E6%8D%AE%E6%89%8B%E5%86%8C/CI1102%E8%8A%AF%E7%89%87%E6%95%B0%E6%8D%AE%E6%89%8B%E5%86%8C/%E8%8A%AF%E7%89%87%E6%A6%82%E8%BF%B0/

 

 

 

 

 

 

设计图

语音控制的时钟夜灯

在编辑器中打开

RGB点阵(32X16)

在编辑器中打开
ID Name Designator Footprint Quantity
1 100nF C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C10,C11,C12,C13,C14,C15,C16,C19,C31,C34,C35,C36,C38,C40,C41,C42,C43,C44,C45,C46,C47,C48,C49,C50,C51 R0603 34
2 1uF C17,C18,C24,C28,C29,C30 R0603 6
3 12.5pf C20,C21 R0603 2
4 10nF C22,C25,C26 R0603 3
5 220mF C23 CAP-TH_DMS3R3224 1
6 10uF C27 R0603 1
7 10uF C32,C33,C37,C39 CAP-SMD_L3.2-W1.6-R-RD 4
8 CESD5V0D1 D2 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 1
9 CESD12VD5 D3 SOD-523_L1.2-W0.8-LS1.6-RD 1
10 ZMM3V3 D4 LL-34_L3.5-W1.5-RD 1
11 1812L200/12DR F1 R1812 1
12 HDR-F-2.54_1x2 H1 HDR-F-2.54_1X2 1
13 HDR-F-2.54_1x3 H2,H3 HDR-F-2.54_1X3 2
14 L1 L0603 1
15 WS2816B-2121 LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6,LED7,LED8,LED9,LED10,LED11,LED12,LED13,LED14,LED15,LED16,LED17,LED18,LED19,LED20,LED21,LED22,LED23,LED24,LED25,LED26,LED27,LED28,LED29,LED30,LED31,LED32,LED33,LED34,LED35,LED36,LED37,LED38,LED39,LED40,LED41,LED42,LED43,LED44,LED45,LED46,LED47,LED48,LED49,LED50,LED51,LED52,LED53,LED54,LED55,LED56,LED57,LED58,LED59,LED60,LED61,LED62,LED63,LED64,LED65,LED66,LED67,LED68,LED69,LED70,LED71,LED72,LED73,LED74,LED75,LED76,LED77,LED78,LED79,LED80,LED81,LED82,LED83,LED84,LED85,LED86,LED87,LED88,LED89,LED90,LED91,LED92,LED93,LED94,LED95,LED96,LED97,LED98,LED99,LED100,LED101,LED102,LED103,LED104,LED105,LED106,LED107,LED108,LED109,LED110,LED111,LED112,LED113,LED114,LED115,LED116,LED117,LED118,LED119,LED120,LED121,LED122,LED123,LED124,LED125,LED126,LED127,LED128,LED129,LED130,LED131,LED132,LED133,LED134,LED135,LED136,LED137,LED138,LED139,LED140,LED141,LED142,LED143,LED144,LED145,LED146,LED147,LED148,LED149,LED150,LED151,LED152,LED153,LED154,LED155,LED156,LED157,LED158,LED159,LED160,LED161,LED162,LED163,LED164,LED165,LED166,LED167,LED168,LED169,LED170,LED171,LED172,LED173,LED174,LED175,LED176,LED177,LED178,LED179,LED180,LED181,LED182,LED183,LED184,LED185,LED186,LED187,LED188,LED189,LED190,LED191,LED192,LED193,LED194,LED195,LED196,LED197,LED198,LED199,LED200,LED201,LED202,LED203,LED204,LED205,LED206,LED207,LED208,LED209,LED210,LED211,LED212,LED213,LED214,LED215,LED216,LED217,LED218,LED219,LED220,LED221,LED222,LED223,LED224,LED225,LED226,LED227,LED228,LED229,LED230,LED231,LED232,LED233,LED234,LED235,LED236,LED237,LED238,LED239,LED240,LED241,LED242,LED243,LED244,LED245,LED246,LED247,LED248,LED249,LED250,LED251,LED252,LED253,LED254,LED255,LED256,LED257,LED258,LED259,LED260,LED261,LED262,LED263,LED264,LED265,LED266,LED267,LED268,LED269,LED270,LED271,LED272,LED273,LED274,LED275,LED276,LED277,LED278,LED279,LED280,LED281,LED282,LED283,LED284,LED285,LED286,LED287,LED288,LED289,LED290,LED291,LED292,LED293,LED294,LED295,LED296,LED297,LED298,LED299,LED300,LED301,LED302,LED303,LED304,LED305,LED306,LED307,LED308,LED309,LED310,LED311,LED312,LED313,LED314,LED315,LED316,LED317,LED318,LED319,LED320,LED321,LED322,LED323,LED324,LED325,LED326,LED327,LED328,LED329,LED330,LED331,LED332,LED333,LED334,LED335,LED336,LED337,LED338,LED339,LED340,LED341,LED342,LED343,LED344,LED345,LED346,LED347,LED348,LED349,LED350,LED351,LED352,LED353,LED354,LED355,LED356,LED357,LED358,LED359,LED360,LED361,LED362,LED363,LED364,LED365,LED366,LED367,LED368,LED369,LED370,LED371,LED372,LED373,LED374,LED375,LED376,LED377,LED378,LED379,LED380,LED381,LED382,LED383,LED384,LED385,LED386,LED387,LED388,LED389,LED390,LED391,LED392,LED393,LED394,LED395,LED396,LED397,LED398,LED399,LED400,LED401,LED402,LED403,LED404,LED405,LED406,LED407,LED408,LED409,LED410,LED411,LED412,LED413,LED414,LED415,LED416,LED417,LED418,LED419,LED420,LED421,LED422,LED423,LED424,LED425,LED426,LED427,LED428,LED429,LED430,LED431,LED432,LED433,LED434,LED435,LED436,LED437,LED438,LED439,LED440,LED441,LED442,LED443,LED444,LED445,LED446,LED447,LED448,LED449,LED450,LED451,LED452,LED453,LED454,LED455,LED456,LED457,LED458,LED459,LED460,LED461,LED462,LED463,LED464,LED465,LED466,LED467,LED468,LED469,LED470,LED471,LED472,LED473,LED474,LED475,LED476,LED477,LED478,LED479,LED480,LED481,LED482,LED483,LED484,LED485,LED486,LED487,LED488,LED489,LED490,LED491,LED492,LED493,LED494,LED495,LED496,LED497,LED498,LED499,LED500,LED501,LED502,LED503,LED504,LED505,LED506,LED507,LED508,LED509,LED510,LED511,LED512 LED-SMD_6P-L2.2-W2.2-TR 512
16 LTST-C191TGKT LED513,LED514,LED515 LED0603-RD 3
17 GMI4015P-2C-36DB MIC1,MIC2 MIC-TH_BD4.0-P1.40-D0.4-L-FD 2
18 S8050-H Q1,Q3 SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR 2
19 AO3415_C700955 Q2,Q4 SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR 2
20 1k R1,R2,R19 R0603 3
21 50K R3 R0603 1
22 300R R4 R0603 1
23 16R R5 R0603 1
24 4.7k R6,R7,R9,R26,R27,R28,R29 R0603 7
25 100K R8 RES-ADJ-SMD_G43BT 1
26 4.7K R10 R0603 1
27 10k R11,R16,R17,R21,R22,R24,R25,R35,R37,R38 R0603 10
28 0R R12 R0603 1
29 100k R13,R14,R15,R18 R0603 4
30 20k R20,R23,R34,R36,R39 R0603 5
31 5.1k R30,R31 R0603 2
32 GL7516 R32 RES-TH_L7.0-W5.9-P5.00-D0.5 1
33 10K R33 RES-ADJ-SMD_G43AT 1
34 FS3520NS0420-H7.9 SPK1 HDR-F-2.54_1X2 1
35 UK-H0827G15-SP-Y SW1 SW-SMD_UK-H0827G15-SP-Y 1
36 TCD-C2KQR SW2,SW3,SW4,SW5 SW-SMD_TCD-C2KQR 4
37 CI-C22GS02S U1 SMD-17_L20.0-W1.80-CI-C22GS02S 1
38 DS1338Z-33 U2 SOIC-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1
39 NE5532ADR U3 SOIC-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1
40 AT24C02 U4 SOP-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.0-BL 1
41 AMS1084CM-5.0 U5 TO-263-3_L8.6-W10.2-P2.54-LS14.4-TL 1
42 RS2166XC5 U6,U8 SOT-23-5_L3.0-W1.7-P0.95-LS2.8-BR 2
43 SHTC3 U7 SENSORM-SMD_4P-L2.0-W2.0-P1.00 1
44 L78M05ABDT-TR U9 TO-252-2_L6.5-W6.1-P4.58-LS10.0-TL 1
45 TCA6416APWR U10 TSSOP-24_L7.8-W4.4-P0.65-LS6.4-BL 1
46 RS0101YH6 U11 SOT-23-6_L2.9-W1.6-P0.95-LS2.8-BR 1
47 KH-TYPE-C-6P USB1 TYPE-C-SMD_TYPE-C-31-M-16 1
48 32.768KHz X1 OSC-SMD_4P-L5.0-W3.2-BL-SIT8102AI-32 1

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