#第六届立创电赛#语音识别+实时时钟+智能夜灯+音乐频谱 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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. 音乐频谱：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DS1338Z：chrome-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/