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。

模组与其他电路模块的连接情况

暂时无法在飞书文档外展示此内容

音频功放部分

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。

关于该电路每一个器件为什么这么放，是参考手册中的典型应用电路。其数据手册上的典型应用电路如下：

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

模组的引脚复用表

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。

注：请前往嘉立创EDA 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。

*5、软件部分

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：

sftool: 用于SF32系列SoC芯片的烧录
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.bin、ER_IROM2.bin、ER_IROM3.bin、ER_IROM1.bin 和ftab.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。
开发板对应固件：小汤圆直插版（立创训练营）: sf32lb52-xty-ai-tht.zip

烧录固件

./sftool.exe -p COM3 -c SF32LB52 write_flash bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM3.bin@0x12268000 ER_IROM1.bin@0x12020000

*6、BOM清单

序号	器件类型	器件参数	数量	商城器件编号
1	插件电阻	10kΩ	9	C2903232
2	瓷片电容	10nF	1	C2832505
3	瓷片电容	100nF	2	C254085
4	铝电解电容	1uF	2	C62934
5	铝电解电容	22uF	1	C43346
6	主控	LC-OPEN-SF32LB52-MOD-N16R8	1	C42924267
7	弯插排母	2x5P 2.54mm 排母	1	C2897425
8	麦克风	6x5mm-36db MIC麦克风	1	C233939
9	喇叭接口	2P 3.81mm	1	C2826458
10	滑动开关	SK12D07VG5	1	C431548
11	按键	ZX-QC66-8.5CJ	2	C7470133
12	插件LED灯	5mm圆形灯头绿色	1	C2895548
13	音频功放芯片	LM4871N	1	C47089163
14	电池盒	BH-123A-A1CJ002	1	C5290177
15	DIP-8芯片座	DIP-8芯片座	1	C72124