#第十届立创电赛#桌面对话机

核心特性

🧠 强大主控: 核心采用 SF32LB52 微控制器，提供充足的算力与丰富的接口支持复杂应用。

🎤🎧 高清音讯: 集成专业音频编解码器，支持回声消除（AEC）和噪声抑制（ANS），保证清晰通话质量。

🤖 AI 就绪: 专为接入大语言模型设计，可轻松对接 DeepSeek 、Qwen3、豆包等模型，实现自然流畅的对话。

📶 灵活连接: 支持手机蓝牙共享，确保稳定可靠的连接。

硬件设计

核心主控：立创SF32LB52模组

1. 本项目核心采用立创·开源SF32LB52模组，其特性如下：
2. 内核架构: 高性能 32 位 RISC-V 内核
3. 工作频率: 高达 240MHz
4. 存储资源: 集成 8MB PSRAM 和 16MB Flash，无需外扩存储即可运行复杂应用
5. 无线连接: 支持 Bluetooth LE 和经典蓝牙双模式
6. 功耗表现:
7. BLE 连接功耗（1秒间隔）：仅 7μA
8. 经典蓝牙连接功耗（1秒间隔）：仅 10μA
9. BLE + 经典蓝牙双连接：功耗比同类产品单BT连接降低 60%
10. 带屏连接工作功耗：约 30mA
11. 网络特性: 支持 BT PAN 功能，可直接通过手机网络上网，比 Wi-Fi 更加省电
12. 电源设计: 支持锂电池直接供电，电压范围 3.7V~4.7V（特别注意：不支持 3.3V 或 5V 直接供电）
    重要提示: 模组的 VDD33_VOUT2 是由软件控制输出的 3.3V 电源，只有在芯片正常启动后才有输出，不能作为外部电路的主电源。

电源设计

1. 供电方案: 采用单节锂电池直接供电（3.7V-4.2V），直接连接模组的 VSYS 引脚
2. 电压范围: 严格控制在 3.7V~4.7V 范围内（不兼容 3.3V 或 5V 供电）
3. 电源管理: 充分利用 SF32LB52 模组的低功耗特性，支持多种睡眠模式

音频模块

1. 功放芯片: 采用 LM4871 单声道 AB 类音频功率放大器
2. 输出功率: 3W
3. 工作电压: 1.9V-5.5V（完美匹配锂电池电压范围）
4. 高效率、低失真设计
5. 麦克风: 使用驻极体话筒（ECM）
6. 工作原理: 基于可振动极板（振膜）与固定背极板组成的电容变化
7. 高灵敏度、低噪声设计

显示模块

1. 屏幕型号: 金逸晨 1.69寸 TFT 液晶屏
2. 分辨率: 240×280 像素
3. 控制器: ST7789
4. 接口: SPI 串行接口
5. 供电: 3.3V（由模组的 VDD33_VOUT2 提供）
6. 特点: 圆角设计，SPI 彩屏，适合嵌入式应用
7. 优化建议: 屏幕通信可使用主控的硬件 SPI 外设，实现更高的通信速率和更快的屏幕刷新率。但需注意硬件 SPI 需要选择特定的引脚。

交互与控制

1. U2 按键 (PA34_KEY):
2. 功能: 唤醒键 + 语音输入键
3. 短按: 唤醒主控从低功耗睡眠状态
4. 长按: 启动语音输入功能
5. U1 按键:
6. 功能: 预留备用，可根据需要自定义功能（如静音、挂断等）
7. 其他交互: 可通过触摸屏实现图形化交互

硬件系统架构

电源分配结构图

电源特性说明

• 主供电路径: 锂电池 → SF32LB52主模组(VSYS) → 各功能单元
• 次级供电路径: 主模组 → VDD33_VOUT2(3.3V) → 屏幕/麦克风等外设
• 直接供电设备: LM4871音频功放和按键电路直接由锂电池供电
• 受控电源: VDD33_VOUT2只有在主控正常工作后才会输出

电源管理特性

信号流图

语音输入ai响应流程:
麦克风 → 音频ADC → I2S接口 → SF32LB52主控 → 蓝牙/Wi-Fi → 云端AI → 返回文本 → TTS合成 → I2S接口 → 音频DAC → LM4871功放 → 扬声器

显示控制流程:
SF32LB52主控 → 硬件SPI → ST7789控制器 → TFT液晶屏

用户交互流程:
物理按键 → GPIO中断 → 主控处理 → 相应功能执行

网络连接流程:
SF32LB52蓝牙 → 手机网络(BT PAN) → 互联网 → AI云服务

设计注意事项

1. 供电电压: 必须确保供电电压在 3.7V~4.7V 范围内，过高或过低都可能损坏模组
2. 3.3V 电源: 模组的 VDD33_VOUT2 是受控输出，不能作为其他电路的上电初始电源
3. SPI 配置: 如需使用硬件 SPI 获得更高刷新率，需要仔细选择符合硬件SPI功能的引脚
4. 音频设计: 注意音频信号的布线，避免数字信号对模拟音频的干扰

焊接注意事项

SF32LB52 模组焊接：

1. 使用热风枪焊接时，温度不宜超过 250°C，风速适中
2. 建议使用焊锡膏和预热台，避免局部过热损坏模组
3. 焊接时间控制在 20-30 秒内，避免长时间高温
4. 焊接完成后检查是否有连锡、虚焊现象
5. 其他元器件焊接：
6. 液晶屏连接器需要使用低温焊锡，温度不超过 220°C
7. 驻极体麦克风对高温敏感，焊接时间要短（<3秒）
8. LM4871 功放芯片底部有散热焊盘，需要充分加热确保焊接牢固

电源注意事项

绝对禁止的供电方式：

❌ 严禁使用 5V 电源直接供电（会立即损坏模组）

❌ 严禁使用 3.3V 电源直接供电（无法正常工作）

❌ 严禁反向供电（注意电池正负极连接）

正确的供电方式：

✅ 单节锂电池供电（标称电压 3.7V，满电 4.2V）

✅ 使用稳压电源时，严格将电压设置在 3.7V-4.2V 范围内

✅ 首次上电前，使用万用表确认供电电压

3.3V 电源注意事项

1. VDD33_VOUT2 是输出引脚，不是输入引脚
2. 外部设备不能依赖此脚作为上电初始电源
3. 屏幕和其他 3.3V 设备必须由此引脚供电，不能直接接电池
4. 此引脚最大输出电流有限（参考数据手册），不能驱动大功率设备

组装与调试注意事项

组装顺序建议：

1. 首先焊接电源电路和SF32LB52模组
2. 上电测试模组基本功能（使用稳压电源）
3. 焊接音频电路并测试
4. 焊接屏幕和按键
5. 最后安装锂电池

调试建议

• 准备USB转串口，用于下载或查看调试信息
• 首次上电时串口输出是重要的诊断信息
• 如果设备无法启动，首先检查供电电压和电流
• 使用逻辑分析仪检查SPI通信是否正常

3D外壳建议
预留空间大一点，包括但不限于电池盒和电池的高度，屏幕的大小

常见问题排查

设备无法启动：

1. 检查电池电压是否在 3.7V-4.2V 范围内
2. 检查电池连接极性是否正确
3. 检查是否有短路或焊接问题
   屏幕不显示：
4. 检查屏幕是否由 VDD33_VOUT2 供电
5. 检查SPI引脚连接是否正确
6. 确认固件中屏幕初始化代码正确
   音频问题：
7. 检查麦克风偏置电压是否正常
8. 确认功放芯片的shutdown引脚电平正确
9. 检查扬声器连接是否牢固

安全注意事项

1. 焊接时确保良好的通风环境
2. 使用防静电手环，避免静电损坏元器件
3. 锂电池充放电需要在防火环境下进行
4. 不要将设备长时间置于高温环境

实物图

对话调试

在xiaozhi.me上面进行配置