简约风AI小智

视频链接：

【嘉立创EDA智能硬件挑战赛——简约风AI小智-哔哩哔哩】 https://b23.tv/0EZwPMu

项目简介

本项目是一个颜值较高的AI小智，嘉立创铝型材湖蓝色外壳，金属质感好极了，硬件方案使用的思澈科技的SF32LB52模组，集成程度高，开发资料丰富，还引出了未使用的GPIO，方便后续作为开发板使用。

尺寸便携精致

项目功能

简约风AI小智不仅可以讲笑话，还能放音乐，除了基本的语言交互能力外，还能自主定义知识库，使其变成你的专属智能助手，实现AI实时语音对话。它能够听懂你的情绪，解答你的疑惑，也能分享你的快乐！

原理解析（硬件说明）

本项目由以下部分组成，电源部分、主控部分、音频功放部分、麦克风部分、屏幕显示部分、按键部分等模块构成，本项目主要是通过麦克风接收语音信号并进行处理，通过SF32LB52上部署的AI小智API实现实时交互。

电源电路：

采用TYPE-C-6P接口作为供电接口，在CC1和CC2引脚处加入5.1K下拉电阻，便于不同主机识别和配置。

电池购买链接：
https://so.szlcsc.com/global.html?k=380mah&hot-key=BTA16-600BRG&lcsc_vid=RVFcAV0ET1FcVVVQTwRWAVcCFlNaBl1fFVZYUQBRQVcxVlNQQVZZXlZVQFFcXzsOAxUeFF5JWAIASQYPGQZABAsLWA%3D%3D&spm=sc.hm.hd.ss
380mah3.7V锂电池（可以使用样品券低价白嫖哦）

主控部分

使用立创·开源SF32LB52模组（https://item.szlcsc.com/45024582.html?fromZone=s_s__%2522SF32LB52%2522&spm=sc.gbn.xh3.zy.n&lcsc_vid=FVhfBgZXQ1UKAlJWEQANBgFRFVcKVQBWFVMKVVBXRFcxVlNQQVlbUFJVRVRdXzsOAxUeFF5JWAwLCgYDBU8dHQgFBAJABAsLWA%3D%3D)

该模组的可使用参考立创开发板资料（https://lceda002.feishu.cn/wiki/B2LLwyC7binHuJkkHGMce03wnWf?fromScene=spaceOverview）

本模组是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

音频功放部分

音频功放使用LM4871,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，以BTL桥接方式，在5V电源供电情况下，可以给4Ω负载提供THD小于10%、平均3.0W的输出功率。在关断模式下，电流典型值小于0.5μA。LM4871是为提供足功率、高保真音频输出而专门设计的，它仅需少量的外围器件，输出不需要外接耦合电容或上举电容，非常适合移动电话及各种移动设备等使用低电压、低功耗应用方案上使用。

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，R9 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。R9 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，C3 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

屏幕显示使用的是 1.69寸TFT屏幕（https://item.taobao.com/item.htm?id=822703611119&mi_id=0000ghhe2vuD8qHkJuHFGFqtCs64vIteWReMar6ZpNZGH8g&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itemtitle.1.6c942e8dWengGI）

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。

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。

可以使用USB_TTL串口模块，连接方式如下：
连接地线（GND）：将USB转TTL模块的地线（GND）引脚连接到目标设备的地线（GND）引脚；
将USB转TTL模块的发送（TX）引脚连接到目标设备的接收（RX）引脚；
将USB转TTL模块的接收（RX）引脚连接到目标设备的发送（TX）引脚；
烧录时USB转TTL模块的电源来自电脑USB口，模组的电源来自电池。

软件代码

附件代码说明

sf32lb52-xty-ai-tht文件夹中包括sftool下载工具和固件

烧录固件说明

1.下载附件中的sf32lb52-xty-ai-tht压缩包（建议小白直接下载到C盘），并解压，解压后包括以下文件：

2.复制自己解压后文件的文件路径，即1步骤图片上方的路径，该路径下应包括sftool下载工具和固件；

3.进入“终端”输入命令：cd 文件路径，例如：cd C:\project\小智\sf32lb52-xty-ai-tht-1.3.5\sf32lb52-xty-ai-tht（红色部分请自行替换为自己的文件路径，注意cd后面有一个空格）

4.接通小智电源（打开开关，使用电池供电），连接CH340模块，将CH340模块的TX,RX,GND与板子上的烧录引脚连接好（注意模块上的TX需要连接板子上的RX，模块上的RX需要连接板子上的TX），连接好后将ch340接在电脑上，此时打开电脑设备管理器即可看到串口名称（如COM3）；

5.输入命令： ./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.等待烧录完成。

组装流程

1.焊接板子并装配好电池、喇叭和屏幕

此时即可烧录固件，烧录固件参考上节内容

注意屏幕下方可以用EVA带胶海绵来填充

2.准备好其他物料

M2.5* 8沉头十字螺丝* 8（铝型材壳体打样附赠），铝型材壳体，3D打印的按键以及开关拨钮；

3.将板子安装在底壳的槽里

4.安装按键和顶盖

顶盖内侧屏幕开口处可以粘贴EVA海绵胶带防止漏光；

5.安装右侧盖和开关拨钮

注意开关拨钮朝向，右侧盖使用2.5十字螺丝刀拧紧四颗螺丝；

6.安装左侧盖

7.完成组装，享受你的AI小智吧！

实物图

正视

右视

左视

后视

成本核算及BOM

立创商城购买以下元器件，直接购买大概70.52元，实际上使用样品券白嫖大概需要20元即可；

具体操作可参考（https://www.bilibili.com/video/BV1YTYazCEZH/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click）

另外需要在淘宝上购买以下元器件，直接购买大概需要30元，使用88vip单独到手大概5元左右；

附件说明

1.sf32lb52-xty-ai-tht.rar----------固件及下载工具；
2.小智.stp-------------------------铝型材壳体3D文件；
3.小智分件打印.rar------------------铝型材壳体的拆分文件；
4.自购BOM.xlsx---------------------可根据BOM分别在立创商城和淘宝下单；
5.按键.step------------------------按键的step文件；
6.开关拨钮.step--------------------开关拨钮的step文件。