基于CW32的智能語音分類垃圾桶

描述簡介：基于武漢芯源半導(dǎo)體CW32F030C8T6和啟英泰倫CI-C22GS02制作的智能語音分類垃圾桶，能夠?qū)崿F(xiàn)識(shí)別語音來判斷垃圾種類，同時(shí)打開相應(yīng)的垃圾桶，可外接普通按鍵或者觸摸按鍵，也可以外接紅外接近傳感器來打開對應(yīng)的垃圾桶。

項(xiàng)目說明

本次設(shè)計(jì)采用武漢芯源半導(dǎo)體的CW32F030C8T6作為主控，主要負(fù)責(zé)和離線語音模塊的串口通訊，負(fù)責(zé)輸出4路PWM信號(hào)、驅(qū)動(dòng)IPS顯示屏、控制2路MOS驅(qū)動(dòng)電路（控制風(fēng)扇和燈光）、驅(qū)動(dòng)4個(gè)WS2812B燈。語音識(shí)模塊采用啟英泰倫CI-C22GS02模塊（主芯片采用Cl1122，支持本地200條命令詞以下的離線語音識(shí)別），主要負(fù)責(zé)語音識(shí)別和播報(bào)語音，可通過串口與MCU通訊。

項(xiàng)目相關(guān)功能介紹

介紹

1.離線語音模塊的命令詞可自行定制，最多可錄入200個(gè)命令詞，目前已錄入了168條垃圾名詞和一些控制指令。當(dāng)語音模塊識(shí)別到正確的命令詞后，串口輸出規(guī)定協(xié)議的數(shù)據(jù)。語音模塊也可以接收規(guī)定協(xié)議的串口數(shù)據(jù)來播報(bào)指定的語音。離線語音模塊的串口1和MCU主控的串口2使用跳線連接，方便分別開發(fā)調(diào)試。

2.主控輸出4路PWM信號(hào)（周期20us，頻率50Hz），可直接驅(qū)動(dòng)4路舵機(jī)。

3.四個(gè)WS2812B燈作為4類垃圾的指示燈，語音模塊在識(shí)別到正確的語音后，由CW32主控來控制指定的燈點(diǎn)亮對應(yīng)的顏色。

4.電路采用直流12V供電,經(jīng)DC-DC降壓后輸出5.2V，5.2V再經(jīng)LDO降壓后輸出3.3V。其中CI-C22GS02模塊、舵機(jī)、WS2812B、外部燈光和風(fēng)扇供電均采用5.2V供電，MCU主控、IPS顯示屏采用3.3V供電。

5.電路設(shè)計(jì)了2路MOS驅(qū)動(dòng)電路，可外接5V的小風(fēng)扇和5V供電的燈。另外預(yù)留了2種屏幕接口，支持8針的SPI接口的屏幕或者4針的I2C接口的屏幕。預(yù)留3組擴(kuò)展接口，將剩余的IO口全部引出，方便擴(kuò)展。

硬件部分介紹

智能語音分類垃圾桶主要包含主控板、顯示屏、獨(dú)立按鍵模塊、加裝舵機(jī)的垃圾桶模型、12V電源適配器。

軟件部分介紹

軟件分兩部分，一部分是針對CW32F030C8T6的程序開發(fā)，另一部分是針對CI-C22GS02離線語音模塊的命令詞、語言模型、聲學(xué)模型以及固件的制作。

1.CW32F030C8T6的程序開發(fā)。采用Keil5開發(fā)，借鑒了CW32官方例程和開源平臺(tái)上一些大佬的程序。程序中涉及GPIO、DMA、定時(shí)器、ADC、UART、PWM、SPI等功能的實(shí)現(xiàn)。

因本人水平有限，寫的程序只能說能用，但不保證好用。里面使用了大量的全局變量，還有很多改進(jìn)的地方。

下面展示了部分程序。

（1）主程序

（2）串口發(fā)送程序

（3）串口接收程序（有BUG，接收兩遍才能接收完整）

（4）舵機(jī)執(zhí)行動(dòng)作的程序

采用定時(shí)器和標(biāo)志位，使舵機(jī)緩慢打開，一定時(shí)間后緩慢自動(dòng)關(guān)閉，4路舵機(jī)相互不受影響。

2.CI-C22GS02離線語音模塊的命令詞、語言模型、聲學(xué)模型以及固件的制作。具體制作教程建議參考啟英泰倫文檔中心

（1）命令詞列表（根據(jù)自己需要定制）

（2）生成的語言模型相應(yīng)的文件放在這里

（3）生成的聲學(xué)模型相應(yīng)的文件放在這里

（4）生成固件之前需要手動(dòng)修改這里，這里按照數(shù)字順序（16進(jìn)制）來修改。

（5）合并燒錄固件

（6）打包固件

（7）燒錄固件。使用CH340串口工具，CH340的TX接語音模塊串口0的RXD，CH340的RX接語音模塊串口0的TXD，GNG接GND。CH340先插入電腦，燒錄軟件中出現(xiàn)對應(yīng)的串口后，在右邊的方框中打勾，然后按住UPDATE 按鈕，CH340D的5V接語音模塊+5V，此時(shí)燒錄軟件會(huì)顯示開始燒錄，直到燒錄完成。

固件燒錄成功后，喇叭應(yīng)該會(huì)播報(bào)事先錄入的歡迎詞，這就說明燒錄成功。

設(shè)計(jì)圖

原理圖_V1.0

原理圖_V2.0

PCB_V2.0

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