一、功能介紹

小智AI聊天機(jī)器人是一個基于嵌入式硬件與人工智能技術(shù)深度融合的智能交互系統(tǒng)。該項(xiàng)目以ESP32開發(fā)板為核心，結(jié)合語音喚醒、自然語言處理、音頻解碼播放及圖形化交互界面四大核心模塊，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能

二、擴(kuò)展板設(shè)計

1. 硬件清單

主控單元：零知ESP32（雙核處理器，支持Wi-Fi/BLE，豐富外設(shè)接口）

語音輸入：INMP441數(shù)字麥克風(fēng)（I2S接口，高信噪比）

音頻輸出：MAX9857A Class D功放（驅(qū)動4Ω喇叭，輸出功率3W）

交互界面：240x320 TFT_ST7789 LCD（SPI接口）

喚醒控制：ASRPRO-01模塊（關(guān)鍵詞檢測，GPIO觸發(fā)）

2.關(guān)鍵引腳連接

3.原理圖設(shè)計

(1) 關(guān)鍵模塊原理圖設(shè)計

主控模塊接線圖

音頻放大模塊接線圖

麥克風(fēng)模塊和LCD顯示屏接線圖

(2) 電源設(shè)計規(guī)范

4.PCB設(shè)計

將零知ESP32通過PCB布線連接到各個模塊組成擴(kuò)展板

5.擴(kuò)展板實(shí)物圖

三、軟件配置

1、環(huán)境搭建

使用VScode搭建ESP-IDF開發(fā)環(huán)境，具體操作可參考以下文章：

VScode下玩轉(zhuǎn)ESP32S3并成功編譯XIAOZHI-ESP32-MAIN代碼_xiaozhi-esp32 編譯-CSDN博客

VSCode + ESP-IDF 項(xiàng)目搭建及配置_vscode esp-idf-CSDN博客

（1）導(dǎo)入github上項(xiàng)目源碼并解壓到自定義的目錄下

ESP32驅(qū)動小智AI倉庫源碼

https://github.com/78/xiaozhi-esp32
（2）VScode打開項(xiàng)目工程并配置編譯信息

配置Serial flasher config、Partition Table

配置開發(fā)板和LCD類型

（3）根據(jù)之前的原理圖設(shè)計配置config.h擴(kuò)展板對應(yīng)的引腳

2、 程序編譯并上傳

idf.py fullclean#將build目錄刪除，點(diǎn)擊編譯并上傳代碼

3、天問Block代碼編寫和燒錄

（1） 識別喚醒詞通過PA2輸出低脈沖驅(qū)動喚醒AI

（2）點(diǎn)擊生成模型，選擇端口并通過2M編譯下載到ASRPRO

四、固件燒錄

1、.bin文件合并生成燒錄固件

（1）打開PowerShell下的ESP-IDF 5.3，查看編譯后build目錄存放的路徑并修改以下代碼

E:ProgramFilesEspressifxiaozhi-esp32-main-1 路徑修改為你自己定義的

命令行編譯的代碼：

esptool.py --chip esp32 merge_bin -o E:ProgramFilesEspressifxiaozhi-esp32-main-1buildlzesp32_xiaozi.bin 0x1000 E:ProgramFilesEspressifxiaozhi-esp32-main-1buildbootloaderbootloader.bin 0x8000 E:ProgramFilesEspressifxiaozhi-esp32-main-1buildpartition_tablepartition-table.bin 0xd000 E:ProgramFilesEspressifxiaozhi-esp32-main-1buildota_data_initial.bin 0x100000 E:ProgramFilesEspressifxiaozhi-esp32-main-1buildxiaozhi.bin

（2）通過PowerShell燒錄生成的lzesp32_xiaozi.bin固件

選擇端口和波特率編譯相對路徑下的固件

esptool.py --port COM13 --baud 921600 write_flash 0x0 E:ProgramFilesEspressifxiaozhi-esp32-main-1buildlzesp32_xiaozi.bin     

2、flash_download_tool燒錄工具

（1） flash工具下載地址：

flash燒錄工具 https://dl.espressif.com/public/flash_download_tool.zip%C2%A0

（2）選擇輸出的bin文件并確認(rèn)起始地址為0x0

選擇SPI的頻率和模式，確定具體連接的串口號和上傳的波特率，ERASE擦除芯片然后START開始上傳。（可能出現(xiàn)上傳錯誤，嘗試修改波特率和端口號）

flash燒錄詳細(xì)教程：

https://ccnphfhqs21z.feishu.cn/wiki/Zpz4wXBtdimBrLk25WdcXzxcnNS

五、 功能展示

b站視頻演示：https://www.bilibili.com/video/BV18VZcYKEL4?share_source=copy_web

六、項(xiàng)目資源匯總

6.1 燒錄工具和固件
鏈接: https://pan.baidu.com/s/1D2pDvIOdCdcQsgoRbjnslg?pwd=bir5 提取碼: bir5

6.2天問及VScode ESP-IDF項(xiàng)目源碼
鏈接: https://pan.baidu.com/s/1HcAsEeGyS_E63BeRO1huzg?pwd=8g5w 提取碼: 8g5w