基于CW32的智能语音分类垃圾桶设计

描述

简介：基于武汉芯源半导体CW32F030C8T6和启英泰伦CI-C22GS02制作的智能语音分类垃圾桶，能够实现识别语音来判断垃圾种类，同时打开相应的垃圾桶，可外接普通按键或者触摸按键，也可以外接红外接近传感器来打开对应的垃圾桶。

项目说明

 

本次设计采用武汉芯源半导体的CW32F030C8T6作为主控，主要负责和离线语音模块的串口通讯，负责输出4路PWM信号、驱动IPS显示屏、控制2路MOS驱动电路（控制风扇和灯光）、驱动4个WS2812B灯。语音识模块采用启英泰伦CI-C22GS02模块（主芯片采用Cl1122，支持本地200条命令词以下的离线语音识别），主要负责语音识别和播报语音，可通过串口与MCU通讯。

项目相关功能介绍介绍

1.离线语音模块的命令词可自行定制，最多可录入200个命令词，目前已录入了168条垃圾名词和一些控制指令。当语音模块识别到正确的命令词后，串口输出规定协议的数据。语音模块也可以接收规定协议的串口数据来播报指定的语音。离线语音模块的串口1和MCU主控的串口2使用跳线连接，方便分别开发调试。

2.主控输出4路PWM信号（周期20us，频率50Hz），可直接驱动4路舵机。

3.四个WS2812B灯作为4类垃圾的指示灯，语音模块在识别到正确的语音后，由CW32主控来控制指定的灯点亮对应的颜色。

4.电路采用直流12V供电,经DC-DC降压后输出5.2V，5.2V再经LDO降压后输出3.3V。其中CI-C22GS02模块、舵机、WS2812B、外部灯光和风扇供电均采用5.2V供电，MCU主控、IPS显示屏采用3.3V供电。

5.电路设计了2路MOS驱动电路，可外接5V的小风扇和5V供电的灯。另外预留了2种屏幕接口，支持8针的SPI接口的屏幕或者4针的I2C接口的屏幕。预留3组扩展接口，将剩余的IO口全部引出，方便扩展。

硬件部分介绍

智能语音分类垃圾桶主要包含主控板、显示屏、独立按键模块、加装舵机的垃圾桶模型、12V电源适配器。

软件部分介绍

软件分两部分，一部分是针对CW32F030C8T6的程序开发，另一部分是针对CI-C22GS02离线语音模块的命令词、语言模型、声学模型以及固件的制作。

1. CW32F030C8T6的程序开发。采用Keil5开发，借鉴了CW32官方例程和开源平台上一些大佬的程序。程序中涉及GPIO、DMA、定时器、ADC、UART、PWM、SPI等功能的实现。

因本人水平有限，写的程序只能说能用，但不保证好用。里面使用了大量的全局变量，还有很多改进的地方。

下面展示了部分程序。

（1）主程序

（2）串口发送程序

（3）串口接收程序（有BUG，接收两遍才能接收完整）

（4）舵机执行动作的程序

采用定时器和标志位，使舵机缓慢打开，一定时间后缓慢自动关闭，4路舵机相互不受影响。

2. CI-C22GS02离线语音模块的命令词、语言模型、声学模型以及固件的制作。具体制作教程建议参考启英泰伦文档中心

（1）命令词列表（根据自己需要定制）

（2）生成的语言模型相应的文件放在这里

（3）生成的声学模型相应的文件放在这里

（4）生成固件之前需要手动修改这里，这里按照数字顺序（16进制）来修改。

（5）合并烧录固件

（6）打包固件

 

（7）烧录固件。使用CH340串口工具，CH340的TX接语音模块串口0的RXD，CH340的RX接语音模块串口0的TXD，GNG接GND。CH340先插入电脑，烧录软件中出现对应的串口后，在右边的方框中打勾，然后按住UPDATE 按钮，CH340D的5V接语音模块+5V，此时烧录软件会显示开始烧录，直到烧录完成。

固件烧录成功后，喇叭应该会播报事先录入的欢迎词，这就说明烧录成功。

视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1oh411w7x2/?vd_source=2462ee6bfbc931195...

设计图

原理图_V1.0

原理图_V2.0

PCB_V2.0

来源：CW32生态社区

　　审核编辑：汤梓红