基于STM32的智慧物联网系统板---离线语音模块使用

嵌入式技术 2025-12-28 2194

描述

1.海凌科离线语音模块百科

HLK-V20-SUIT是海凌科电子推出的一款高性能纯离线语音识别模块，专为智能家居、智能小家电及物联网设备设计，凭借其高性价比、灵活定制化和低功耗特性，成为语音控制领域的热门选择。该模块采用32位RSIC架构核心，集成DSP指令集、FPU浮点运算单元及FFT加速器，通过神经网络算法对音频信号进行深度训练，显著提升语音识别准确率，在安静环境下识别率超过95%，即使在办公室或音乐播放等嘈杂场景中，仍能保持75%以上的识别率，误唤醒率低于1次/24小时，确保设备稳定响应。支持150条本地指令存储，用户可通过海凌科语音定制后台系统自由配置唤醒词、命令词及应答语，无需复杂编程即可快速生成专属SDK，满足个性化需求。模块提供UART、GPIO、PWM等丰富接口，可轻松连接动圈扬声器、驻极体麦克风等外围设备，仅需少量外围元件即可实现语音交互功能，开发周期短，成本可控。其工作电压为5V，平均待机功耗仅63mA，工作电流约60mA，适合电池供电场景，如智能门锁、无线音箱等设备。

该模块尺寸紧凑（封装模块设计），便于集成到各类产品中，尤其适用于空间受限的设备。其应用场景广泛，涵盖智能家居（如语音控制风扇、插座、灯泡、空调）、智能小家电（如智能茶壶、故事机、扫地机）、工业控制（如设备语音操作）、医疗监护（如语音呼叫系统）等领域。例如，用户可通过语音指令“打开空调”或“调暗灯光”，无需手动操作，提升生活便捷性；在工业场景中，工人可通过语音控制设备启动或停止，提高作业效率。支持离线识别，无需联网即可使用，避免了网络延迟或断网导致的功能失效问题，同时保护用户隐私数据。此外，模块兼容轻量级RTOS系统，资源占用低，运行稳定，适合资源有限的嵌入式设备。对于开发者而言，海凌科提供详细的技术文档和开发工具，降低开发门槛，加速产品上市。

综合来看，HLK-V20-SUIT以高性能、低功耗、易定制和广适配性为核心优势，为语音控制设备提供了可靠的解决方案。无论是追求性价比的智能家居厂商，还是需要快速迭代的物联网开发者，该模块均能满足需求，助力产品实现智能化升级。

模组实物如下：

2.HLK-V20-SUIT模组集成

HLK-V20-SUIT模组采用串口通讯方式，语音词条响应成功通过串口返回应答信息，其硬件接口设计如下：

该模组采用5V供电，自带功放电路，直接接入扬声器(8Ω1W)即可输出，麦克风输入也无需外置处理电路，直接接入即可，灵敏度为-38DB。硬件实物如图所示：

3.HLK-V20-SUIT自制语音词条

3.1 创建产品

HLK-V20-SUIT模组支持自定义语音词条，登录海凌科官网，注册账号。海凌科官网地址：[海凌科官网地址](https://www.hlktech.com/)

滑动到最下面可看到语音定制系统。

进行账号注册，登录平台。

选中产品接入，完成产品创建。

3.2 创建SDK

3.3 设置语言词条信息

1.设置前端信号处理。

2.设置串口通讯参数

3.设置语音唤醒词条

4.设置离线词条信息

5.设置应答返回数据格式

6.发音和音量设置

7.其他设置

8.发布SDK，发布成功即可下载SDK包

4.SDK离线包固件烧写

1.下载固件烧写工具。下载地址：[固件烧写工具](https://h.hlktech.com/Mobile/download/FDetail/93.html)

2.本系统板已预留固件升级接口，接口电路如下：

在硬件失实物上，C_RX与PA9连接、TX与PA10连接则是给STM32系统板烧写程序；C_RX与H_RX连接、TX与H_TX连接则是给海凌科模组烧写固件。因此本次需要将跳线帽将C_RX与H_RX连接、TX与H_TX连接。
在下载的SDK包中“uni_hb_m_solution-xxxx-xxxx”目录下的uni_app_debug_update.bin 和uni_app_release_update.bin 是用于 usb 升级的固件。usb升级的固件不能有中文路径。

4.2 驱动安装

使用Type-C数据线与开发板连接，识别成功将自动识别到COM口。

选中好要烧写的uni_app_release_update.bin 文件。

点击烧录按钮，如图所示，提示栏显示等待设备。(注意:此时设备不要上电)。

如下图为海凌科模组供电引脚，点击烧录前先拔掉该跳线帽，出现等待设备后再插上该跳线帽。

下载完成如下：

至此，固件烧写完成。

5.模块驱动

HLK-V20模块采用串口串口2驱动，串口通讯波特率为115200，数据帧格式为1bit起始信号+8bit数据位+1bit停止信号，无校验位。驱动程序如下：

/*
串口初始化
形参：USARTx  --要初始化的串口（USART1、USART3、USART2）
      buad --要设置的波特率

*/
void USARTx_Init(USART_TypeDef *USARTx,u32 buad)
{
  if(USARTx == USART1)
  {
    //1.开时钟
    RCC- >APB2ENR|=1< <2;//PA
    RCC- >APB2ENR|=1< <14;//usart1
    RCC- >APB2RSTR|=1< <14;//复位时钟
    RCC- >APB2RSTR&=~(1< <14);//取消复位  
    //2.配置GPIO
    GPIOA- >CRH&=0xFFFFF00F;
    GPIOA- >CRH|=0x000008B0;
    USART1- >BRR=72000000/buad;//设置波特率
#ifdef USART1_IRQ     
    USART1- >CR1|=1< <4;//IDLE空闲帧中断
    USART1- >CR1|=1< <5;//串口接收中断使能
    STM32_SetNVICPriority(1,1,USART1_IRQn);//设置优先级，使能中断线
#endif
  }
  else if(USARTx == USART2)
  {
        /*1.开时钟*/
        RCC- >APB2ENR|=1< <2;//PA时钟
        RCC- >APB1ENR|=1< <17;//USART2时钟
        RCC- >APB1RSTR|=1< <17;//开复位时钟
        RCC- >APB1RSTR&=~(1< <17);//取消复位
        /*2.配置GPIO口*/
        GPIOA- >CRL&=0xFFFF00FF;//清除原来寄存器中的值
        GPIOA- >CRL|=0x00008B00;		
        //3.配置串口3核心功能
        USART2- >BRR=36000000/buad;//波特率
        #ifdef USART2_IRQ
            USART2- >CR1|=1< <5;//串口2接收中断
            USART2- >CR1|=1< <4;//空闲帧中断
            STM32_SetNVICPriority(1,1,USART2_IRQn);//设置优先级
        #endif  
  }  
  else if(USARTx == USART3)
  {
    //1.开时钟
    RCC- >APB2ENR|=1< <3;//PB
    RCC- >APB1ENR|=1< <18;//USART3
    RCC- >APB1RSTR|=1< <18;//复位时钟
    RCC- >APB1RSTR&=~(1< <18);//取消复位
    //2.配置GPIO
    GPIOB- >CRH&=0xFFFF00FF;
    GPIOB- >CRH|=0x00008B00;
    //3.配置串口3核心功能
    USART3- >BRR=36000000/buad;//波特率
#ifdef USART3_IRQ 
    USART3- >CR1|=1< <4;//IDLE空闲帧中断
    USART3- >CR1|=1< <5;//串口接收中断使能
    STM32_SetNVICPriority(1,1,USART3_IRQn);//设置优先级，使能中断线  
#endif    
  }
  USARTx- >CR1|=1< <3;//使能发送
  USARTx- >CR1|=1< <2;//使能接收
  USARTx- >CR1|=1< <13;//使能串口
}

u8 usart2_buffer[1024];//串口1接收数据缓冲区
u16 usart2_cnt=0;//保存数组下班
u8 usart2_flag;//接收完成标志符
void USART2_IRQHandler(void)
{
	u8 c;
	if(USART2- >SR&1< <5)//判断是否接收中断触发
	{
		c=USART2- >DR;
//		USART1- >DR=c;
		if(usart2_flag==0)//判断上一次数据是否处理完成
		{
			if(usart2_cnt< 1024)	
			{
				usart2_buffer[usart2_cnt++]=c;
			}
			else usart2_flag=1;
		}
	}
  if(USART2- >SR&1< <4)
  {
    c=USART2- >DR;
    c=c;
    usart2_flag=1;
  }
}

主函数：

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "usart1.h"
#include "timer.h"
#include "esp8266.h"
#include "oled.h"
#include "rtc.h"
#include < stdio.h >
#include < string.h >
#include < stdlib.h >
int main()
{
    LED_Init();//LED
    Key_Init();
    USARTx_Init(USART1,115200);//一个字符的收发时间：1s/(115200/10)=86us
    USARTx_Init(USART2,115200);
    USARTx_Init(USART3,115200);
    OLED_Init();
    OLED_DispalyFont(32,0,16,font_16[0]);
    OLED_DispalyFont(32+16,0,16,font_16[1]);
    OLED_DispalyFont(32+16*2,0,16,font_16[2]);
    OLED_DispalyFont(32+16*3,0,16,font_16[3]);
    OLED_Refresh();
    RTC_Init();
    u16 key=0;
    while(1)
    {
        
 
        if(usart2_flag)
        {
            if(usart2_cnt==3)
            {
                if(usart2_buffer[0]==0x77 && usart2_buffer[2]==0x0a)
                {
                    switch(usart2_buffer[1])
                    {
                        case 1://开灯
                            LED1=0;
                            break;
                        case 7://关灯
                            LED1=1;
                            break;
                    }
                }
            }
            // printf("rx2=%s,%dn",usart2_buffer,usart2_cnt);
            usart2_flag=0;
            usart2_cnt=0;
        } 
   
    }
}

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