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30 分钟

使用 VC-02 和 MK64FN1M0VDC12 实现免提控制

使用语音控制您的设备

SpeakUp 3 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 26, 2024

点击板

SpeakUp 3 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

纯离线语音识别解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SpeakUp 3 Click 基于Ai-Thinker Technology的VC-02,这是一款离线语音识别AI模块,具有高可靠性和强大的多功能性。VC-02模块使用Unisound的集成语音芯片US516P6,不断优化和创新语音识别技术算法。离线识别算法深度集成于芯片架构中,为客户提供超低成本的离线语音识别解决方案。该板可以广泛且快速应用于所有智能小型家电和需要语音控制的产品。US516P6芯片使用32位RSIC架构核心,运行频率为240MHz,并集成了显式为信号处理和语音识别设置的DSP指令、支持浮点运算的FPU算术单元和FFT加速器(支持1024点复数FFT/IFFT操作或2048点实数FFT/IFFT

操作)。此模块的独特之处在于其功能,如离线识别150个本地指令和唤醒词的自学习、RTOS轻量系统、1至5米远距离90%的识别率、固件更新功能,以及模块通信方式的选择。此Click板™配有可配置的主机接口,允许使用所选接口与MCU通信。VC-02可以使用UART接口与MCU通信,默认通信接口为常用的UART RX和TX引脚,默认波特率为115200bps。用户还可以使用其他接口,如SPI和I2C,来自行配置模块和编写库。在SpeakUp 3 Click的中心,额外的未焊接头提供了完整的调试和编程能力支持。Ai-Thinker为用户提供了VC系列开发页面,通过简单注册,用户可以快速轻松地创建自己的命令列

表/SDK/固件,免费使用。通过此头,用户可以使用JTAG接口,除了UART接口,还可以通过JTAG接口引脚(TCK和TMS)进行编程和调试。此Click板™的一个特殊附加功能是标记为MIC和SPK的连接器,用于Shenzhen Anxinke Technology的模拟全向麦克风和8Ω 2W腔体扬声器。这些部件可以在Click板的同一包装中找到,也可以在我们的商店单独购买。此Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™还配备了一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可作为进一步开发的参考。

SpeakUp 3 Click top side image
SpeakUp 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

带PH2.0母连接器的麦克风是一种模拟型全向驻极体麦克风,基于静电电容设计,并带有PH2.0母连接器端子。这种麦克风通过使用永久充电材料,消除了对极化电源的需求。其工作频率范围为100至20,000Hz,具有-40dB(±3)的灵敏度和57至70dBA(典型值为60dBA)的信噪比。这种全向麦克风封装紧凑,直径小至6mm,非常适合在存在湿气和环境污染物的工业和户外应用中进行各种高质量录音。

SpeakUp 3 Click accessories 1 image

带PH2.0母连接器的扬声器是一款8Ω 2W便携式一体化无源腔体扬声器,采用线引脚安装配置,带有PH2.0母连接器,工作频率为100kHz。该扬声器具有长使用寿命,基于优质的材料和技术,增强了其使用寿命,使其方便可靠。它还基于严格的质量控制标准制造(设计改进以提高耐用性),具有低失真率,保持声音稳定(清晰的音质提供卓越的音乐重现)。这种腔体扬声器封装紧凑,尺寸为40×20×5.8mm(长×宽×高),提供稳定的性能,非常适合消费、医疗、安全等各种音频应用。

SpeakUp 3 Click accessories 2 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
SPI Clock
PC5
SCK
SPI Data OUT
PC7
MISO
SPI Data IN
PC6
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PD3
TX
UART RX
PD2
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

SpeakUp 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker 2 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 SpeakUp 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • speakup3_generic_read - 此函数使用UART串行接口读取所需数量的数据字节。

  • speakup3_wait_for_reply - 此函数等待最多@b wait_ms以获得语音命令的回复。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief SpeakUp 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the SpeakUp 3 click board by reading
 * and displaying the voice commands reply messages.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for the reply message to a voice command and displays it on the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void speakup3_display_reply ( void )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "speakup3.h"

static speakup3_t speakup3;
static log_t logger;

/**
 * @brief SpeakUp 3 display reply function.
 * @details This function displays on the USB UART the reply message for the selected
 * reply instruction code.
 * @param[in] reply_ins : Reply instruction code.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void speakup3_display_reply ( uint8_t reply_ins );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    speakup3_cfg_t speakup3_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    speakup3_cfg_setup( &speakup3_cfg );
    SPEAKUP3_MAP_MIKROBUS( speakup3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == speakup3_init( &speakup3, &speakup3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t reply_ins;
    if ( SPEAKUP3_OK == speakup3_wait_for_reply ( &speakup3, &reply_ins, 1000 ) )
    {
        speakup3_display_reply ( reply_ins );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

static void speakup3_display_reply ( uint8_t reply_ins )
{
    log_printf( &logger, " Reply: " );
    switch ( reply_ins )
    {
        case SPEAKUP3_INS_ENTER_WAKE_UP:
        {
            log_printf( &logger, "Hi, how can I help? / Hi, what's up? / Yes, I'm here.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_EXIT_WAKE_UP:
        {
            log_printf( &logger, "See you later.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_LEARN_MATCH_AC:
        {
            log_printf( &logger, "OK, match the air conditioner.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TURN_ON:
        {
            log_printf( &logger, "OK, turn on the air conditioner.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TURN_OFF:
        {
            log_printf( &logger, "OK, turn off the air conditioner.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_MODE_AUTO:
        {
            log_printf( &logger, "OK, automatic mode.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_MODE_COLD:
        {
            log_printf( &logger, "OK, cold mode.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_MODE_HEAT:
        {
            log_printf( &logger, "OK, heat mode.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_MODE_DRY:
        {
            log_printf( &logger, "OK, dry mode.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_MODE_FAN:
        {
            log_printf( &logger, "OK, fan mode.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_MODE_SLEEP:
        {
            log_printf( &logger, "OK, sleeping mode.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_WIND_AUTO:
        {
            log_printf( &logger, "OK, automatic fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_WIND_LOW:
        {
            log_printf( &logger, "OK, low fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_WIND_MID:
        {
            log_printf( &logger, "OK, medium fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_WIND_HIGH:
        {
            log_printf( &logger, "OK, high fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_WIND_INC:
        {
            log_printf( &logger, "OK, higher the fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_WIND_DEC:
        {
            log_printf( &logger, "OK, lower the fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_16:
        {
            log_printf( &logger, "OK, sixteen centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_17:
        {
            log_printf( &logger, "OK, seventeen centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_18:
        {
            log_printf( &logger, "OK, eighteen centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_19:
        {
            log_printf( &logger, "OK, nineteen centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_20:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_21:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty one centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_22:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty two centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_23:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty three centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_24:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty four centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_25:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty five centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_26:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty six centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_27:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty seven centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_28:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty eight centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_29:
        {
            log_printf( &logger, "OK, twenty nine centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_30:
        {
            log_printf( &logger, "OK, thirty centigrade.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_INC:
        {
            log_printf( &logger, "OK, warmer.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_TMP_DEC:
        {
            log_printf( &logger, "OK, cooler.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_SWEPT_ON:
        {
            log_printf( &logger, "OK, start to fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_SWEPT_OFF:
        {
            log_printf( &logger, "OK, stop to fan.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_SWEPT_VERT:
        {
            log_printf( &logger, "OK, air swing up and down.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_AC_SWEPT_CROSS:
        {
            log_printf( &logger, "OK, air swing left and right.\r\n" );
            break;
        }
        case SPEAKUP3_INS_SET_RESTORE:
        {
            log_printf( &logger, "OK, air conditioner reset.\r\n" );
            break;
        }
        default:
        {
            log_printf( &logger, "Unknown.\r\n" );
            break;
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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