中级
30 分钟

使用IA611和ATmega32创建定制的语音激活系统

说出你的需求,即刻实现!

Smart Mic Click with EasyAVR v7

已发布 6月 25, 2024

点击板

Smart Mic Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega32

识别较大句子或命令中的特定口头关键词或触发短语,以唤醒任何嵌入式系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Smart Mic Click 基于 Knowles Electronics 的 IA611,这是一款灵活、低功耗、高度集成的语音和音频处理器系统。IA611 包含一个先进的 Knowles 音频优化 DSP 子系统,设计用于以低功耗计算密集型音频处理算法。它还包括一个系统控制单元 (SCU),用于处理电源管理状态(如睡眠模式)并生成内部时钟信号。IA611,“始终在线”声学处理器,具有语音唤醒和语音 ID 关键词检测器、三秒缓冲区,以及 Knowles 的高性能声学 SiSonicTM MEMS 技术,集成在一个封装中。IA611 可以处于以下操作模式之一。Bootloader 模式是指在上电后,IA611 等待固件下载或用例设置。在指令模式中,IA611 在固件下载后等待用例设置,而在开放 DSP 模式中,IA611 允许第三方算法。在正常操作模式中,IA611 可以处于软件或硬件通道

模式,作为主机的麦克风。语音唤醒模式允许基于内置关键词(OEM 关键词)、用户训练的关键词(用户关键词)或用户条件的 OEM 关键词(语音 ID)的低功耗语音唤醒。在此模式下,IA611 监控麦克风流的声学活动。当检测到声学活动时,IA611 自动进入略高的功耗模式,分析语音发音是否存在唤醒关键词。当检测到有效关键词时,IA611 会触发 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚的中断,以触发完整的系统唤醒。如果未检测到关键词,设备将返回超低功耗模式,直到再次检测到声学活动。IA611 实现了各种控制接口,包括 UART、SPI 和带有控制接口和音频接口端口的 I2C 从接口。根据所需接口,用户必须填充所选跳线以激活该接口(SPI、I2C 或 UART)。使用 I2C 接口,用户可以选择额外激活 I2C 线上的 4.7kΩ 上拉

电阻,填充标记为 PULL-UP 的跳线。IA611 不需要特定的上电顺序,但需要 1.8V 的电压才能正确工作。因此,使用了一个小型调节 LDO,即 TC1015,从 3.3V mikroBUS™ 电源轨提供 1.8V 输出,并通过连接到 mikroBUS™ 插座 RST 引脚的 EN 引脚提供启用功能,提供开启/关闭电源传输到 TC1015 的开关操作。由于传感器操作需要 1.8V 的电源,此 Click board™ 还具有 TXS0108E 电压电平转换器。接口线被引导到电压电平转换器,使此 Click board™ 能够正确与 3.3V MCU 一起工作。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。使用不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。然而,该 Click board™ 配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Smart Mic Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Enable
PA6
RST
SPI Chip Select
PA5
CS
SPI Clock
PB7
SCK
SPI Data OUT
PB6
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PD2
INT
UART TX
PD1
TX
UART RX
PD0
RX
I2C Clock
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Smart Mic Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyAVR v7 MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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 Smart Mic Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • smartmic_wait_keyword - 此函数等待关键词事件,读取并返回关键词 ID 号。

  • smartmic_download_keyword - 此函数将关键词模型下载到模块。

  • smartmic_voice_make - 此函数执行语音生成功能。它停止当前通道,然后将数字增益设置为20dB,采样率设置为16K,帧大小设置为16毫秒,最后选择通道6并配置算法参数。

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 SmartMic Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Smart Mic click board by programming 
 * it with 4 different keywords, and then waiting for a keyword event, 
 * parsing it and displaying on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration 
 * which programs the device with system config, firmware, and 4 keywords 
 * ("Hello VoiceQ","Switch The Light","Next Song","Baidu Yixia") binaries.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for a keyword event, parses it and displays on the USB UART 
 * an appropriate message for the detected keyword.
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "smartmic.h"

static smartmic_t smartmic;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    smartmic_cfg_t smartmic_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.
    smartmic_cfg_setup( &smartmic_cfg );
    SMARTMIC_MAP_MIKROBUS( smartmic_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SMARTMIC_OK != smartmic_init( &smartmic, &smartmic_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Configuring device... \r\n" );
    
    if ( SMARTMIC_OK != smartmic_default_cfg ( &smartmic ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    switch ( smartmic_wait_keyword ( &smartmic ) )
    {
        case SMARTMIC_OEM1_KWD_DETECTED:
        {
            log_printf ( &logger, " Hello VoiceQ keyword detected!\r\n" );
            break;
        }
        case SMARTMIC_OEM2_KWD_DETECTED:
        {
            log_printf ( &logger, " Switch The Light keyword detected!\r\n" );
            break;
        }
        case SMARTMIC_OEM3_KWD_DETECTED:
        {
            log_printf ( &logger, " Next Song keyword detected!\r\n" );
            break;
        }
        case SMARTMIC_OEM4_KWD_DETECTED:
        {
            log_printf ( &logger, " Baidu YiXia keyword detected!\r\n" );
            break;
        } 
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。