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。
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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。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32k
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
通过调试模式的应用程序输出
1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。
2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。
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
这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。
/*!
* @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